CC BY
98Перспективы развития наземной навигации в Вооруженных Силах Российской Федерации
Генерал-майор А.Н. ЗАЛИЗНЮК, кандидат технических наук
Полковник в отставке А.В. ФЛЕГОНТОВ, доктор технических наук
Подполковник А.А. ВОЛКОВ, кандидат технических наук
АННОТАЦИЯ
ABSTRACT
Рассматриваются проблемные вопросы наземной навигации в Вооруженных Силах Российской Федерации и предлагаются пути их решения на ближайшую перспективу.
The paper looks at problem issues of ground navigation in the Armed Forces of the Russian Federation and suggests ways of solving those for the immediate term.
КЛЮЧЕВЫЕ СЛОВА
KEYWORDS
Навигационное обеспечение, наземная навигация, глобальная навигационная спутниковая система, аппаратура спутниковой навигации.
Navigation support, ground navigation, global navigation satellite system, satellite navigation equipment.
ОДНО из направлений развития военного искусства связано с созданием и совершенствованием на базе современных информационных и телекоммуникационных технологий единой системы интегрированных сил и средств разведки, поражения и управления войсками и оружием1.
Современный технический прогресс в области информационных технологий существенно расширяет возможности подвижных объектов. Значительную роль в этом процессе играет решение задач навигации.
Последние десятилетия показали, что навигационное обеспечение Вооруженных Сил Российской Федерации (ВС РФ) в мирное и военное время выдвигается на особое место как способствующее достижению максимальной эффективности средств поражения, высокой оперативности управления войсками, организации тесного взаимодействия разнородных по цели, месту, времени сил и средств.
Навигационные технологии являются критически важными факторами, определяющими обороноспособность Российской Федерации, независимость ее экономики. Усиливающаяся зависимость основных видов деятельности общества от уровня их развития в условиях растущей санкционной политики зарубежных партнеров делает актуальной задачу повышения качества навигационных данных. Важность этого подчеркивает появление новых достижений в смежных областях науки и техники, прямо или косвенно влияющих на навигационную деятельность, вызывающих существенный рост требований, предъявляемых потребителями к навигационной информации. Анализ задач, решаемых видами и родами войск ВС РФ, а также потенциальных возможностей организаций оборонно-промышленного комплекса по созданию навигационных средств, систем и комплексов показал, что в перспективе до 2030 года имеет место устойчивая тенденция на ужесточение в 1,5—2 раза требований специальных потребителей к точности, достоверности, оперативности и непрерывности навигационных решений. Это подтверждает актуальность и необходимость дальнейшего
совершенствования системы навигационного обеспечения ВС РФ.
Наземная навигация, как одна из подсистем навигационного обеспе-чения2, в ВС РФ получила мощное развитие после внедрения глобальных навигационных спутниковых систем (ГНСС). Спутниковым методам решения навигационных задач на суше, имеющим преимущество перед другими методами по точности, оперативности и глобальности, на сегодняшний день отводится основная роль. Но, несмотря на очевидные достоинства и широкое распространение ГНСС-датчиков в системах и комплексах двойного назначения, решение войсками (силами) задач наземной навигации с помощью аппаратуры спутниковой навигации и функциональных дополнений ГНСС в условиях сложной помеховой обстановки не всегда возможно.
Анализ опыта проведения современных операций (боевых действий) за пределами Российской Федерации3 показал, что применение противоборствующими сторонами разнородных сил с комплексным воздействием радиоэлектронного подавления приводит к частичному или полному отсутствию информации, получаемой от ГНСС. При воздействии преднамеренных помех для уверенного позиционирования может потребоваться уровень помехоустойчивости в 1,5—2 раза больше, чем в эксплуатируемых войсками образцах аппаратуры спутниковой навигации.
Серьезные трудности могут возникать при нахождении потребителя в условиях городской застройки. Уровень влияния воздействующих факторов на характеристики аппаратуры спутниковой навигации при этом в большей степени определяется особенностями функционирования потребителя, например, необходимостью обеспечения его скрытности. В большинстве случаев это приводит
к существенному сокращению его зоны радиовидимости.
В отличие от классического представления, поле боя в городе включает воздушное пространство над городом, крыши зданий и сооружений, их внутренние помещения, улицы, подземные объекты, водные преграды4. В сочетании с динамично меняющейся обстановкой, наличием некомба-тантов, отсутствием сплошной линии соприкосновения противоборствующих сторон городская территория преобразуется в пространство, раздробленное на малые «поля»5, и становится фактором, значительно усложняющим проведение любых операций в целом и использование аппаратуры спутниковой навигации в частности, что подтверждается опытом проведения специальной военной операции на Украине.
Указанные проблемы функционирования ГНСС подчеркивают необходимость разработки альтернативных (резервных), в том числе автономных, навигационных систем с повышенной помехоустойчивостью, расширяющих сферу применения ГНСС.
В настоящее время в ВС РФ используется широкий спектр навигационных систем и средств, предоставляющих потребителю возможность определения навигационных данных, отличающихся точностью решения задач, зоной и временем обслуживания, сложностью потребительской аппаратуры и другими характеристиками. К ним, помимо ГНСС, относятся:
• радиотехнические системы дальней и ближней навигации;
• локальные навигационные системы;
• средства, использующие естественные навигационные поля и силы (инерциальные, астрономические, гравиметрические, магнитные) и другие.
Вместе с этим анализ показывает, что не существует универсальных средств и методов полноценно-
го замещения ГНСС. Разработанные и разрабатываемые средства и методы способны решить проблему частично, ограничения их применения не совпадают. Например, современная гироскопия обеспечивает замещение ГНСС только на коротких отрезках времени, перспектива полной замены ГНСС гироскопическими средствами в обозримом будущем маловероятна6, тогда как система, построенная на принципах комплексирования ГНСС и инерциальной навигационной системы, обладает высокими показателями точности и в то же время способна работать при малом числе спутников или коротких периодах пропадания навигационного сигнала.
В настоящее время ведутся исследования по разработке методов коррекции инерциальных навигационных систем с привлечением внешней информации разнородного характера, в том числе параметров естественных полей (гравитационного, магнитного), являющихся носителями геопространственной информации.
Для навигации по гравитационному полю Земли (ГПЗ), как наиболее изученному, используются его аномальные компоненты — значения производных гравитационного потенциала. Степень изученности ГПЗ приближается к 100 %, но детальность и информативность аномальных компонент пока существенно отличаются в зависимости от района действий. В настоящее время погрешность навигации по ГПЗ характеризуется величиной в несколько сотен метров7, и проблема повышения точности в этой области — вопрос ближайших исследований.
Одними из перспективных и в то же время проверенных систем навигации являются радиотехнические системы дальней навигации (РСДН), успешно применяемые в Военно-Морском Флоте и Воздушно-космических силах. Импульсная
мощность сигналов, излучаемых станциями РСДН, составляет сотни киловатт, что позволяет обеспечить значительные рабочие зоны. Передающие станции РСДН работают в существенно отличающемся от ГНСС диапазоне частот, способны функционировать в автономном режиме (независимо от ГНСС), а также могут передавать потребителям различную оперативную информацию, в том числе контрольно-корректирующую информацию ГНСС и информацию о точном времени.
В целях организации эффективного навигационного обеспечения войск (сил) в условиях активного радиоэлектронного противодействия и возможных сбоев в работе системы ГЛОНАСС представляется целесообразным использование РСДН в качестве резервной навигационной системы межвидового применения на континентальных театрах военных действий.
В настоящее время спланированы мероприятия, реализация которых позволит повысить эффективность совместного использования систем ГНСС и РСДН. При этом по предварительным оценкам боевая устойчивость системы навигационного обеспечения войск (сил) может быть повышена до 10 %.
Еще одним дополнением ГНСС могут служить локальные навигационные системы (ЛНС), реализующие псевдоспутниковый метод определения местоположения подвижных наземных объектов. В таких системах радиосигналы передаются с сети опорных наземных станций, создающих в заданном локальном районе радионавигационное поле, с помощью которого обеспечивается возможность решения специальных задач. Помехоустойчивость ЛНС значительно выше, чем спутниковых, а имитация или искажение сигнала полностью исключены за счет ши-
рокого диапазона потенциальных частот приемо-передающей аппаратуры, что позволяет повысить надежность координатных определений.
Следует отметить, что технология, основанная на создании ЛНС без поддержки ГНСС, для применения в военной сфере в большинстве случаев является малоэффектив-ной8, поэтому комплексирование ЛНС и ГНСС является необходимым условием построения перспективных навигационных систем, реализующих метод локально-спутниковой навигации.
Важной составляющей эффективного управления подвижными наземными объектами является картографическое обеспечение решения задач наземной навигации. Наличие достоверной картографической информации позволяет визуализировать навигационную обстановку (например, на электронной топографической карте), ориентироваться с ее помощью на местности, анализировать ее и принимать эффективные решения по результатам анализа.
Центральным звеном при этом могут быть навигационные базы геопространственных данных, которые позволят производить необходимые навигационные расчеты, формировать элементы и структуру навигационной обстановки с отображением ее на любой картографической основе. Такие базы данных предназначены для создания и обновления навигационных карт и комплектов навигационной информации, применяемых в комплексах и системах (средствах) навигации наземного базирования, образцах аппаратуры спутниковой навигации, а также в робототехниче-ских комплексах военного назначения наземного базирования и будут содержать подробное метрическое и семантическое описание дорожной сети, объектов дорожной инфраструктуры, навигационных ориен-
тиров, маневров. Информационной моделью базы данных будет служить объектно-ориентированная модель пространственных данных.
Создание навигационных баз геопространственных данных запланировано в рамках подпрограммы «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2021—2030 годы» государственной программы Российской Федерации «Космическая деятельность России».
Кроме этого, при реализации указанной подпрограммы в интересах специальных потребителей планируется создание нового поколения навигационных модулей и на их основе образцов аппаратуры спутниковой навигации с повышенной помехозащищенностью, обеспечивающих работу по перспективным сигналам системы ГЛОНАСС с открытым и санкционированным доступом.
Таким образом, современный уровень развития навигационных технологий создает предпосылки для разработки новых форм и способов
применения войск (сил) на континентальных театрах военных действий. Недооценка значимости наземной навигации может привести к критическому отставанию в сфере обороноспособности государства. В условиях новых вызовов и угроз военной безопасности Российской Федерации ведущая роль будет отводиться созданию и применению альтернативных (резервных) навигационных систем с повышенной помехоустойчивостью, расширяющих сферу применения ГНСС, на принципах ком-плексирования при соответствующей картографической поддержке.
Ограничения на использование средств навигации в боевых условиях, возросшие требования к точности, надежности и оперативности навигационного обеспечения и усложнение прогнозируемого характера войн будущего в целом требуют дальнейшего повышения уровня и глубины исследований вопросов создания и совершенствования средств и методов наземной навигации.
ПРИМЕЧАНИЯ
1 Герасимов В.В. Генштаб планирует удары // Военно-промышленный курьер. 2019. № 9 (772). 12 марта. С. 6.
2 Фисич Б.А., Волков А.А. Состояние и перспективы развития наземной навигации в Вооруженных Силах Российской Федерации // Военная Мысль. 2015. № 4. С. 23—28.
3 История Топографической службы Вооруженных Сил Российской Федерации. М.: АО «Красная Звезда», 2018. 816 с.
4 Костарев С.В., Воробьев И.Г. Практические выводы из опыта организации и обеспечения связи в международных вооруженных конфликтах // Военная мысль. 2022. № 1. С. 86—93.
5 Сержантов А.В., Смоловый А.В., Те-рентьев И.А. Трансформация содержания войны: контуры военных конфлик-
тов будущего // Военная Мысль. 2022. № 6. С. 19—30.
6 Пешехонов В.Г. Высокоточная навигация без использования информации глобальных навигационных спутниковых систем // Гироскопия и навигация. 2022. № 1 (116). С. 3—11.
7 Рыбаков Е.А. Комплексирование аппаратуры потребителя глобальных навигационных спутниковых систем с аппаратурой корреляционно-экстремальной навигации по гравитационному полю Земли: автореферат дисс. ... канд. техн. наук: 05.12.14, 05.11.03. М., 2020. 16 с.
8 Пудловский В.Б. Возможности локальных радионавигационных систем для наземных робототехнических комплексов // Известия ТулГУ. Технические науки. 2016. Вып. 11. Ч. 3. С. 38—52.
