История ракетно-ядерной гонки США и СССР

Каждый навигационный спутник имеет систему точного времени на основе стандартов частоты, – тем не менее, и эту систему периодически подстраивают с наземных станций системы. Стандарты частоты представляют собой точные квантовые приборы, которые вырабатывают высокостабильные сигналы высокой частоты на основе излучений определённым образом возбуждённых атомов отдельных элементов: цезия, рубидия, водорода. При переходе с одного энергетического уровня на другой электроны испускают кванты света, имеющие ярко выраженный максимум на определённой частоте. Этот сигнал улавливается чувствительным детектором (ионизатором, фотоэлементом), который преобразует сигнал в электрический сигнал определённой частоты. Этот сигнал преобразуется в целый ряд высоко стабильных сигналов различных частот, которые после усиления используются различными системами, как опорные сигналы для работы временных систем и как синхронизирующие сигналы для всех систем космического аппарата. Фактически это – «сердце» электронных систем, работа которых осуществляется в тактах, задаваемых высокостабильными сигналами точного времени. Стандарты частоты бывают активного типа, когда основную частоту снимают непосредственно с квантового источника, и пассивного типа, когда сигнал квантового источника используется для управления работой генератора (обычно кварцевого) для генерации сигнала нужной частоты. При этом генератор подстраивается под нужную частоту по сигналу обратной связи с источником.

Современные системы спутниковой навигации работают не только по сигналам навигационных спутников. Они по своим каналам обрабатывают и сигналы наземных станций, и сигналы от специальных опорных (реперных) навигационных точек на местности, координаты которых известны с большой точностью. Работа в специальных дифференциальных режимах позволяет современным навигационным приёмникам определять координаты с точностью до нескольких мм. Благодаря этому современные топографические и геодезические расчёты и измерения производятся спутниковыми приборами с очень высокой точностью, – для создания карт, для точных привязок на местности при проектировании и строительстве зданий и предприятий, прокладке дорог и мостов, трубопроводов, линий ЛЭП, и т. п.

Современные приёмники ГЛОНАСС – GPS позволяют при наличии специального набора антенн определять и пространственную ориентацию объектов для целей управления ими (например, ориентацию спутников, самолётов, ракет). Они также позволяют обрабатывать сигналы от европейской и китайской спутниковых навигационных систем (которые ещё находятся в стадии формирования полных спутниковых группировок). Наиболее мощные ГЛОНАСС-GPS приёмники делают многоканальными для приёма и обработки сигналов от десятков спутников и реперных точек, а также для приёма сигналов фазовых (локальных) систем навигации. Конечно, для работы приёмников требуются небольшие специальные антенны и источники питания (обычно, бортовые, или на батареях). Ещё в 80-е годы прошлого века аппаратура спутниковой навигации для самолётов и кораблей весила несколько десятков килограммов. Сейчас платы мощных навигационных приёмников весят несколько десятков граммов, а простые приёмники на микросхемах уже легко умещаются в наручных часах, смартфонах и навигаторах. Эти приёмники дают хорошую точность определения для массовых потребителей. Производятся навигационные приборы для геологов, туристов, охотников со встроенными картами местности. Они позволяют легко ориентироваться на местности и существенно увеличивают безопасность путешествий и изысканий в отдалённых районах.

Когда в 1994 году американцы начали операцию «Буря в пустыне», они первым делом подавили активными помехами наземные навигационные станции Ирака. И в результате первого ракетно-бомбового удара вывели из строя две из четырёх станций. В результате вся авиация Ирака без навигационного обеспечения оказалась просто небоеспособной. Гражданские каналы своей спутниковой системы GPS американцы отключили, оставив для собственных нужд только военный канал с секретными кодами. И после этого военные самолёты США стали в Ираке «ходить по головам», делая всё, что хотели. Они разрушили военную инфраструктуру, подавили волю к сопротивлению своими безнаказанными ударами. Они ослабили армию Ирака так, что она не смогла выдержать мощный удар наземных войск американской «коалиции», которая захватила Кувейт очень быстро. Такова современная война и её обеспечение средствами навигации и связи. На этом «примере» во многих крупных странах поняли, что без своей глобальной навигационной системы они не смогут построить современную оборону. И такие глобальные навигационные спутниковые системы стали создавать в Европе, в Китае и Индии.