É realmente tudo GLONASS queimado?

Você pode encontrar notícias como “GLONASS parou de funcionar em todo o mundo” ou histórias terríveis “Cerca da metade dos satélites do atual grupo orbital da Glonass desenvolveu um período de garantia. Ao mesmo tempo, existem apenas cinco veículos “Glonass-M” na reserva terrestre , dos quais parece que o GLONASS estava completamente quebrado ou respirando incenso. E como estão as coisas realmente?


Preparativos para o lançamento de três satélites Glonass-M

Um pouco de história

Em geral, houve um período na história do GLONASS em que o sistema realmente se mostrou praticamente inoperante. Na segunda metade dos anos 90, a inércia soviética do lançamento de novos veículos havia terminado, os que já estavam em órbita quebraram um a um e, no início dos zero, apenas 6-7 satélites estavam funcionando, segundo várias fontes, o que era completamente insuficiente. Mas em 2001 eles adotaram o programa federal “Sistema Global de Navegação”, alocaram fundos e, gradualmente, até o final de 2011, implantaram novamente o grupo em um total de 24 veículos, sem contar os de reserva.


Preparativos para o lançamento do trânsito em séries iniciais

Mergulhando mais fundo na história, os sistemas de navegação por satélite têm sido um atributo de uma superpotência desde o início da era espacial. Os americanos foram os primeiros a criar o sistema de trânsito para garantir o dever de combate de seus submarinos de mísseis balísticos. O primeiro satélite entrou em órbita em 1960 e oficialmente o Transit foi colocado em serviço em 1964. A URSS foi um pouco atrasada, os satélites do sistema Cyclone começaram a ser lançados a partir de 1967 e foram colocados em serviço em 1976. Mas o sistema Cyclone fornecia não apenas navegação, mas e comunicação. Então, mais ou menos na mesma época, os sistemas de segunda geração começaram a ser desenvolvidos nos dois lados do oceano, e o NAVSTAR / GPS americano foi totalmente implantado em 1993, e o russo GLONASS em 1995. Ambos os sistemas se mostraram semelhantes. A menos que o GLONASS funcione melhor em altas latitudes, mas, ao contrário de um erro comum, não por causa da altitude da órbita (os satélites GPS são um pouco mais altos), mas por causa de sua maior inclinação.

Na mira das esferas

Quando em órbita abaixo de trinta veículos da constelação, o colapso do próximo é um evento normal de trabalho. E para entender como isso afetará o funcionamento do GLONASS, é necessário entender os princípios de seu trabalho.

Vamos começar com um problema simplificado no avião. Imagine que estávamos em um lugar desconhecido e queremos determinar de onde chegamos. Por sorte, os transeuntes que se aproximam de nós só podem relatar distâncias para quaisquer assentamentos sem uma direção. Nós nos armamos com um mapa, uma bússola e começamos a desenhar. O primeiro transeunte diz que Moscou fica a 160 km em linha reta. Para que possamos estar em qualquer lugar do círculo. O segundo - isso para Smolensk 275 km. A área de pesquisa se estreita em dois pontos nos quais os círculos se cruzam. O terceiro diz que 310 km de Kursk, e agora podemos dizer com certeza que o redator da tarefa nos jogou para Kaluga.


Figura gisgeography.com

No espaço tridimensional, o princípio é o mesmo, apenas a interseção de duas esferas é um círculo, três - dois pontos, e somente a interseção de quatro esferas nos dará a localização exata. E a ilustração se torna complexa demais para começar imediatamente.


Figura gisgeography.com

Para simplificar, os satélites GPS ou GLONASS transmitem constantemente a hora exata e os parâmetros de sua órbita. O receptor de terra não pode determinar a direção, mas calcula onde o satélite está no espaço a partir dos parâmetros da órbita e calcula a distância do satélite a partir do atraso em receber o sinal de tempo exato que se move do satélite para o receptor na velocidade da luz.

Em teoria, tudo funciona de maneira muito simples, mas na prática é necessário levar em consideração a interferência resultante.


Interferência atmosférica, ilustração gisgeography.com

Primeiro de tudo, o sinal dos satélites é distorcido pela atmosfera. Portanto, as estações terrestres fazem sentido e são usadas ativamente - se soubermos sua localização exata, podemos calcular as mudanças na velocidade e na direção da propagação do sinal do satélite e enviar correções aos receptores localizados na mesma área.

