Расширенная гео навигация с помощью GPS - GPS-aided GEO augmented navigation

Расширенная навигационная система GEO
ТипРегиональный спутниковая система функционального дополнения
РазработчикиИндийская организация космических исследований,
Raytheon,
Управление аэропортов Индии
Точность1,5 метра по горизонтали,
2,5 метра по вертикали
Запущен2001
Орбитальный радиус26600 км (приблизительно)
Максимальный срок службы15 лет
Полностью работоспособен2013–14[1]
Стоимость проекта₹7,74 миллиарда (110 миллионов долларов США)

В Расширенная гео навигация с помощью GPS (ГАГАН) является реализацией регионального спутниковая система функционального дополнения (SBAS) Правительство Индии.[2] Это система для повышения точности Приемник GNSS путем предоставления опорных сигналов.[3] В AAI усилия по внедрению оперативной SBAS можно рассматривать как первый шаг к внедрению современных Связь, навигация и наблюдение /Управление воздушным движением система над воздушным пространством Индии.[4]

В рамках проекта было установлено 15 индийских опорных станций, 3 индийских наземных навигационных станции восходящей линии связи, 3 индийских центра управления полетами и установлено все соответствующее программное обеспечение и каналы связи.[5] Он сможет помочь пилотам ориентироваться в воздушном пространстве Индии с точностью до 3 м. Это будет полезно при посадке самолетов в неблагоприятную погоду и при сложных заходах на посадку, например Мангалор и Лех аэропортов.

Выполнение

В ₹7,74 миллиарда (109 миллионов долларов США) был реализован в три этапа до 2008 г. Управление аэропортов Индии с помощью Индийская организация космических исследований (ISRO) технологии и космическая поддержка.[6] Цель состоит в том, чтобы предоставить систему навигации для всех этапов полета над воздушным пространством Индии и в прилегающей зоне. Он применим к операциям, обеспечивающим безопасность жизни, и отвечает требованиям к характеристикам регулирующих органов международной гражданской авиации.

Космическая составляющая стала доступной после запуска полезной нагрузки GAGAN на спутнике связи GSAT-8, который был успешно запущен. Эта полезная нагрузка также была частью спутника GSAT-4, который был утерян, когда геосинхронная спутниковая ракета-носитель (GSLV) вышла из строя во время запуска в апреле 2010 года. Окончательные приемочные испытания системы были проведены в июне 2012 года, после чего была проведена сертификация системы в июле 2013 года.[6]

Технологии

Чтобы начать внедрение спутниковой системы функционального дополнения в воздушном пространстве Индии, Система увеличения площади (WAAS ) коды для частоты L1 и частоты L5 ​​были получены из ВВС США и НАС Министерство обороны ноябрь 2001 г. и март 2005 г.[4] Система будет использовать восемь опорных станций, расположенных в Дели, Гувахати, Калькутта, Ахмадабад, Тируванантапурам, Бангалор, Джамму и Порт-Блэр, и главный центр управления в Бангалор. Подрядчик обороны США Raytheon заявил, что они подадут заявку на создание системы.[7]

Демонстрация технологий

Национальный план спутниковой навигации, включающий внедрение системы демонстрации технологий (TDS) над воздушным пространством Индии в качестве доказательства концепции, был совместно подготовлен Управлением аэропортов Индии (AAI) и ISRO. TDS была успешно завершена в 2007 году путем установки восьми индийских справочных станций (INRES) в восьми индийских аэропортах и ​​связанных с Главным центром управления (MCC), расположенным недалеко от Бангалора. Предварительные приемочные испытания системы были успешно завершены в декабре 2010 года.[6] В наземный сегмент для GAGAN, который был установлен Raytheon, имеет 15 опорных станций, разбросанных по всей стране. Два центра управления полетами и связанные с ними станции восходящей связи были созданы в Кундалахалли в Бангалоре. Еще один центр управления и восходящая станция должны появиться в Дели. В рамках программы в различных местах Индии была установлена ​​сеть из 18 станций мониторинга общего электронного содержания (TEC) для изучения и анализа поведения ионосферы в индийском регионе.

Сигнал TDS GAGAN в космосе обеспечивает трехметровую точность против 7,6 метра. Летная проверка сигнала ГАГАН проводится в г. Кожикоде, Хайдарабад, Нагпур и Бангалор аэропортов, и результаты пока удовлетворительны.

Изучение ионосферы

Одним из важных компонентов проекта GAGAN является изучение поведения ионосферы над индийским регионом. Это было специально рассмотрено в связи с неопределенным характером поведения ионосферы в регионе. Исследование приведет к оптимизации алгоритмов ионосферных поправок в регионе.

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]

Интеграция технологий

GAGAN сейчас находится в стадии эксплуатации и совместим с другими системами SBAS, такими как система увеличения площади (WAAS), Европейская геостационарная навигационная служба (EGNOS) и Многофункциональная спутниковая система дополнения (MSAS) и обеспечит бесперебойное аэронавигационное обслуживание через региональные границы.[8] Хотя наземный сегмент состоит из восьми опорных станций и главного центра управления, который будет иметь подсистемы, такие как сеть передачи данных, SBAS система коррекции и проверки, система эксплуатации и технического обслуживания, дисплей мониторинга производительности и симулятор полезной нагрузки, индийские наземные станции восходящей связи будут иметь сборку тарелок антенн. Космический сегмент будет состоять из одного геонавигационного транспондера.

Эффективная система управления полетом

Система управления полетом на основе GAGAN будет готова сэкономить время и деньги операторов, управляя профилями набора высоты, снижения и характеристик двигателя. FMS повысит эффективность и гибкость за счет более широкого использования траекторий, предпочитаемых эксплуатантами, улучшит доступ к аэропорту и воздушному пространству в любых погодных условиях, а также повысит способность соответствовать экологическим ограничениям и ограничениям пролета препятствий. Это также повысит надежность и сократит задержки за счет определения более точных процедур в зоне аэродрома с параллельными маршрутами и экологически оптимизированными коридорами воздушного пространства.

  • GAGAN повысит безопасность за счет использования трехмерной операции захода на посадку с наведением курса на взлетно-посадочную полосу, что снизит риск управляемого полета над землей, т. Е. Аварии, когда пригодный к полету самолет под управлением пилота непреднамеренно врезается в местность, препятствие, или вода.
  • GAGAN также будет предлагать высокую точность определения местоположения в широком географическом пространстве, таком как воздушное пространство Индии. Точность этих позиций будет одновременно доступна для 80 гражданских и более 200 негражданских аэропортов и аэродромов и будет способствовать увеличению количества аэропортов до 500, как запланировано. Эту точность определения местоположения можно дополнительно повысить с помощью наземной системы дополнения.

События

Первый передатчик GAGAN был интегрирован в GSAT-4 геостационарный спутник и планировалось ввести в эксплуатацию в 2008 году.[9][10] После серии задержек, GSAT-4 был запущен 15 апреля 2010 года, однако не смог выйти на орбиту после третьего этапа полета. Ракета-носитель геостационарных спутников Mk.II, несший его, вышел из строя.[11]

В 2009 году Raytheon выиграла контракт на 82 миллиона долларов. В основном он был посвящен модернизации индийской аэронавигационной системы.[12] Вице-президент по системам управления и контроля, Raytheon Network Centric Systems, Энди Зогг прокомментировал:

GAGAN станет самой совершенной аэронавигационной системой в мире и еще больше укрепит лидирующие позиции Индии в области аэронавигации. GAGAN значительно повысит безопасность, уменьшит загруженность и улучшит связь, чтобы удовлетворить растущие потребности Индии в управлении воздушным движением.[12]

В 2012 г. Организация оборонных исследований и разработок получил «миниатюрную версию» устройства со всеми функциями от системы глобального позиционирования (GPS) и глобальные навигационные спутниковые системы (GNSS). Модуль весом всего 17 г может использоваться на нескольких платформах - от самолетов (например, крылатых или винтокрылых) до небольших лодок и кораблей. Сообщается, что он также может помочь в «приложениях для опросов». Это рентабельное устройство, которое может иметь «огромное» гражданское применение. Выходные данные навигации состоят из данных GPS, ГЛОНАСС и GPS + ГЛОНАСС, скорости и времени. Согласно заявлению DRDO, G3oM - это новейший технологический приемник, объединяющий индийскую систему GAGAN, а также глобальную систему позиционирования и системы ГЛОНАСС.[13]

Согласно хронике Декана:

Г. Сатиш Редди, заместитель директора городского исследовательского центра Имарат, сказал, что этот продукт совершает качественный скачок в области технологий GNSS и проложил путь для очень миниатюрных систем GNSS на будущее.[13]

30 декабря 2012 года Генеральное управление гражданской авиации (DGCA) Индии в предварительном порядке сертифицировало систему GPS-управляемой гео-расширенной навигации (GAGAN) на уровень обслуживания RNP0.1 (Требуемые характеристики навигации, 0,1 морской мили). Сертификация позволила самолетам, оснащенным оборудованием SBAS, использовать сигнал GAGAN в космосе в навигационных целях.[14]

Спутники

GSAT-8 - индийский геостационарный спутник, успешно запущенный с использованием Ариана 5 21 мая 2011 года и находится на геостационарной орбите на 55 градусе восточной долготы.

GSAT-10 предназначен для увеличения растущей потребности в транспондерах Ku- и C-диапазонов и содержит 12 транспондеров Ku-диапазона, 12 C-диапазонов и 12 расширенных C-диапазонов, а также полезную нагрузку GAGAN. Космический корабль имеет стандартную конструкцию И-3К, грузоподъемность около 6 кВт при взлетной массе 3400 кг. GSAT-10 был успешно запущен Ариана 5 29 сентября 2012 г.[6]

GSAT-15 несет 24 транспондера Ku-диапазона с лучом покрытия для Индии и полезную нагрузку GAGAN. был успешно запущен 10 ноября 2015 года в 21:34:07 UTC, завершив созвездие.

Индийская региональная навигационная спутниковая система (NAVIC)

Основная статья: Индийская региональная навигационная спутниковая система

Правительство Индии заявило, что намерено использовать опыт создания системы GAGAN для создания автономной региональной навигационной системы, называемой яиндийский рэгиональный Nавигация Sателлит Sсистема IRNSS, известный как NavIC (аббревиатура от Navигра с яиндийский Constellation).[15]

IRNSS-1 Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS) -1, первый из семи спутников IRNSS созвездие, несет навигационную полезную нагрузку и ретранслятор диапазона C. В космическом корабле используется оптимизированная конструкция И-1К с управляемой мощностью около 1660 Вт и взлетной массой 1425 кг, и он рассчитан на номинальный срок службы в полете 10 лет. Первый спутник группировки IRNSS был запущен на борту PSLV (C22) 1 июля 2012 года. В то время как создание всей группировки планировалось реализовать в течение 2014 года, запуск последующих спутников был отложен.[нужна цитата ]

В настоящее время на орбите находятся все 7 спутников, но в 2017 году было объявлено, что все три спутникарубидий  атомные часы на бортуИРНСС-1А потерпели неудачу, отражая аналогичные неудачи вГалилео созвездие. Первый сбой произошел в июле 2016 года, после чего вышли из строя еще два часа. Это сделало спутник несколько избыточным и потребовало замены. Хотя спутник по-прежнему выполняет другие функции, данные являются грубыми и поэтому не могут использоваться для точных измерений. ISRO планирует заменить его на IRNSS-1H в июле или августе 2017 года.

Еще два часа в навигационной системе начали показывать признаки неисправности, в результате чего общее количество вышедших из строя часов достигло пяти.

В качестве меры предосторожности для продления срока службы навигационного спутника ISRO использует только одни рубидиевые атомные часы вместо двух на оставшихся шести спутниках. У каждого спутника есть три тактовых сигнала, поэтому всего 27 часов для всех спутников в системе (включая резервные спутники). Часы IRNSS и GALILEO были предоставлены SpectraTime. ISRO заменила атомные часы в двух резервных спутниках NavIC. Неудача наступила в то время, когда IRNSS еще не начала коммерческую деятельность.

