Порушення або ослаблення критичних можливостей, забезпечуваних американської супутникової глобальною системою позиціонування (GPS) завдасть серйозної шкоди американським військовим, зокрема, і багатьох аспектів світової економіки в цілому. GPS стала частиною повсякденного життя цивільного населення, вийшовши далеко за рамки зручних навігаційних автомобільних карт, в тому числі забезпечуючи точним часом біржовий ринок, а також граючи ключову роль в процесі обробки операцій з кредитними картами. У той же час, військовий клас GPS (М-код) навігації тепер можна зустріти у всьому, від крилатих ракет і різних високоточних бомб, до артилерійських снарядів. Бойові пошуково-рятувальні радіостанції покладатися на цю лінію зв`язку, так само як і величезна номенклатура індивідуального обладнання солдата.
Супутники GPS-III є ключовою частиною плану майбутньої системи позиціонування, часу і навігації (Positioning, Timing & Navigation, PTN), пропонуючи кілька поліпшень в порівнянні з існуючим сімейством супутників GPS II. Частиною цієї системи також є наземні станції контролю.
GPS: Існуюча серія
Для підтримання належного покриття по всьому світу угруповання GPS має складатися не менше ніж з 24 рівномірно розташованих на середній навколоземній орбіті супутників, хоча більш привабливим є наявність 27 супутників. Космічне командування ВПС США хоче мати на орбіті не менше 30 супутників GPS, щоб в разі виникнення неполадок або проблем у кількох супутників, загальне число функціонуючих супутників не впало нижче 27. Нинішня угруповання демонструє, що такі відмови можливі. У 2008 році на орбіті був 31 супутник GPS:
13 Block IIA. Проектний термін експлуатації: 7.5 років. Завдяки вдалій конструкції, дублюючим компонентів і майстерним налаштувань, ці супутники функціонують значно довше, ніж це було запланованого, рекорд становить близько 17 років.
12 Block IIR. Проектний термін експлуатації: 10 років. По крайней мере, один супутник функціонує вже за межами цього терміну. Всього було побудовано 21 GPS IIR, з яких 8 були модернізовані до версії GPS IIR-M.
6 Block IIR-М (модернізований). Кожен супутник IIR-M включає модернізовану антенну панель забезпечує підвищену потужність сигналу, 2 нових військових сигналу підвищеної точності (до 1 метра), посилених шифруванням і захистом від перешкод, а також другий цивільний сигнал (L2C), який надасть користувачам доступ до відкритого сигналу на додаткової частоті. Додаткові сигнали можуть значно поліпшити систему, так як вони дозволять приймачів виявляти помилки створювані іоносферою Землі і використовуючи передові алгоритми поліпшити точність позиціонування.
2 крайніх запуску супутників GPS IIR-M були відкладені на 'не визначений термін' в жовтні 2008 року через проблеми з запуском ракети Delta II, але все ж сьомий супутник GPS IIR-M був запущений в березні 2009 року, а 8-й і заключний супутник GPS IIR-М був запущений в серпні 2009 року.
Наступна серія запусків буде включати в себе супутники Boeing Block IIF. Їх поліпшення міститимуть відновлення архітектури, енергетики, процесора, зменшення ваги, наявності третього громадянського сигналу (L5) в спектрі авіаційної безпеки, який, як очікується, забезпечить більш широке використання GPS для управління повітряним рухом в цивільній авіації, а також новий військовий сигнал.
В даний час також розробляється оновлений наземний сегмент управління, відомий як архітектурний еволюційний план (Architectural Evolution Plan, AEP). З боку засобів контролю план передбачає нові основні станції управління, які розміщуються на авіабазі Schriever, штат Колорадо, і альтернативні станції на авіабазі Vandenberg, штат Каліфорнія. Для управління супутниками GPS за допомогою віддалених станцій спостереження USAFSCN було додано більше наземних антен і був удосконалений моніторинг шляхом використання мережі Національного агентства геопросторової розвідки. Що стосується технічної сторони проекту, план передбачає перехід контролю угрупованням від систем ЕОМ 1970-х років до сучасних систем використовують графічний інтерфейс, а також додадуть розподілену архітектуру,
План вперше почав здійснюватися у вересні 2007 року і в березні 2008 року дав можливість управління супутниками Block IIF. Проте, це є тимчасовим рішенням мають деякі обмеження. Наприклад, система не може передавати навігаційні повідомлення, контролювати модернізовані цивільні сигнали L2C або зашифровані військові сигнали GPS IIR / M. Саме тому було вирішено внести ці функції в систему GPS III.
Програма GPS III
При своєму повному розгортанні, супутники GPS-III зможуть забезпечувати передачу нового цивільного сигналу L1C, будуть володіти новою суміщеної архітектурою управління і контролю. Це дозволить всього лише однієї наземної станції контролювати всю угруповання супутників GPS, а, завдяки новій антені, забезпечити високу перешкодозахищеність при одночасному підвищенні точності і цілісності системи. Система GPS III буде володіти обмеженою сумісністю зі створюваною європейської супутникової навігаційної системою Galileo, про що в 2006 році було підписано угоду між Lockheed Martin і EADS.
