Расширенная геонавигация с помощью GPS
| Расширенная геонавигация с помощью GPS | |
|---|---|
| Тип | Региональная спутниковая система функционального дополнения |
| Разработчики | Индийская организация космических исследований (ISRO) Управление аэропортов Индии (AAI) |
| Точность | 1,5 м или 4 фута 11 дюймов (по горизонтали), 2,5 м или 8 футов 2 дюйма (по вертикали) |
| Запущен | 2001 |
| Радиус орбиты | 26 600 км (приблизительно) |
| Максимальный срок эксплуатации | 15 лет |
| Полностью работоспособен | 2013–14 [1] |
| Стоимость проекта | ₹ 774 крор (93 миллиона долларов США) |
( Расширенная навигация GEO с помощью GPS GAGAN ) представляет собой реализацию региональной спутниковой системы расширения (SBAS), разработанную правительством Индии . [2] Это система, позволяющая повысить точность приемника ГНСС путем предоставления опорных сигналов. [3] Усилия Управления аэропортов Индии (AAI) по внедрению оперативной SBAS можно рассматривать как первый шаг на пути внедрения современной системы связи, навигации и наблюдения / управления воздушным движением Индии в воздушном пространстве . [4]
В рамках проекта были созданы 15 индийских опорных станций (INRES), 2 индийских главных центра управления (INMCC) и 3 индийские наземные станции связи (INLUS), а также установлено все соответствующее программное обеспечение и каналы связи. [5] Он сможет помочь пилотам ориентироваться в воздушном пространстве Индии с точностью до 3 м (9,8 футов) и будет полезен при посадке самолетов в плохую погоду и на сложных заходах на посадку, например, в аэропортах Мангалор Интернэшнл и Кушок Бакула Римпочи . [6]
Выполнение
[ редактировать ]Проект фунтов стерлингов стоимостью 774 крора (93 миллиона долларов США) был реализован в три этапа до 2008 года Управлением аэропортов Индии с помощью Индийской организации космических исследований (ISRO). технологий и космической поддержки [7] Цель состоит в том, чтобы обеспечить навигационную систему на всех этапах полета над воздушным пространством Индии и в прилегающей зоне. Он применим к операциям, обеспечивающим безопасность жизни, и соответствует требованиям к эффективности международных регулирующих органов гражданской авиации. [8]
Космическая составляющая стала доступна после GSAT-8 успешного запуска полезной нагрузки GAGAN на спутнике связи . Эта полезная нагрузка также была частью спутника GSAT-4 , который был потерян из-за отказа ракеты-носителя геосинхронного спутника (GSLV) во время запуска в апреле 2010 года. Окончательные приемочные испытания системы были проведены в июне 2012 года, после чего в июле 2013 года была проведена сертификация системы. [7]
Все самолеты, зарегистрированные в Индии после 1 июля 2021 года, должны быть оснащены оборудованием GAGAN. [9] Первым самолетом, приземлившимся с использованием системы GAGAN, стал самолет ATR-72 компании IndiGo . Посадка произошла 29 апреля 2022 года в аэропорту Кишангарх , штат Раджастхан . [10]
В отчетах 2024 года предполагалось, что все новые самолеты, заказанные Air India и IndiGo, будут оснащены системами GAGAN, тогда как многие турбовинтовые самолеты в Индии, такие как ATR-72 и De Havilland Canada Dash 8 . Системы GAGAN будут в первую очередь использоваться в небольших аэропортах, не имеющих системы посадки по приборам (ILS), тогда как более крупные аэропорты с ILS будут использовать ее в качестве резервного варианта на случай недоступности такой инфраструктуры. [11]
Демонстрация технологий
