Est-ce vraiment tout le GLONASS qui a brûlé?

Vous pourriez rencontrer des nouvelles comme «GLONASS a cessé de fonctionner dans le monde» ou des histoires terribles «Environ la moitié des satellites du groupe orbital actuel de Glonass ont développé une période de garantie. Dans le même temps, il n'y a que cinq véhicules «Glonass-M» dans la réserve au sol , d'où il semblerait que le GLONASS soit complètement cassé ou respirant de l'encens. Et comment ça va vraiment?


Préparatifs du lancement de trois satellites Glonass-M

Un peu d'histoire

En général, il y a eu une période dans l'histoire de GLONASS où le système s'est avéré être pratiquement inopérant. Dans la seconde moitié des années 90, l'inertie soviétique du lancement de nouveaux véhicules était terminée, ceux déjà mis en orbite s'étaient cassés un par un, et au début des zéro, seuls 6-7 satellites fonctionnaient, selon diverses sources, ce qui était complètement insuffisant. Mais en 2001, ils ont adopté le programme fédéral «Global Navigation System», alloué des fonds, et progressivement, fin 2011, ils ont à nouveau déployé le groupe sur un total de 24 véhicules, sans compter les véhicules de secours.


Préparatifs du lancement de la première série de transports en commun

Plongeant plus profondément dans l'histoire, les systèmes de navigation par satellite sont un attribut d'une superpuissance depuis le début de l'ère spatiale. Les Américains ont été les premiers à créer le système de transit pour assurer le devoir de combat de leurs sous-marins lance-missiles balistiques. Le premier satellite est entré en orbite en 1960 et officiellement Transit a été mis en service en 1964. L'URSS a été quelque peu retardée, les satellites du système Cyclone ont commencé à être lancés à partir de 1967, et il a été mis en service en 1976. Mais le système Cyclone a fourni non seulement la navigation, mais et la communication. Puis, à peu près au même moment, des systèmes de deuxième génération ont commencé à être développés des deux côtés de l'océan, et le NAVSTAR / GPS américain a été entièrement déployé en 1993, et le GLONASS russe en 1995. Les deux systèmes se sont avérés similaires. Sauf si GLONASS fonctionne mieux sous les hautes latitudes, mais, contrairement à une erreur courante, non pas à cause de l'altitude de l'orbite (les satellites GPS sont légèrement plus élevés), mais à cause de sa plus grande inclinaison.

Dans le réticule des sphères

En orbite sous trente véhicules de la constellation, la panne du suivant est un événement de travail normal. Et pour comprendre comment cela affectera le fonctionnement de GLONASS, il est nécessaire de comprendre les principes de son travail.

Commençons par un problème simplifié dans l'avion. Imaginez que nous étions dans un endroit inconnu et que nous voulons déterminer où nous sommes arrivés. Par chance, les passants qui nous rencontrent ne peuvent signaler les distances à aucune colonie sans direction. Nous nous armons d'une carte, d'une boussole et commençons à dessiner. Le premier passant dit que Moscou est à 160 km en ligne droite. Nous pouvons donc être n'importe où dans le cercle. La seconde - celle de Smolensk 275 km. La zone de recherche se réduit à deux points où les cercles se croisent. Le troisième dit que 310 km à Koursk, et maintenant nous pouvons dire avec certitude que le rédacteur de la tâche nous a jetés à Kaluga.


Figure gisgeography.com

Dans l'espace tridimensionnel, le principe est le même, seule l'intersection de deux sphères est un cercle, trois - deux points, et seule l'intersection de quatre sphères nous donnera l'emplacement exact. Et l'illustration devient trop complexe pour commencer tout de suite.


Figure gisgeography.com

Pour faire simple, les satellites GPS ou GLONASS diffusent en permanence l'heure exacte et les paramètres de leur orbite. Le récepteur au sol ne peut pas déterminer la direction, mais il calcule où le satellite est dans l'espace à partir des paramètres de l'orbite, et calcule la distance au satellite à partir du retard à recevoir le signal horaire exact qui se déplace du satellite vers le récepteur à la vitesse de la lumière.

En théorie, tout fonctionne très simplement, mais dans la pratique, il est nécessaire de prendre en compte l'interférence générée.


Interférence atmosphérique, illustration gisgeography.com

Tout d'abord, le signal des satellites est déformé par l'atmosphère. Par conséquent, les stations au sol ont un sens et sont activement utilisées - si nous connaissons son emplacement exact, nous pouvons alors calculer les changements de vitesse et de direction de propagation du signal du satellite et envoyer des corrections aux récepteurs situés dans la même zone.

