Общие параметры спутниковых систем навигации.

Наименование навигационной системы	Срок ввода в эксплуатацию	Тип орбиты	Количество спутников
GPS	1973–1995	Круговая, высота орбиты 20200 км, период вращения 11 часов 58 минут. Наклонение орбиты 55°, шесть плоскостей по 4 спутника в каждой, равномерно разнесенных по долготе через 60°	24 основных, 6 резервных
ГЛОНАСС	1982–2013	Круговая, высота орбиты 19100 км, период вращения – 14 ч 4 мин и 42 с, три орбитальных плоскостях с наклонение орбиты 64,8°	24 основных, 6 резервных
GALILEO	2014–2016	Круговая, высота орбиты – 23222 км, период вращения – 14 ч 4 мин и 42 с, три плоскости, наклонение орбиты 56°	27 основных, 3 резервных
BeiDou	2007–2020	Геостационарная и круговая высота орбиты - 21500 км, период вращения - 12 ч 53 мин и 2 с, наклонение орбиты 55°	5 спутников на геостационарной орбите, 30 основных, 5 резервных
QZSS		Высокоэллиптическая орбита с наклонением 70°	3 основных

GPS

В США в стенах Стэнфордского университета [16] после запуска в СССР в 1957 г. первого ИСЗ были начаты исследования по использованию космических аппаратов для навигации подвижных объектов. Первая задачей было определение координат спутников по сигналу спутника и известным координатам места приема этого сигнала на Земле. Решение этой задачи строилось на измерении доплеровского сдвига несущей частоты передатчика и дальнейшего расчета параметров движения спутника.

Для современных систем навигации используется обратная задача – расчет координат приемника спутникового сигнала на основе обработки принятого сигнала и координат ИСЗ. Точность решения зависит от точности синхронизации передатчиков ИСЗ. Для синхронизации передатчиков используют атомные стандарты частоты и времени.

Кроме того, в 1964 г. ВВС США начали программу разработки и испытаний возможностей использования для целей местоопределения широкополосных сигналов, модулированных псевдослучайными шумовыми (PRN) кодами. В 1973 г. программы ВВС и ВМС США были объединены в общую Навигационную технологическую программу, позднее превратившуюся в программу Navstar-GPS. Спутники системы Navstar стали оборудовать стандартами частоты с наибольшей достижимой степенью точности — сначала кварцевым и рубидиевым, затем цезиевым и водородным стандартами. В ходе экспериментов были подобраны оптимальные высоты орбит спутников. В результате высота увеличилась с 925 до 13 тыс. км, а затем — до 20 тыс. км. Изменилась также несущая частота передатчиков: с 400 МГц до 1227-ми и 1575-ти. К 1995 г. система Navstar-GPS была полностью развернута.

В настоящее время точность составляет от 1 см до 15 м. В 2008 г. система GPS полностью введена в эксплуатацию.

 

ГЛОНАСС

Развитие отечественной спутниковой радионавигационной системы также началось с запуска в Советском Союзе 4 октября 1957 г. первого ИСЗ в связи с необходимостью слежения за ним. Первое же научно-обоснованное предложение об использовании ИСЗ для навигации было сформулировано в период проведения в Ленинградской военно-воздушной инженерной академии (ЛВВИА) им. А. Ф. Можайского с 1955 по 1957 гг. исследований возможностей радиоастрономических методов для самолетовождения. Работы проводились с участием крупных специалистов по аналитической механике и расчетам орбит. Основное внимание при этом уделялось вопросам повышения точности навигационных определений, обеспечения глобальности, круглосуточного применения и независимости от погодных условий.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС (Глобальная навигационная спутниковая система), были начаты в октябре 1982 г. запуском спутника «Космос-1413». Нормальное функционирование системы ГЛОНАСС должны были обеспечить 24 космических аппарата (КА) и сложная наземная инфраструктуру комплекса.

Вначале ГЛОНАСС использовалась в основном только для военных нужд, но в настоящее время она является открытой системой для пользователей. Она имеет свои преимущества перед американской системой GPS. Практическое использование комбинированных приемников ГЛОНАСС/GPS обеспечивает максимальную эффективность.