[ редактировать ]Первым этапом системы стала GAGAN-TDS (Демонстрационная система технологий). TDS была успешно завершена в 2007 году путем установки восьми индийских опорных станций (INRES) в восьми аэропортах Индии и связи с Главным центром управления (MCC), расположенным недалеко от Бангалора . Предварительные приемочные испытания системы успешно завершены в декабре 2010 года. [7] Наземный сегмент GAGAN, построенный компанией Raytheon, имеет пятнадцать опорных станций, разбросанных по всей стране. Два центра управления полетами вместе с соответствующими станциями связи были созданы в Кундалахалли в Бангалоре. Ожидалось, что еще один центр управления и станция восходящей связи будут созданы в Бангалоре и Дели. В рамках программы в различных местах Индии была установлена сеть из восемнадцати станций мониторинга полного электронного содержания (TEC) для изучения и анализа поведения ионосферы над индийским регионом. FSAT (Окончательное приемочное испытание системы) для GAGAN-TDS было завершено 14-15 августа 2007 г. с использованием космического сигнала (SIS) от INMARSAT-4 F1 . [12]
Сигнал TDS GAGAN в космосе обеспечивает точность 3 м (9,8 футов) при требуемой точности 7,6 м (25 футов). Летная проверка сигнала GAGAN проводится в международных аэропортах Каликут , Раджив Ганди , Международный аэропорт имени доктора Бабасахеба Амбедкара и Кемпегоуда , и результаты на данный момент удовлетворительные. [ когда? ]
Исследование ионосферы
[ редактировать ]Одним из важнейших компонентов проекта GAGAN является изучение поведения ионосферы над индийским регионом. Это было специально учтено ввиду неопределенности поведения ионосферы в регионе. Содержание ионов в воздушном пространстве увеличивается с увеличением солнечной активности и достигает максимума около 14:00 по восточному стандартному времени . Исследование приведет к оптимизации алгоритмов ионосферных поправок в регионе. [13]
Для более эффективного изучения поведения ионосферы во всем воздушном пространстве Индии индийские университеты и научно-исследовательские лаборатории, которые участвуют в разработке региональной ионотропной модели для GAGAN, предложили еще девять станций TEC. [4]
Однако согласно отчету, проблемы, возникающие из-за этого, могут быть устранены с помощью «двухчастотного мультисозвездия (DFMC) подхода GAGAN». [13]
Операционная структура
[ редактировать ]Чтобы начать внедрение спутниковой системы функционального дополнения в воздушном пространстве Индии, глобальной системы дополнения были получены коды в ноябре 2001 и марте 2005 года от ВВС США и Министерства обороны США (WAAS) для частоты L1 и частоты L5 . [4] оборонный подрядчик США компания Raytheon В проекте по созданию необходимых систем принял участие . Система будет использовать: [6]
- 15 индийских опорных станций (INRES), расположенных в Дели , Ахмадабаде , Бангалоре , Тируванантапураме , Калькутте , Гувахати , Порт-Блэре , Джамму , Гае , Джайсалмере , Нагпуре , Дибругархе , Бхубанешваре , Порбандаре и Гоа .
- 2 Индийский главный центр управления (INMCC) в Бангалоре.
- 3 Индийская наземная станция связи (INLUS); два в Бангалоре и один в Дели.
Спутники
[ редактировать ]Есть два действующих спутника, кроме одного в качестве резервного. [8] [14]
- GSAT-8 — индийский геостационарный спутник, который был успешно запущен с помощью Ariane 5 21 мая 2011 года и выведен на геосинхронную орбиту на 55 градусах восточной долготы.
- GSAT-10 Предполагается, что дополнит растущие потребности в транспондерах Ku и C-диапазона и будет нести 12 транспондеров Ku-диапазона, 12 транспондеров C-диапазона и 12 расширенных транспондеров C-диапазона, а также полезную нагрузку GAGAN. В космическом корабле используется стандартная конструкция И-3К с мощностью около 6 кВт и взлетной массой 3400 кг (7500 фунтов). GSAT-10 был успешно запущен кораблем «Ариан-5» 29 сентября 2012 года. [7]
- GSAT-15 оснащен 24 транспондерами Ku-диапазона с лучом покрытия Индии и полезной нагрузкой GAGAN. Он был успешно запущен 10 ноября 2015 года в 21:34:07 UTC, завершив группировку. Этот спутник используется в качестве запасного и будет использоваться в чрезвычайных ситуациях.