De plus, la position relative des satellites est importante. Pour un positionnement idéal, un satellite doit être directement au-dessus de la tête et les trois autres doivent être répartis uniformément juste au-dessus de l'horizon. Et si tous les appareils dans le ciel sont côte à côte, la précision diminue en raison d'une position géométriquement inappropriée.


Illustration de gisgeography.com

De plus, il y a des interférences lorsque le signal du satellite est réfléchi par des objets au sol, des problèmes de précision des horloges atomiques sur le satellite (même les nanosecondes introduiront déjà des erreurs ici), des inexactitudes dans la détermination de l'orbite du satellite et d'autres facteurs.

Il s'avère que lorsque l'un des satellites tombe en panne, alors à certains endroits, vous devez choisir le signal de l'autre, dans la pire position, ce qui augmente l'erreur. Naturellement, lorsqu'un appareil tombe en panne, cela ne désactive pas l'ensemble du système. Ainsi, la nouvelle "GLONASS a cessé de fonctionner dans le monde entier" est plus correctement reformulée car "dans certaines parties de la Terre, la précision du positionnement sera détériorée." Mais cela, bien sûr, ne sonne pas si appât cliquable.

Le centre d'information GLONASS contrôle l'exactitude du signal et l'affiche sur son site Web . Maintenant, lorsque 24 appareils fonctionnent, la carte a une bonne précision uniforme, mais en cas de panne, des zones avec une erreur plus importante apparaîtront. Les satellites peuvent manœuvrer en orbite, de sorte que le centre de contrôle les positionne de manière à réduire la baisse de précision d'une constellation incomplète.



Une ironie distincte est que les utilisateurs civils ne remarqueront aucun changement, car depuis 2011 des puces ont été produites qui fonctionnent simultanément avec le GPS et le GLONASS, et maintenant les récepteurs peuvent également travailler avec le chinois «Beidou» et le Galileo européen, même s'ils sont pas entièrement déployé. Par conséquent, l'appareil civil en 2018, même loin d'être dans un endroit idéal, voit deux douzaines de satellites.


Une expérience depuis le balcon, à l'ouest et au sud, les satellites bloquent la maison, cependant, la précision est de 4 mètres

Problèmes de stratégie

On sait qu'aujourd'hui il n'y a pas de satellites de secours dans les deuxième et troisième plans orbitaux. Selon les données les plus récentes, le prochain lancement du satellite Glonass-M aura lieu en octobre, il est donc fort possible que nous ayons le temps de lire la nouvelle itération de la terrible nouvelle.

La situation dans le système peut être classée de deux manières opposées:

• «Environ la moitié des satellites du groupe orbital actuel de Glonass ont développé une période de garantie. Dans le même temps, il n'y a que cinq appareils Glonass-M dans la réserve au sol. »
• «Les satellites GLONASS ont enfin appris à les faire fonctionner plus longtemps que la période de garantie, et jusqu'à ce que les anciens tombent en panne, il est inutile d'en lancer de nouveaux. Et en cas de gros problèmes, nous avons jusqu'à cinq pièces de stockage. »

Personnellement, la deuxième option est plus proche de moi - pour les satellites modernes, la norme est de dépasser la durée de fonctionnement prévue, et il est inutile de changer les appareils qui peuvent fonctionner longtemps. Dans le même temps, l'absence de réserve orbitale dans deux des trois avions et l'impossibilité apparente de lancer instantanément un nouveau satellite pour un remplacement signifie qu'après un accident dans le deuxième ou le troisième avion pendant plusieurs mois, le regroupement sera incomplet. De l'extérieur, nous ne pouvons pas évaluer le degré de risque auquel les opérateurs se sont rendus, seul le temps nous montrera le succès de la voie choisie.

Conclusion

La navigation par satellite est très vite devenue partie intégrante de la vie moderne. Il est utilisé non seulement par des militaires, des pilotes et des marins «sérieux», mais il s'agit désormais de services de taxi, de fitness, de drones, de photos géolocalisées et de nombreuses autres utilisations. Et jusqu'à présent, le monde est unanime pour qu'un pays développé ait son propre système de navigation. L'Europe, la Chine et l'Inde préfèrent créer leurs constellations de satellites plutôt que d'utiliser le GPS fini. GLONASS, même à la deuxième tentative, est devenu un système de navigation à part entière et recherché, et la prochaine fois que vous verrez un titre brillant, ne vous précipitez pas pour céder aux émotions.