GLONASS: GPS kiểu Nga

Sau cuộc chạy đua giành Mặt trăng và một thời kỳ yên ả, Chiến tranh Lạnh lại tiếp tục với sức sống mới vào cuối những năm 1970. Các công cụ mới đã xuất hiện ở cả hai phía của Bức màn sắt, bao gồm các chòm sao vệ tinh với một công dụng mới: định vị địa lý nhanh chóng .

Và nó vẫn tiếp tục cho đến ngày hôm nay …

Tôi đang ở đâu? Tôi từ đâu đến?

Trái với suy nghĩ của nhiều người, sự bùng nổ ban đầu về vệ tinh định vị diễn ra vào những năm 1960. Người Mỹ đã phát triển ý tưởng về chương trình Transit của họ từ rất sớm, trong khi Liên Xô đang nghiên cứu một hệ thống tương tự gọi là Tsiklon (đừng nhầm với tên lửa cùng tên). Sau này chỉ nhận được kinh phí cần thiết để triển khai một chòm sao nhỏ từ năm 1967.

Vào thời điểm đó, định vị địa lý chủ yếu nhằm mục đích phóng tên lửa đạn đạo … Nhưng với tiến độ thu nhỏ chậm chạp, sau đó là sự ra đời của các mạch in đầu tiên, các bộ quốc phòng khác nhau đang xem xét bước tiếp theo: một vị trí địa lý khả thi cho tàu thuyền , máy bay, xe tăng và thậm chí cả lính bộ binh.

Các thử nghiệm đầu tiên, rất kín đáo, diễn ra vào đầu những năm 1970, và không còn dựa trên hiệu ứng Doppler nữa, mà dựa trên việc giải mã các thông điệp được truyền bởi các vệ tinh khác nhau tại các vị trí đã biết. Hoa Kỳ đã khởi động (không phô trương, một người nghi ngờ) dự án “Hệ thống Định vị Toàn cầu” còn được gọi là Navstar vào năm 1973. “Sự trùng hợp ngẫu nhiên”, gián điệp hoặc đơn giản là sự tiến hóa công nghệ hợp lý, Liên Xô bắt đầu dự án của riêng mình vào năm 1976, và gọi nó là “Thống nhất Hệ thống định vị không gian GLONASS ”.

geo-findall

GLONASS là một chòm sao định vị địa lý, hoạt động giống như các đối thủ cạnh tranh hiện tại của nó (GPS, Galileo, Beidou, v.v.) với 3 các thành phần. Đầu tiên, các trạm mặt đất có thể đồng bộ hóa đồng hồ vệ tinh, vị trí của chúng trong chòm sao, độ cao của chúng và chỉnh sửa dữ liệu của chúng nếu cần. Sau đó, các vệ tinh, theo dõi nhau trên 3 đường đi trong quỹ đạo để tại bất kỳ điểm nào trên địa cầu (nói chung) và Liên Xô (nói riêng) luôn có ít nhất 4 vệ tinh có thể nhìn thấy bởi thành phần cuối cùng, cụ thể là máy thu.

Loại thứ hai không truyền đi, nó nhận được các thông điệp được truyền liên tục bởi các vệ tinh nhờ một ăng-ten và một bộ giải mã, tính toán vị trí của nó theo vị trí của các vệ tinh và sự thay đổi tiếp nhận giữa các thông điệp của chúng. Một nguyên tắc đã được thiết lập ngày nay, nhưng nó đòi hỏi các khái niệm mới phải được thiết lập vào những năm 1970. Bão “.

Vệ tinh nối tiếp

Vào cuối những năm 1970, việc thiết kế và lắp ráp các vệ tinh đã được giao phó cho NPO-PM, ngày nay được gọi là Hệ thống vệ tinh thông tin (ISS) Reshetnev và vẫn là tài liệu tham khảo công nghiệp cho GLONASS, đã muộn hơn 40 năm. Vấn đề vào đầu những năm 1980 là Liên Xô không được phép nhập khẩu các linh kiện điện tử chống bức xạ từ các quốc gia sản xuất chúng. Tuy nhiên, đây là bí quyết sẽ phải tiếp thu trong vài năm, vì Liên Xô không quen vận hành các tàu thăm dò trong thời gian dài xa sự bảo vệ của từ quyển Trái đất: cách bề mặt 20.000 km, các vệ tinh GLONASS sẽ bị bắn phá bởi một luồng hạt lớn hơn nhiều so với những hạt thường hoạt động ở quỹ đạo thấp.