Интеграция технологий
[ редактировать ]В настоящее время GAGAN находится на этапе эксплуатации и совместим с другими системами SBAS, такими как Глобальная система функционального дополнения (WAAS), Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) и Система спутникового функционального дополнения MTSAT (MSAS), и будет обеспечивать бесперебойное аэронавигационное обслуживание на всей территории. региональные границы. [15] В то время как наземный сегмент состоит из пятнадцати опорных станций и главного центра управления, который будет иметь подсистемы, такие как сеть передачи данных, систему коррекции и проверки SBAS , систему эксплуатации и технического обслуживания, дисплей мониторинга производительности и симулятор полезной нагрузки, индийские наземные станции связи будут иметь тарельчатая антенна в сборе. Космический сегмент будет состоять из одного геонавигационного транспондера.
Эффективная система управления полетом
[ редактировать ]на базе GAGAN Система управления полетом сможет сэкономить время и деньги операторов, контролируя профили набора высоты, снижения и работы двигателей. Будет расширяться использование предпочитаемых оператором траекторий, что приведет к повышению эффективности и гибкости системы FMS. Это улучшит доступ к аэропортам и воздушному пространству в любых погодных условиях и повысит соответствие экологическим требованиям и требованиям по разрешению препятствий. Установление более точных процедур в районе аэродрома с параллельными маршрутами и экологически оптимизированными коридорами воздушного пространства также повысит надежность и уменьшит задержки. [ нужна ссылка ]
- GAGAN повысит безопасность за счет использования трехмерного захода на посадку с наведением по курсу на взлетно-посадочную полосу, что снизит риск управляемого полета на местность, т. е. аварии, в результате которой годный к полетам самолет под управлением пилота случайно врезается в местность, препятствие, или вода. [10]
- GAGAN также обеспечит высокую точность определения местоположения в широком географическом пространстве, например, в воздушном пространстве Индии. Эти координаты точности будут одновременно доступны для 80 гражданских и более чем 200 негражданских аэропортов и аэродромов и будут способствовать увеличению количества аэропортов до 500, как запланировано. Эту точность позиционирования можно дополнительно повысить с помощью наземной системы функционального дополнения.
События
[ редактировать ]Первый передатчик GAGAN был интегрирован в геостационарный спутник GSAT-4 и должен был быть введен в эксплуатацию в 2008 году. [16] [17] После серии задержек GSAT-4 был запущен 15 апреля 2010 года, однако он не смог выйти на орбиту из-за неисправности третьей ступени геосинхронной ракеты-носителя Mk.II, на которой он находился. [18]
В 2009 году Raytheon выиграла контракт на сумму 82 миллиона долларов. В основном он был посвящен модернизации индийской аэронавигационной системы. [19] Вице-президент по системам управления и контроля Raytheon Network Centric Systems Энди Зогг прокомментировал:
GAGAN станет самой совершенной в мире аэронавигационной системой и еще больше укрепит лидерство Индии на переднем крае аэронавигации. GAGAN значительно повысит безопасность, уменьшит заторы и улучшит связь для удовлетворения растущих потребностей Индии в управлении воздушным движением. [19]
В 2012 году Организация оборонных исследований и разработок (DRDO) получила «миниатюрную версию» устройства со всеми функциями систем глобального позиционирования (GPS) и глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS). Модуль весом всего 17 г (0,60 унции) может использоваться на различных платформах: от самолетов (например, крылатых или винтокрылых) до небольших лодок и кораблей. Как сообщается, он также может помочь в «приложениях для проведения обследований». Это экономически эффективное устройство, которое может найти «огромное» гражданское применение. Выходные данные навигации состоят из данных GPS, ГЛОНАСС и GPS+ГЛОНАСС о местоположении, скорости и времени. Согласно заявлению, опубликованному DRDO, G3oM представляет собой современный технологический приемник, объединяющий индийскую GAGAN, а также систему глобального позиционирования и системы ГЛОНАСС. [20]
Согласно деканской хронике:
