Феномен ГЛОНАСС: GPS практически догнали

Сборка космического аппарата "Глонасс-К".
Фото Reuters

С 2011 годом завершается федеральная программа развития ГЛОНАСС. Должна приниматься новая, посвященная следующему этапу строительства спутниковой системы. Есть повод оценить пройденный путь.

Ровно четыре года назад у меня вышла совершенно упадническая статья «На ГЛОНАСС надейся, а GPS настраивай» (см. «НГ» от 26.12.07). Тогда на орбите находилось всего 18 спутников ГЛОНАСС, из них лишь 13 работали по назначению. Гражданские навигаторы ГЛОНАСС для массового использования вообще не существовали. И я писал о том, что у ГЛОНАСС нет хозяина, как нет программы развития наземных компонентов ГЛОНАСС, никто за это не отвечает. И что требуется ясная государственная политика в этой сфере.

Прошло четыре года – ситуация кардинально иная. Сейчас орбитальная группировка ГЛОНАСС насчитывает 31 спутник, из них 24 работают по назначению. Это означает, что спутниковый компонент навигационной системы полностью сформирован, и зона покрытия навигационным сигналом – вся планета Земля. Появилась в большом количестве пользовательская аппаратура, вдвое-втрое увеличилась точность определения координат. Понятно, что все это случилось не по щучьему велению. Как удалось вялотекущий процесс сделать столь стремительным?

ИНФОРМАЦИОННЫЙ ФАКТОР

Спутниковая группировка ГЛОНАСС должна была быть полностью развернута еще в 2008 году. Однако этого не произошло. Сроки оказались сдвинуты на 2011 год. Но когда в декабре 2010 года сразу три спутника серии «Глонасс-М» не вышли на расчетную орбиту и упали в Тихий океан, появились сомнения, что орбитальную группировку удастся развернуть в срок. Однако дополнительные старты решили вопрос. Кроме того, 26 февраля 2011 года выведен на орбиту космический аппарат третьего поколения «Глонасс-К1». Он одновременно работает по назначению и проходит летно-конструкторские испытания.

Надо заметить, что полное развертывание в 2008 году группировки навигационных спутников не принесло бы ощутимых экономических дивидендов. На тот период почти не существовало серийной пользовательской аппаратуры ГЛОНАСС, за исключением ряда разработок в интересах военных, геодезистов и транспортников. На рынке безраздельно властвовала американская система спутникового определения координат Navstar/GPS.

В октябре 2008 года вице-премьер Сергей Иванов, докладывая премьеру Владимиру Путину, отметил, что «не видит никаких проблем в изготовлении космических аппаратов», а «самые большие проблемы – это изготовление конкурентоспособной наземной аппаратуры потребителя».

По его словам, на тот момент в РФ функционировало порядка 20 тыс. единиц такой аппаратуры в гражданском секторе экономики. Половина, около 10 тыс., установлена на средствах транспорта – самолетах, судах, поездах. И около 10 тыс. находились либо в частном владении, либо у муниципальных властей или властей субъектов Федерации, в основном опять же на транспорте – автобусах, мусоровозах, снегоуборщиках. Со своей стороны, Минобороны закупило порядка 15 тыс. приемников ГЛОНАСС, как носимых – для человека, так и для установки на боевой технике. Цифры, прямо скажем, мизерные.

И здесь стоит привести цифры дальнейшего роста внедряемости систем ГЛОНАСС на транспорте. Если в 2008-м было внедрено порядка 10 тыс. систем, то в 2009 году – уже 50 тыс., а в 2010-м – 100 тыс. Ожидаемое количество на 2011 год – не менее 200 тыс., но скорее всего в полтора-два раза больше. Понятно, что в тех же пропорциях происходил и рост производства автонавигаторов. Но самое главное – произошел психологический перелом в сознании рядовых граждан и, что особенно важно, руководителей разного уровня. Пришло массовое понимание необходимости определения пространственных координат практически во всех сферах деятельности. Именно этим в первую очередь объясняется взрывной рост внедрения навигационных систем.

Этот информационный прорыв следует считать одним из важных успехов программы ГЛОНАСС. В то время как почти весь Роскосмос продолжает сохранять традиционную секретность, разработчики и производители пользовательской аппаратуры перешли к политике беспрецедентной информационной открытости. Буквально каждый шаг по повышению точности определения координат, создание новых электронных элементов и гаджетов становятся новостным поводом для СМИ. А генеральный конструктор ГЛОНАСС доктор наук Юрий Урличич доступен для прессы. Только автор этих строк за последние полгода взял у Юрия Урличича два пространных интервью. А информация из первых рук всегда пользуется повышенным вниманием.

При этом речь идет не о пиаре, а о формировании рынка навигационных услуг. Именно таким способом создается потребность в новом продукте. И уже можно говорить об информационном сотрудничестве общества и производителей аппаратуры ГЛОНАСС при посредничестве СМИ. Производственники через прессу доводят до массового потребителя информацию об улучшении свойств и новинках продукции. А потребитель, в свою очередь, через те же СМИ высказывает свое мнение, в том числе критическое, и пожелания. Открытая информационная политика стала важным фактором успеха всей программы ГЛОНАСС.

В ЕДИНЫЙ КУЛАК

Генеральный директор – генеральный конструктор Российского НИИ космического приборостроения Юрий Урличич в 2006 году был назначен генеральным конструктором ГЛОНАСС. До этого более 20 лет национальная система космической навигации была бесхозной, она не имела единого командного центра. Более того, инерция продолжала сохраняться. Ведь у каждого из предприятий, связанных с программой, был свой директор со своими интересами. Да и вообще работу на столь высоком уровне пришлось начинать с нуля, с осмысления места ГЛОНАСС в глобальной экономике, вектора развития, функций и качеств.

Вопрос о создании пользовательской аппаратуры до этого вообще всерьез не ставился. Единственным заказчиком было военное ведомство, а гражданская сфера уже вовсю пользовалась американской системой GPS. При этом задел современных технологий в России был невелик. Так что вступать в конкурентную борьбу с полностью развернутой и действующей GPS тоже пришлось с нуля. Впрочем, быстро пришло понимание, что наиболее конкурентна потребительская двухсистемная аппаратура ГЛОНАСС/GPS, которая гораздо точнее отдельных ГЛОНАСС и GPS. На международном рынке профессиональной аппаратуры высокоточного определения координат более 30% дохода уже приходится на совмещенное ГЛОНАСС/GPS оборудование. Можно смело говорить, что российская ГЛОНАСС получила мировое признание еще до полного развертывания орбитальной группировки.

Но, как говорит Юрий Урличич, даже идеальный и самый лучший в мире прибор, если он неправильно стоит в системе, толку никакого не будет. Поэтому первое, что он сделал в должности генерального конструктора ГЛОНАСС, это вместе с коллегами начал выяснять: а что должно входить в систему? На тот момент это были космические аппараты и средства их выведения на орбиту – ракеты-носители, разгонные блоки, наземный комплекс управления и небольшое количество пользовательской аппаратуры спецпотребителя. Не было ни фундаментального сегмента, ни функциональных дополнений. А в это время американцы уже по всему миру разворачивали станции коррекции и мониторинга, что главным образом и обеспечивало повышение точности GPS.

Генеральный конструктор ГЛОНАСС доктор технических наук Юрий Урличич. Фото РИА Новости

Было принято стратегическое решение срочно создать и развернуть аналогичные системы. После принятия соответствующего решения Роскосмосом и Минобороны станции коррекции сигнала ГЛОНАСС были установлены в Антарктиде и на территории России. Поскольку система должна быть равнопрочной, подобные станции предстоит установить по всему миру. Но это уже зависит не столько от создателей аппаратуры, сколько от МИД и правительственных инстанций.

В 2009 году на базе Российского НИИ космического приборостроения (РНИИ КП) была создана интегрированная структура, куда вошли еще восемь предприятий. Два из них присоединили к РНИИ КП, а оставшиеся шесть стали дочерними акционерными обществами. Так возникло ОАО «Российские космические системы» – головная организация в космической отрасли по ряду важнейших направлений, в том числе связанных с навигационными и геопространственными технологиями. Это система ГЛОНАСС, включая функциональные дополнения, аппаратуру потребителей и наземный комплекс управления, система приема, обработки и распространения информации дальнего зондирования Земли, федеральная, отраслевая и региональная система мониторинга критически важных объектов и опасных грузов и многое другое.

Объединение научных и конструкторских сил в единый кулак позволило резко ускорить все работы. Попутно решался ряд технологических вопросов, поскольку пришлось заниматься даже организацией производства необходимых материалов. Так, в числе потерянных в постсоветское время технологий оказалось производство специального сплава меди для изготовления ламп бегущей волны – основного элемента спутниковых ретрансляторов. Предприятие в Калуге, которое раньше его производило, уже не существует. Разместили заказ на трех фирмах, одной удалось произвести сплав с необходимыми свойствами.

Есть и свой дизайн-центр, где проектируется и изготавливается собственная элементная база, в том числе СБИС – сверхбольшие интегральные схемы. Это уникальное мелкосерийное производство. В год выпускается около 30 тыс. СБИС для ракет-носителей, разгонных блоков, космических аппаратов и авиационной техники. Также ежегодно «Российские космические системы» производят порядка 50 тыс. диодов. У этих высокотехнологичных изделий мало общего с простейшим полупроводниковым элементом. Диод от «РКС» – это шунтирующие и запирающие устройства с 12 слоями. Можно с гордостью сказать, что аналоги – как на Западе, так и на Востоке – имеют худшие характеристики.

Можно обозначить еще один фактор форсированного развития ГЛОНАСС – интеграция в единое целое научных, конструкторских и производственных сил в корпорацию «Российские космические системы». В этой же области находится и назначение главного конструктора НАП – наземной аппаратуры потребителя для гражданского использования, что позволило скоординировать и ускорить работу. Приобретенный положительный опыт по организации работ при реализации ФЦП «ГЛОНАСС» 2008-2011 годов целесообразно сохранить и при реализации аналогичной новой программы 2012-2020 годов.

ПРОГРАММНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ

Система должна создаваться для выполнения конкретных задач. Точная формулировка задач позволяет на основе концепции разработать все элементы системы и их технические характеристики. «Российские космические системы» предложили Комиссии при президенте РФ по модернизации и технологическому развитию экономики страны четыре проекта: «Ка-диапазон», «ЭРА ГЛОНАСС», «Мониторинг подвижных объектов» (куда вошли два подраздела – «Автоматическая идентификационная система для морских объектов» и «Персональные буи»), а также «Мониторинг технически сложных объектов», подготовленный совместно с НИИ физических измерений. Финансирование было выделено только на два проекта – «ЭРА ГЛОНАСС» и «Ка-диапазон».

Система «ЭРА ГЛОНАСС» проектируется в соответствии с распоряжением правительства РФ и предназначена для снижения уровня смертности и травматизма на дорогах за счет ускорения оповещения служб экстренного реагирования. Для работы системы зарезервированы специальные телефонные коды 941–949. При аварии автомобиля, установленный на нем навигационно-телекоммуникационный терминал автоматически определяет координаты, устанавливает связь с серверным центром системы мониторинга и передает данные об аварии по каналам сотовой связи оператору. Оператор устанавливает связь с пострадавшими, уточняет детали и направляет соответствующие службы экстренного реагирования – спасателей МЧС, «скорую помощь», ГАИ. Тем более он их направляет, если не получает отклика, что типично для тяжелых автоаварий. Водитель или пассажиры могут вручную включить терминал и связаться с оператором.

«ЭРА ГЛОНАСС» уже работает в пилотном режиме в Москве, Санкт-Петербурге и еще в паре регионов. Но уже в 2012 году к ней должны присоединиться еще 11 областей, а с 2013 года она должна разворачиваться уже по всей России.

Следует сказать, что в Японии подобная система начала действовать еще в 1984 году, но основу ее составляют не спутники, а специальные станции, которыми пришлось оборудовать все магистрали. Абсолютно каждый автомобиль в этой стране оборудован специальным телематическим терминалом. Стоит государственная задача снизить смертность на дорогах до нуля. И прогресс в этой сфере весьма заметен – смертность от дорожного травматизма постоянно снижается.

Система ГЛОНАСС в ее нынешнем виде. Рисунок предоставлен ОАО «Российские космические системы»

В США с 2001 года разрабатывается и внедряется проект E911, обеспечивающий возможность автоматической передачи информации о местоположении телефона при звонках в службу спасения 911. Сейчас стоит задача дать каждому пострадавшему возможность передать в службу 911 голосовую, текстовую и даже видеоинформацию с места происшествия с любого устройства связи, а не только с мобильного телефона. Создается и система автоматической передачи данных об автоаварии. Тестовые работы Министерство транспорта США уже закончило. Обратите внимание на участие ведомств, впрямую не связанных с космосом и производством электроники.

К 2013 году в Евросоюзе на всех новых автомобилях, продаваемых в странах-участниках, должны быть установлены навигационно-коммуникационные устройства, которые срабатывают при аварии и передают по каналам GSM-связи через номер 112 информацию об автомобиле и его координатах на ближайший или наиболее удобный пункт обработки вызовов. В Германии с 2005 года навигационно-связными приборами GPS в обязательном порядке оборудуют фуры грузоподъемностью свыше 12 тонн. А в Швеции примерно с того же времени оснащают грузовики массой свыше 3,5 тонны. Россия имеет все шансы уже в 2013 году догнать Европу и Японию.

Идея проекта «Ка-диапазон» принадлежит РНИИ КП. Его реализация может преобразить российский телекоммуникационный рынок. Суть проекта – создание спутниковой системы широкополосного доступа в Интернет. Необходимо запустить несколько тяжелых спутников связи с 26 транспондерами Ка-диапазона – это частоты 27,5–31,0 ГГц и 17,7–21,2 ГГц. Это позволит 97% территории России охватить спутниковым Интернетом по социальным ценам – в пределах 300 руб. в месяц. На коммерческих условиях по более высоким ценам можно будет получить высокоскоростной доступ.

Если этот проект удастся, он может иметь революционные последствия для развития России. Произойдет выравнивание информационной среды на всей территории страны. Равный доступ к связи, удаленному образованию, всем каналам телевидения и радио будут иметь жители как столицы, так и глухих таежных поселков или тундровых стойбищ. Срочные медицинские консультации, активное вовлечение всего населения в жизнь страны, прямая трансляция окраинных проблем в центр, покупка и продажа в онлайне – это лишь отдельные положительные факторы внедрения новой спутниковой технологии. Это все может вдохнуть новую жизнь в отсталые окраины, которые вскоре могут перестать числиться в отсталых. По большому счету, общедоступный спутниковый Интернет может стать одним из мощнейших «паровозов» инновационного преобразования России, пробудив дремлющие творческие силы народа, которые получат поддержку онлайн. В конечном счете мы живем в информационную эпоху, когда владеющий информацией владеет миром.

Очень важно, что политика гражданского применения ГЛОНАСС – это политика гуманизма, направленная на повышение качества жизни россиян. При этом она абсолютно не противоречит государственному курсу на коммерциализацию спутниковой навигации. Просто доходы бизнеса и развитие рынка услуг идут вторым эшелоном.

КОСМОС ДЛЯ ЧЕЛОВЕКА

Примером может служить новый проект «Социальный ГЛОНАСС», целью которого является повышение качества жизни инвалидов через развитие безбарьерной техносферы с использованием новейших информационных и навигационных технологий. Он включает четыре основных направления, взаимно дополняющих друг друга. Первое – это создание индивидуальных устройств навигационного обеспечения инвалидов с использованием системы ГЛОНАСС и центров обслуживания инвалидов. Например, для инвалидов по зрению, которые получат систему ориентирования и прохождения по заданному маршруту. С помощью этой же аппаратуры будет производиться мониторинг физического состояния людей и оказания им экстренной помощи. То есть каждый сердечник или гипертоник будет постоянно иметь при себе автоматическую тревожную кнопку. Надо заметить, что инвалидов в РФ почти 10% населения. В большинстве – по общему заболеванию. Значительная их часть нуждается в тревожной кнопке.

Второе направление прямо вытекает из «тревожной кнопки». Это создание многофункционального комплекса различных авторизованных информационно-технических средств для инвалидов, а также средств, предназначенных для реабилитации и адаптации различных групп инвалидов. Проще говоря, речь идет о постоянном медицинском наблюдении, чтобы в случае тревожных отклонений в состоянии здоровья оказать срочную или консультативную помощь специалиста.

Третье направление – создание территориально-распределенной сети связи, чтобы инвалид мог иметь постоянную связь не только с медиками, но и с представителями органов власти, социальных и благотворительных организаций, учебно-консультационных пунктов и просто поддерживать связь с друзьями в общероссийской специализированной социальной сети с использованием современных интернет-технологий.

Четвертое – чтобы вся эта система работала, должны быть созданы специализированные центры для оказания информационной, психологической, медицинской поддержки и помощи в экстренных ситуациях. Для этого необходимо разработать организационно-технические принципы построения таких центров, а также создать программное обеспечение, которое позволит получить информацию о местоположении инвалида в любой момент времени, сбор и хранение показателей о его биометрических параметрах. Эту систему затем интегрировать с существующими базами данных и инфотелекоммуникационными сетями, включая вызов сотрудников экстренной и скорой медицинской помощи.

Таким станет ГЛОНАСС в скором будущем. Рисунок предоставлен ОАО «Российские космические системы»

Реализация проекта «Социальный ГЛОНАСС» приведет к снижению смертности и будет способствовать вовлечению инвалидов в общественную и экономическую жизнь, повысит их социальный статус. Речь, напомню, идет почти о каждом десятом жителе России.

Теперь о бизнесе. Все технические разработки в рамках «Социального ГЛОНАСС» имеют хорошую рыночную перспективу. Например, индивидуальное устройство навигационного обеспечения для незрячих – это готовый гид-навигатор для иностранного туриста. Впрочем, как и для отечественного, первый раз оказавшегося в Санкт-Петербурге или Москве. Заблудиться с таким гаджетом будет невозможно. Даже ребенок не заблудится, если его снабдить подобной техникой. Родители и учителя всегда могут определить его местонахождение. В Японии школы тысячами закупают такие навигаторы, чтобы дети не терялись во время экскурсий. В России, где половину территории занимает тайга, это еще более актуально.

Массовое производство навигационных устройств приведет к снижению их стоимости. Через десяток лет, когда на рынок придет техника следующего поколения, вложенные государством средства вернутся в виде дешевых аппаратов для инвалидов. Массовое производство позволит снизить цены и на продукцию спецназначения для Минобороны.

Нигде в мире оборонная промышленность давно не служит локомотивом промышленности. Основные доходы везде дает массовое производство для гражданского потребления. Именно оно окупает все разработки и позволяет военным делать закупки вооружения и техники по адекватным ценам. Например, недавно закупленные для армейских снайперов австрийские винтовки «Штейр-Манлихер» разрабатывались как охотничьи карабины и таковыми в сущности являются. Благодаря массовому производству их цена в Европе равняется всего 1200 евро при отличном качестве.

Это же в полной мере относится и к аппаратуре ГЛОНАСС. Именно на основе массовой продукции можно создать компактную, легкую, надежную и, что особенно важно, дешевую аппаратуру для солдата или боевой техники. А если присовокупить к ней спутниковый Интернет, то можно, например, решить проблему создания единой системы управления тактического звена с поддержкой любых систем связи. При этом Минобороны окажется в значительной мере избавлено от дорогостоящих вложений в НИОКР.

Так что можно назвать четвертый фактор успешной реализации ГЛОНАСС. Это правильная постановка, проработка и реализация задач в рамках социальных и других программ. Принятые федеральные программы позволяют устойчиво финансировать работу по внедрению и развитию ГЛОНАСС, вести ее системно и последовательно в короткие сроки.

Через три месяца, когда начнет работу второй спутник ретранслятор «Луч», точность ГЛОНАСС составит около 1 метра. В настоящее время она составляет 4,5 метра. Об этом заявил заместитель главы Федерального космического агентства (Роскосмос) Анатолий Шилов. Это значит, ГЛОНАСС в точности определения координат сравняется с американской системой GPS. Теперь особую важность приобретает наземная аппаратура пользователя. Можно надеяться, что Россия и здесь не отстанет. Успешная работа корпорации «Российские космические системы» в том порука.