Além disso, a posição relativa dos satélites é importante. Para o posicionamento ideal, um satélite deve estar diretamente acima da cabeça e os três restantes devem ser distribuídos uniformemente logo acima do horizonte. E se todos os dispositivos no céu estiverem próximos, a precisão diminui devido a uma posição geometricamente inadequada.


Ilustração de gisgeography.com

Além disso, há interferência quando o sinal do satélite é refletido a partir de objetos no solo, problemas com a precisão dos relógios atômicos no satélite (mesmo os nanossegundos já introduzirão erros aqui), imprecisões na determinação da órbita do satélite e outros fatores.

Acontece que quando um dos satélites falha, em alguns lugares você precisa escolher o sinal do outro, na pior posição, o que aumenta o erro. Naturalmente, quando um dispositivo falha, isso não desativa todo o sistema. Portanto, as notícias "GLONASS deixaram de funcionar em todo o mundo" são reformuladas mais corretamente, pois "em algumas partes da Terra, a precisão do posicionamento será deteriorada". Mas isso, é claro, não soa tão isca.

O Centro de Informações GLONASS monitora a precisão do sinal e o exibe em seu site . Agora, quando 24 dispositivos estão funcionando, o mapa tem uma precisão uniforme boa, mas em caso de falhas, as zonas com um erro maior aparecerão. Os satélites podem manobrar em órbita, de modo que o centro de controle os posiciona para reduzir a queda de precisão de uma constelação incompleta.



Uma ironia separada é que os usuários civis não notarão nenhuma alteração, porque desde 2011 foram produzidos chips que funcionam simultaneamente com GPS e GLONASS, e agora os receptores também podem trabalhar com o chinês "Beidou" e o europeu Galileo, mesmo que sejam não totalmente implantado. Portanto, o dispositivo civil em 2018, mesmo estando longe de ser o local ideal, vê duas dúzias de satélites.


Um experimento da varanda, a oeste e sul, os satélites bloqueiam a casa, no entanto, a precisão é de 4 metros

Questões estratégicas

Sabe-se que hoje não existem satélites de reserva no segundo e terceiro planos orbitais. Segundo os dados mais recentes, o próximo lançamento do satélite Glonass-M será em outubro, portanto é bem possível que tenhamos tempo para ler a nova iteração das terríveis notícias.

O estado das coisas no sistema pode ser apresentado de duas maneiras opostas:

• “Cerca de metade dos satélites do atual grupo orbital da Glonass desenvolveu um período de garantia. Ao mesmo tempo, existem apenas cinco dispositivos Glonass-M na reserva terrestre. ”
• “Os satélites GLONASS finalmente aprenderam como fazê-los funcionar por mais tempo que o período de garantia e, até que os antigos quebrem, não faz sentido lançar novos. E em caso de grandes problemas, temos até cinco peças de armazenamento. ”

Pessoalmente, a segunda opção está mais próxima de mim - para satélites modernos, a norma é exceder o tempo de operação planejado e não há sentido em alterar os dispositivos que podem funcionar por um longo tempo. Ao mesmo tempo, a ausência de uma reserva orbital em dois dos três aviões e a aparente impossibilidade de lançar instantaneamente um novo satélite para substituição significa que, após um acidente no segundo ou terceiro avião por vários meses, o agrupamento ficará incompleto. Do lado de fora, não podemos avaliar o grau de risco que os operadores correram, apenas o tempo nos mostrará o sucesso do caminho escolhido.

Conclusão

A navegação por satélite rapidamente se tornou parte integrante da vida moderna. É usado não apenas por militares "sérios", pilotos e marinheiros, mas agora são serviços de táxi, fitness, drones, fotos com identificação geográfica e muitos outros usos. E até agora, o mundo é unânime em que um país desenvolvido deve ter seu próprio sistema de navegação. Europa, China, Índia preferem criar suas constelações de satélites, em vez de usar o GPS final. O GLONASS, mesmo na segunda tentativa, tornou-se um sistema de navegação completo e procurado, e da próxima vez que vir um título brilhante, não se apresse em ceder às emoções.