Г. Сатиш Редди , заместитель директора городского исследовательского центра «Имарат» , заявил, что этот продукт совершает квантовый скачок в области технологий GNSS и прокладывает путь для очень миниатюрных систем GNSS в будущем. [20]
30 декабря 2012 года Главное управление гражданской авиации (DGCA) Индии предварительно сертифицировало систему геодополненной навигации с помощью GPS (GAGAN) на соответствие RNP0.1 (требуемые навигационные характеристики: 0,1 морской мили [0,19 км; 0,12 мили]). уровень обслуживания. Сертификация позволила самолетам, оснащенным оборудованием SBAS, использовать сигнал GAGAN в космосе для навигационных целей. [21]
Индийская региональная навигационная спутниковая система (NAVIC)
[ редактировать ]что намерено использовать опыт создания системы GAGAN для создания автономной региональной навигационной системы под названием региональная навигационная спутниковая от ( ( система Правительство Индии заявило , IRNSS аббревиатура ), оперативно известная как NavIC Индийская Навигация по индийскому созвездию . ) [22]
ИРНСС-1 Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS)-1, первый из семи спутников группировки Индийской региональной навигационной спутниковой системы , несет навигационную полезную нагрузку и транспондер дальности C-диапазона. Космический корабль имеет оптимизированную конструкцию И-1К с мощностью около 1660 Вт и взлетной массой 1425 кг (3142 фунта) и рассчитан на номинальный срок службы 10 лет. Первый спутник группировки IRNSS был запущен на борту ракеты-носителя полярных спутников (PSLV) (C22) 1 июля 2012 года. Хотя полную группировку планировалось реализовать в течение 2014 года, запуск последующих спутников был отложен. [ нужна ссылка ]
В настоящее время все семь спутников находятся на орбите, но в 2017 году было объявлено, что все три рубидия на основе атомных часа на борту IRNSS-1A вышли из строя, что отражает аналогичные неисправности в созвездии Галилео . Первый сбой произошел в июле 2016 года, после чего вышли из строя еще двое часов. Это сделало спутник несколько избыточным и потребовало замены. Хотя спутник по-прежнему выполняет другие функции, данные являются приблизительными и поэтому не могут быть использованы для точных измерений. ISRO планирует заменить его на IRNSS-1H в июле или августе 2017 года.
Еще двое часов в навигационной системе начали показывать признаки неисправности, в результате чего общее количество вышедших из строя часов достигло пяти.
В целях продления срока службы навигационного спутника ISRO использует только одни рубидиевые атомные часы вместо двух на остальных шести спутниках. Каждый спутник имеет три часа, то есть всего 27 часов для всех спутников в системе (включая резервные спутники). Часы для IRNSS и GALILEO были предоставлены SpectraTime. ISRO заменила атомные часы на двух резервных спутниках NavIC. Неудача произошла в то время, когда IRNSS еще не начала коммерческую деятельность.
Приложения
[ редактировать ]Департамент лесного хозяйства штата Карнатака использовал GAGAN для создания новой, точной и общедоступной спутниковой базы данных о своих лесных угодьях. Это является продолжением директивы Верховного суда штатам обновить и опубликовать свои соответствующие карты лесов. базе В пилотной геопространственной данных лесных массивов использованы данные спутника Cartosat-2 . По словам Р.К. Шриваставы, главного хранителя лесов (штаб-квартиры), карты призваны избавить власти от двусмысленности, связанной с границами лесов, и дать ясность управляющим лесами, налоговым чиновникам, а также общественности. [23]
Индийский национальный центр океанических информационных услуг (INCOIS) вместе с AAI запустил новую спутниковую систему GEMINI (морской прибор для навигации и информации с поддержкой Гагана), которая будет предупреждать глубоководных рыбаков о предстоящих бедствиях. Приложение GEMINI на мобильном телефоне декодирует сигналы устройства GEMINI и предупреждает пользователя о неизбежных угрозах, таких как циклоны, высокие волны, сильные ветры, а также о ПФЗ и поисково-спасательных операциях.
Различные ракеты индийского производства, включая « БраМос», будут использовать GAGAN для наведения. [24]
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Скоро в небе будет безопасно, когда Гаган с помощью GPS собирается взлететь» , The Times of India , заархивировано из оригинала 8 января 2014 г.
- ^ Сингх, Амит (12 января 2019 г.). «Обеспечение безопасности и надежности с помощью отечественной спутниковой навигационной системы ГАГАН» . Блог Times of India . Проверено 7 мая 2019 г.
- ^ «Индия одобряет систему Гагана» . Журнальная статья . Азиатская геодезия и картографирование. 15 сентября 2008 г. Архивировано из оригинала 19 мая 2009 г. . Проверено 5 мая 2009 г.
- ^ Jump up to: а б с Сингх, Арджун (28 августа 2008 г.). «Обновление ГАГАН» . Мои координаты.org . Архивировано из оригинала 28 августа 2008 года.
- ^ «Система ГАГАН готова к работе — The Hindu» . Индус . 11 января 2014 г.
- ^ Jump up to: а б «Система ГАГАН» . pib.gov.in. 10 августа 2024 г. Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ Jump up to: а б с д «Спутниковая навигация – ГАГАН» . Сайт ИСРО . Проверено 13 июня 2012 г.
- ^ Jump up to: а б «ГАГАН — дополненная геонавигация с помощью GPS» . www.ursc.gov.in. Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ «Обновление систем NavIC и GAGAN» (PDF) . 28 сентября 2021 г.
- ^ Jump up to: а б «IndiGo приземляет самолет, используя местную навигационную систему GAGAN» . Экономические времена . Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ «Небольшие аэропорты будут первыми, кто будет полагаться на спутниковую навигацию GAGAN при посадке» . Таймс оф Индия . 16 июня 2024 г. ISSN 0971-8257 . Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ «Координаты: ресурс по позиционированию, навигации и не только» Архив блога » Сигнал GAGAN в космической проверке и использовании» . Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ Jump up to: а б «Небольшие аэропорты будут первыми, кто будет полагаться на спутниковую навигацию GAGAN при посадке» . Таймс оф Индия . 16 июня 2024 г. ISSN 0971-8257 . Проверено 25 июня 2024 г.
- ^ «ГСАТ-15» . www.isro.gov.in. Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ «ГАГАН — Навипедия» . gssc.esa.int . Проверено 22 августа 2019 г.
- ^ ISRO и Raytheon завершают испытания спутниковой навигационной системы GAGAN. Архивировано 5 декабря 2006 года на веб-сайте Wayback Machine India Defense. 20 июня 2006 г.
- ^ К.Н. Сурьянараяна Рао и С. Пал. Индийская система SBAS - GAGAN. Архивировано 2 декабря 2006 г. в Wayback Machine . Аннотация к индийско-американской конференции по космической науке, приложениям и торговле. Июнь 2004 года.
- ^ Субраманиан, Т.С. (15 апреля 2010 г.). «Индийская ракета GSLV D3 не выполнила миссию» . Индус . Проверено 15 апреля 2010 г.
- ^ Jump up to: а б «Raytheon выигрывает с Индией контракт на аэронавигацию на сумму 82 миллиона долларов» . Провод правительства . Проверено 29 сентября 2012 г.
- ^ Jump up to: а б Устройство массой 17 г для наведения ракет. Архивировано 5 сентября 2012 года в Wayback Machine Deccan Chronicle.
- ^ «Система GAGAN сертифицирована для операций RNP0.1» . 3 января 2014 года. Архивировано из оригинала 4 января 2014 года . Проверено 3 января 2014 г.
- ^ SATNAV Industry Meet 2006. Архивировано 31 марта 2007 года в Wayback Machine . Информационный бюллетень ISRO Space India. Выпуск апрель – сентябрь 2006 г.
- ^ «GAGAN запускает новую базу данных о лесах» . Индус . 18 апреля 2015 г. ISSN 0971-751X . Проверено 19 июня 2024 г.
- ^ «Desi G3OM делает БраМоса умнее» . Новый Индийский экспресс . Проверено 2 декабря 2021 г.
Дальнейшее чтение
[ редактировать ]Внешние ссылки
[ редактировать ]- Программа спутниковой навигации ISRO. Архивировано 4 августа 2020 года на Wayback Machine.