У минулому у ВПС США вже виникали проблеми з надмірним витрачанням бюджетних коштів при розробці супутникових програм, почасти через технологічних вимог, часто намагаючись вирішити проблеми на занадто багатьох фронтах одночасно. Це природна ситуація при впровадженні систем, пов`язаних з великою кількістю запусків супутників і тривалим терміном експлуатації, але відставання від наміченого графіка запусків і ліберальний перевитрата коштів все ж внесли свої обмеження. Програма супутників GPS III врахувала ці уроки і додаткове витрачання коштів буде відбуватися поступово, починаючи з наземного сегмента:
Супутники GPS Block III більше розміром, ніж попередні супутники Navstar. Вони забезпечать більшу потужність, яка в свою чергу створить сигнал, який легше прийняти і важче заглушити. Спочатку супутники GPS IIIA будуть сумісними з конкуруючої європейською системою Galileo, додавши 4-й цивільний сигнал (L1C), а також посилений військовий сигнал GPS (m-code), який, як очікується, забезпечить чотириразове поліпшення точності і на порядок поліпшену здатність протистояти глушіння . Ці прості вимоги забезпечать швидку заміну старих супутників GPS-IIA на новітні перевірені супутники. ВВС США хотіли б обмежитися восьми супутниками GPS IIIA (2 в розробці + 6 функціонуючих, все 8 будуть запущені), незважаючи на те що первинний договір дозволяє при необхідності збільшити число супутників GPS-IIIA до 12.
Супутники GPS Block IIIB додадуть поєднану архітектуру управління і контролю. Це означає, що відразу все супутники угруповання GPS IIIB будуть управлятися однією наземною станцією, замість того, щоб чекати поки кожен супутник потрапить в зону видимості наземної антени, як це відбувається в даний час. Планується запустити до 8 супутників GPS-IIIB.
Для посилення військового шифрованого сигналу M-Code, поліпшення завадостійкості, а також поліпшення точності супутники GPS Block IIIC будуть оснащені потужною спрямованої антеною. Також можуть бути використані і додаткові технології, які досягли достатнього рівня зрілості до часу запуску супутників. ВПС США планують запустити до 16 супутників GPS-IIIC.
Запуск першого супутника GPS-IIIA очікується в 2014 році, а всі 32 супутника GPS Block III будуть виведені на орбіту до 2022 року.
Нинішній контракт на конструювання і розробку системи GPS III створить близько 500 нових робочих місць на Lockheed Martin і скоротить близько 750 на Boeing. У травні 2008 в своїй статті National Examiner оцінив загальну вартість програми приблизно в $ 3.57 мільярда.
Керівництво проектом в корпорації Lockheed Martin і розробка космічних апаратів будуть зосереджені в Newtown, штат Пенсільванія, а остаточне складання, інтеграція і тестування розташовуються в місті Denver, штат Колорадо. Виробничі потужності GPS розташовані в колишньому складальному цеху ракети Атлас. Вони включають майже 40 тисяч квадратних метрів площ для збірки космічних апаратів і їх випробувань, в тому числі високі чисті кімнати, призначені для ефективного виробництва за рахунок мінімізації підйому космічних апаратів і скорочення відстані між операціями. Виробнича група GPS вивчила виробничі лінії корпорації Lockheed Martin, що випускають у великих обсягах літаки і використовувала технології віртуального моделювання для планування заводських цехів. На подобу складання автомобілів або літаків, кожен супутник GPS III буде пересуватися через послідовні робочі станції для проведення різних складальних і інтеграційних операцій. Кульмінацією цих операцій будуть кліматичні випробування. Для цих цілей серед іншого там знаходяться теплові вакуумні та безлунна камери.
Підрозділ Lockheed, розташоване в Sunnyvale, штат Каліфорнія буде виробляти різні компоненти космічних апаратів, а команда забезпечення запусків буде перебувати на мисі Канаверал, штат Флорида. Іншими партнерами програми GPS-III є:
ITT в Clifton, штат Нью-Джерсі - навігаційна апаратура
General Dynamics Advanced Information Systems в Gilbert, штат Арізона - Мережеві комунікаційні елементи (Network Communications Element, NCE), що включають підсистеми УКХ зв`язку, телеметрії та управління.
Фінансування GPS-III
Точні цифри фінансування надати важко, так як американські військові часто розглядає проект GPS-III як одну загальну програму GPS.
Тим не менше:
2008 рік: $ 805.3 мілліона- $ 556.4 дослідження і розробка, $ 248,9 закупівлі
2009 рік: $ 927.4 мілліона- $ 867.1 дослідження і розробка, $ 60.7 закупівлі
2010 рік: $ 880.4 мілліона- $ 749.4 дослідження і розробка, $ 131 закупівлі
2011 рік: $ 1.057 мільярди - $ 862.7 дослідження і розробка, $ 194,8 закупівлі
2012 рік: фінансовий запит $ 1.462 мілліарда- $ 872.0 дослідження і розробка, $ 590.0 закупівлі Читайте також: