„Ако искаш мир, готви се за война.“

Основни проблеми на координатно информационното осигуряване на подводните обекти. С приключването на първия етап от революционните промени в навигационното осигуряване (НО) на подводни обекти, което доведе до появата в експлоатация на инерционни и сателитни навигационни системи, както и електронна картография, лазерните пробивни технологии все повече се въвеждат в практикуване на подводна навигация. В течение на половин век те се развиха от лазерни помощни средства до навигационно оборудване (створове) до лазерни космически навигационни и комуникационни системи, предназначени да осигурят истинска подводна навигация. Лазерните системи и устройства, инсталирани на сателити, са намерили широко приложение не само в навигацията, но и в картографията, геодезията, хидрографията, комуникациите и други области на науката и технологиите.

Лазерните и сателитните технологии са разработени предимно за военни цели. Икономическите съображения и тяхната най-висока ефективност обаче предизвикват спешна необходимост от използване на тези технологии в социално значими области, тъй като броят на гражданските потребители е непропорционално по-голям от военните потребители, особено в координатно информационно осигуряване (КИО) на подводната навигация.

През 2020 г. АО «ГНИНГИ» завърши два изследователски проекта за осигуряване на подводна навигация за граждански потребители и за радикално подобряване на системата ГЛОНАСС, като се вземе предвид влиянието на геодинамичните параметри на Земята: „Цялостни изследвания и научно-техническа обосновка за използването на напреднали подводни навигационни технологии в системата ГЛОНАСС (код „Предизвикателство – Перспектива-12“) и „Комплексни изследвания за създаване на радиолазерни, хидроакустични технологии за морска геодезия и хидрография за перспективна Глобална система за наблюдение на геодезическите параметри на Земята“ Код „Предизвикателство-ЛМГ“. Те идентифицираха и формулираха следните взаимосвързани ключови проблеми на координатно информационното осигуряване на подводни обекти с помощта на революционни сателитни и лазерни технологии.

1. Интегрирано използване на космически системи за навигация, комуникации и дистанционно сондиране (наблюдение) на Земята (ДСЗ).
2. Създаване на високоефективна защита на космическите системи от въздействието на изкуствени и естествени смущения.
3. Създаване на лазерна космическа навигационна и комуникационна система за осигуряване на истинска подводна навигация на подводни обекти.
4. Рязко повишаване на точностните характеристики на перспективната ГЛОНАСС, надвишаващи точностните характеристики на GPS, като се отчита влиянието на геодинамичните параметри на Земята.
5. Изпълнение на КИО на лунни мисии.
6. Прилагане на по-нататъшно развитие на КИО въз основа на научно обосновани
комплексни програми.

По отношение на решаването на първия проблем считаме за целесъобразно използването на интегрирани космически системи за навигация, комуникация и дистанционно наблюдение на Земята (ДСЗ) с помощта на лазерни технологии, което създава възможности за предоставяне на потребителите на специални, социално значими и научни цели, чиито задачи не могат да се решават с разделното им приложение.

Това се отнася предимно за спътниците за дистанционно наблюдение. Въз основа на лазерни измервания на сантиметрова и подсантиметрова точност в каналите „Космически апарат за дистанционно наблюдение на Земята – Навигационен космически кораб „Глонасс-К2″“ е възможно да се създаде система за навигационна поддръжка с необходимата точност.

Очевидно лазерните навигационни средства за спътници за дистанционно наблюдение ще позволят, наред с решаването на ключовия проблем, да се получат данни с висока точност за решаване на следните проблеми:
– разузнаване на надводни, над ледени и наземни цели;
– получаване и предаване на данни за аварийни и извънредни ситуации на космическия кораб;
– уточняване на данни за подводни цели въз основа на пеленгация на повърхностни и над ледени маяци;
– детайлно наблюдение на Земята в режим на синтез на радиотелескопи „Космос-Космос“, „Космос-Земя“ с високо точен лазерен контрол на основата на радио интерферометри с изключително дълга база и синхронизация на честотни (времеви) стандарти.

Разполагането на лазерно оборудване с високо точно бордово устройство за синхронизация на спътници с висока орбита значително ще повиши конкурентоспособността на високо орбиталните системи чрез разширяване на функционалността на използването на тези системи за решаване на научни, социално значими и военни проблеми.

Въз основа на сателитни и лазерни КИО технологии, изглежда възможно да се постигне:
– абсолютно устойчива на смущения, потискащи координатното осигуряване на потребителите и тяхното стабилно непрекъснато управление;
– създаване на стабилно достъпно координатно-информационно поле за космически обекти на високи орбити, траектории на полети и около лунни орбити в интерес на решаването на проблеми:
а) непрекъснат глобален мониторинг с точна координатна връзка на обекти, чиято експлоатация може да представлява военна или икономическа опасност за Руската федерация;
б) защита на високо орбитални ретранслатори от неразрешено използване;
в) навигационна и комуникационна поддръжка на лунни мисии, както и, ако е необходимо, автоматични системи със специално предназначение, предотвратяващи улавянето на лунни колонии, приписани на Руската федерация.

Решението на втория проблем е възможно чрез създаване на много спектрални средства, които работят скрито в ограничено пространство и на кратки интервали от време, активна (по искане на потребителя или според програмата) навигация в определени райони, по маршрути на разполагане и преходи на военни и граждански съоръжения. Факт е, че в контекста на ускореното развитие в редица страни на наземни, морски и аерокосмически средства за електронна война (РЕБ), както и въвеждането на технологии за оперативно използване на РЕБ в комбинация със системи за космическо разузнаване, КИО на национални високо точни системи за различни цели е почти невъзможно да се внедрят стандартни средства за GLONASS. В същото време всички необходими технически средства за решаване на проблема с електронното им потискане могат да бъдат разгърнати преди началото на използването на военна техника.

За да се приложи решение за защита на националните системи от електронна война, е препоръчително да се разположи допълнително орбитално съзвездие GLONASS-D – многофункционални спътници, оборудвани с подходящо лазерно приемо-предавателно оборудване за създаване на скрито, т.е. практически неубиваемо от организирани смущения, навигационно поле в околоземното аерокосмическо пространство, на повърхността на Земята и под водата.

Това могат да бъдат както лазерно-радионавигационни спътници в орбити GLONASS, така и комуникационни спътници, за дистанционно наблюдение на Земята и т.н., които бързо се определят чрез навигационни измервания за определяне на обхвата спрямо спътниците GLONASS-K2, оборудвани с между сателитна лазерна навигация и комуникационна система (МЛНСС-М) и оборудване, което създава в определени моменти от време лазерни информационни и навигационни полета в дадена зона (по заявка на потребителя, по предварително зададена програма, по команда от централния пункт за управление). предавани по сателитни измервателни и комуникационни канали и др.).

Въз основа на използването на комплекса ГЛОНАСС-Д се очаква да се осигури:
– повишаване на ефективността (от гледна точка на точност и ефективност) на използването на разнородни средства, базирани на скрита, високо точна KИO в условията на пълно мащабно използване от врага на различни базирани средства за потискане на смущенията;
– разширяване на социално значимите приложения на орбиталната констелация ГЛОНАСС за координатно информационно осигуряване:
а) подводна работа на шелфа;
б) подводни транспортни операции за стопански цели;
в) високо точно лазерно управление на геодинамични цели (ориентири) в труднодостъпни райони;
г) високо прецизна глобална ефемеридна времева поддръжка на GLONASS през мрежа от пасивни транспондери.

Третият ключов проблем се дължи на невъзможността сигналите на ГЛОНАСС (1,2 и 1,6 GHz) да проникнат под водата и да бъдат приети от подводни обекти. Това обстоятелство неутрализира всички положителни свойства на ГЛОНАСС от гледна точка на подводния потребител и налага използването на други технологии за получаване на управляваща, навигационна и комуникационна информация с определена точност, по всяко време, глобално, на дадена дълбочина.

Както показват резултатите от фундаментални и приложни изследвания, потвърдени от пълно мащабни експерименти в различни условия, проблемът може да бъде решен чрез разработване и създаване на лазерна космическа навигационна и комуникационна система. Към днешна дата съществуващата научна и практическа база ни позволява да пристъпим към развойна работа за създаване на такава система. НИР „Предизвикателство – Перспектива-12“ формулира изискванията и техническото задание за ОКР „Фотон-K“ за разработване на обещаваща квантово-оптична система за безпроблемна навигация с GLONASS под вода с експлоатационни характеристики:
– точност на местоположението до 1 m;
– дълбочината на приемане на сателитни навигационни и комуникационни сигнали на подводни обекти е до 300 m.
Четвъртият проблем е следният. Разработването на единна система за глобална координатно информационно осигуряване, чийто ключов елемент е системата GLONASS, е невъзможно без разработването на подходяща система за геодезическо осигуряване, която предоставя първоначална геодезическа информация и е фундаментална основа на КИО. От своя страна необходимостта от създаване на обещаваща система за геодезическа поддръжка на ново ниво се определя от два основни фактора.
На първо място, това е необходимостта от развитие в Руската федерация на вътрешна космическа геодезия и нейните съвременни методи за изследване на Земята (прецизни между сателитни измервания, сателитна градиометрия, алтиметрия и др.) на световно ниво. В противен случай Руската федерация безнадеждно ще изостане от световната наука и практика в областта на фундаменталното геодезическо осигуряване:
– Геометрия и кинематика на земната повърхност;
– ориентация и въртене на Земята;
– Земното гравитационно поле (ГПЗ) и неговата променливост.
Вторият ключов фактор е предоставянето на усъвършенствани изисквания на КИО потребителите с високо прецизна (сантиметрово и милиметрово ниво) информация. Изискванията за точност на KИO се определят от необходимостта да се подходи към решаването на такива проблеми на ново ниво:
– фундаментални научни изследвания в областта на геодинамиката, океанографията, фундаменталната астрономия;
– КИО на различни видове космически потребители, включително: космически апарати (КА) за дистанционно наблюдение на Земята и КА за решаване на фундаментални научни проблеми.

Тези задачи имат пряко въздействие върху повечето области на отбраната, индустрията и икономиката.