Приложения

Департамент лесного хозяйства Карнатаки использовал GAGAN для создания новой, точной и общедоступной спутниковой базы данных о своих лесных угодьях. Это продолжение директивы Верховного суда штатам об обновлении и размещении соответствующих лесных карт. В пилотной геопространственной базе данных лесных массивов использованы данные спутника Cartosat-2. Карты предназначены для того, чтобы избавить власти от неясностей, связанных с границами лесов, и дать ясность для лесных администраторов, налоговых органов, а также общественности, по словам Р. Шривастава, главный хранитель лесов (штаб).[16]

Индийский национальный центр океанографических информационных служб (INCOIS) вместе с AAI запустил новую спутниковую систему GEMINI (Gagan Enabled Mariner's Instrument for Navigation and Information), которая будет предупреждать глубоководных рыбаков о приближающихся бедствиях. Приложение GEMINI на мобильном телефоне декодирует сигналы от устройства GEMINI и предупреждает пользователя о неминуемых угрозах, таких как циклоны, высокие волны, сильный ветер, а также о PFZ и поисково-спасательных миссиях.

Различные ракеты индийского производства, включая BrahMos будет использовать ГАГАН в качестве руководства.[17]

Смотрите также

Рекомендации

  1. ^ Вскоре безопасность в небе, когда Гаган с помощью GPS взлетел, Времена Индии
  2. ^ «Обеспечение безопасности и надежности с помощью штатной спутниковой навигационной системы ГАГАН». Блог Times of India. 12 января 2019 г.. Получено 7 мая 2019.
  3. ^ «Индия одобряет систему Гагана». Статья в журнале. Геодезия и картография в Азии. 15 сентября 2008 г. Архивировано с оригинал 19 мая 2009 г.. Получено 2009-05-05.
  4. ^ а б c Новости GAGAN Д-р Арджин Сингх, дополнительный генеральный директор, Управление глобальной навигационной системы, Управление аэропорта Индии В архиве 28 августа 2008 г. Wayback Machine
  5. ^ http://www.thehindu.com/news/national/kerala/gagan-system-ready-for-operations/article5565700.ece
  6. ^ а б c d «Спутниковая навигация - ГАГАН». Сайт ISRO. Получено 13 июн 2012.
  7. ^ Raytheon подает заявку на участие в проекте геосинхронной дополненной навигационной системы (GAGAN)
  8. ^ "ГАГАН - Навпедия". gssc.esa.int. Получено 22 августа 2019.
  9. ^ ISRO и Raytheon завершили испытания спутниковой навигационной системы GAGAN. В архиве 5 декабря 2006 г. Wayback Machine Веб-сайт Министерства обороны Индии. 20 июня 2006 г.
  10. ^ К. Сурьянараяна Рао и С. Пал. Индийская система SBAS - GAGAN В архиве 2 декабря 2006 г. Wayback Machine. Резюме индийско-американской конференции по космической науке, применению и торговле. Июнь 2004 г.
  11. ^ Субраманян, Т.С. (15 апреля 2010 г.). «Индийская ракета GSLV D3 терпит неудачу». Индуистский. Получено 15 апреля 2010.
  12. ^ а б «Raytheon выигрывает контракт на поставку аэронавигации от Индии на сумму 82 миллиона долларов». GovCon Wire. Получено 29 сентября 2012.
  13. ^ а б 17-мм устройство для наведения ракет В архиве 5 сентября 2012 г. Wayback Machine Deccan Chronicle.
  14. ^ «Система GAGAN сертифицирована для работы по RNP0.1». 3 января 2014 года. Архивировано с оригинал 4 января 2014 г.. Получено 3 января 2014.
  15. ^ SATNAV Industry Meet 2006 В архиве 31 марта 2007 г. Wayback Machine. Информационный бюллетень ISRO Space India. Апрель - сентябрь 2006 г. Выпуск.
  16. ^ GAGAN запускает новую базу данных по лесам. Индус. Проверено 21 апреля 2015.
  17. ^ http://www.newindianexpress.com/states/karnataka/Desi-G3OM-Makes-BrahMos-Smarter/2014/07/09/article2320976.ece

дальнейшее чтение

внешняя ссылка