Không có vấn đề gì, lần phóng đầu tiên diễn ra vào ngày 12 tháng 10 năm 1982, và vệ tinh đã hoạt động. Nhưng “lô” đầu tiên gồm 10 vệ tinh sẽ có tuổi thọ cực kỳ ngắn trên quỹ đạo, với thời gian hoạt động sau đó là im lặng sau trung bình 14 tháng. Tiếp theo, những người đã cất cánh từ năm 1985, sẽ khó có thể làm tốt hơn với 9 vệ tinh. Tuy nhiên, khái niệm này đã được xác thực và các thử nghiệm định vị đầu tiên đang hoạt động!

Một cách khôn ngoan, Liên Xô đã thực hiện một giải pháp phóng tận dụng khả năng cao của bệ phóng Proton để gửi ba vệ tinh GLONASS cùng một lúc. Điều này ban đầu sẽ làm cho nó có thể có được vùng phủ sóng tối thiểu mặc dù thời gian tồn tại trong quỹ đạo vẫn để lại điều gì đó mong muốn, nhưng nó đang tăng lên. Bất chấp mọi thứ, hệ thống của Mỹ đã sẵn sàng vào cuối những năm 1980.

Trong khi Liên Xô đang sụp đổ, chỉ có 12 vệ tinh GLONASS còn hoạt động… trong khi vài tháng trước đó trong Chiến tranh vùng Vịnh lần thứ nhất, một số tiểu đoàn xe tăng Mỹ đã băng qua sa mạc mà không theo bất kỳ con đường nào, được trang bị những thiết bị thu đầu tiên. Nhờ các chương trình lắp ráp đang được tiến hành và các bệ phóng đã được sản xuất, Liên bang Nga mới đã thành công trong việc gửi đủ số lượng vệ tinh để công bố công suất ban đầu vào năm 1993. Cuối năm 1995, chòm sao GLONASS cuối cùng đã có 24 vệ tinh và về mặt lý thuyết đã được phủ sóng toàn cầu.

Quá trình chuyển đổi lâu dài sang một hệ thống hiện đại hóa

Thật không may cho Nga, cuộc khủng hoảng kinh tế đã bắt kịp chương trình này ngay cả trước khi các vệ tinh đi vào quỹ đạo. Việc sản xuất bị dừng lại, các vụ phóng rất hiếm và đáp ứng được yêu cầu của GLONASS, tuổi thọ hạn chế của các đơn vị trên quỹ đạo (3 năm) không cho phép duy trì phạm vi bảo hiểm khó giành được trong một thời gian dài.

Năm 2000, chỉ 6 vệ tinh đang hoạt động, trong khi GPS của Mỹ đang dần trở thành tài liệu tham khảo trên thế giới, mặc dù còn nhiều tranh cãi vì nó vẫn do Không quân Mỹ nắm giữ. Chương trình GLONASS lại trở thành chiến lược và Nga lại phân bổ vốn để sản xuất và phóng vệ tinh. Từ năm 2003, đây là thế hệ Ouragan-M, có tuổi thọ ít nhất 6 năm và độ chính xác được đảm bảo dưới 20m.

Nhờ vào sự tiến bộ này và với ngân sách quá hạn chế về amply, chòm sao này được thay thế hoàn toàn để đạt được 24 vệ tinh (và điều này bất chấp một số lần bay bị lỗi) từ năm 2013. GLONASS đã chính thức hoạt động từ năm 2015 và tín hiệu của nó được mở, ở đó không còn là kênh dành riêng cho các lực lượng vũ trang như trường hợp của GPS hoặc được lên kế hoạch cho Galileo. Ít được biết đến hơn nhiều so với GPS, chòm sao của Nga hiện đang hoạt động hết công suất, về cơ bản vẫn là các vệ tinh thế hệ Ouragan-M.

Quá trình chuyển đổi sang phiên bản “K2” sẽ mang lại tín hiệu mạnh hơn, tăng tuổi thọ và độ chính xác được đảm bảo dưới 10 mét. Đủ để mang đến một bản cập nhật dự kiến ​​cho một dịch vụ mà ngày nay không còn cung cấp hiệu suất như các đối thủ cạnh tranh nữa… Trong khi tự mình đại diện cho một trong những hạng mục chi tiêu lớn nhất của Roscosmos.

Một số đối tượng được kết nối và hệ thống định vị địa lý chính xác sử dụng GLONASS ngày nay trên khắp thế giới, đặc biệt là để bổ sung cho các tín hiệu của các chòm sao khác. Nga cam kết theo đuổi bảo hiểm toàn diện.