Первый искусственный спутник Земли, запущенный Советским Союзом 4 октября 1957 года, положил начало бурному освоению космического пространства, разработке спутниковых систем различного назначения. Наблюдения на наземной стации с точно известными координатами за изменением частоты принимаемого сигнала в целях определения параметров орбиты Первого ИСЗ поставили вопрос и о возможности решения обратной задачи – определения положения наземного приемника по сигналам спутника, параметры орбиты которого известны. И уже через нескольго лет появились первые навигационные спутниковые системы TRANSIT и ЦИКАДА.
Потребовалось еще тридцать лет, чтобы развите науки и технологий позволило создать новые более совершенные спутниковые навигационные системы GPS и ГЛОНАСС. Уже сменилось несколько поколений спутников этих систем, каждое из которых улучшало потребительские характеристики. И если на первом этапе обе системы имели закрытое военное назначение, то затем часть их сигналов стала доступна и гражданским пользователям, что и привело к широчайшему применению спутниковой навигации в повседневной деятельности человечества.
В настоящее время спектр навигационных приемников необычайно широк: от профессиональных специализированных, стоимостью в несколько десятков тысяч долларов США, до миниатюрных обывательских, стоимостью около 30 долларов. Написано огромное количество книг и статей об этих системах, в которых в подавляющем большинстве утверждается, что принципы построения этих систем одинаковы. Это так и не так. Да, одинаковы принципы построения орбитальных группировок, набора информационных параметров, передаваемых в навигационном сообщении, но принципиально отличаются способы формирования сигналов спутников и разделения их на приемной стороне. Это отличие и является одним из факторов, определяющим подавляющее преимущество в количестве приемников GPS над количеством приемников ГЛОНАСС. Если в ГЛОНАСС применен принцип частотного разделения сигналов, что, несомненно, более правильно для помехоустойчивости военной системы, то в GPS применен принцип кодового разделения, что позволяет сделать аппаратуру потребителя значительно более простой и главное дешевой. Сегодня при прочих равных условиях приемники GPS превосходят приемники ГЛОНАСС по всем показателям: в несколько раз меньше по объему и весу, потребляют на порядок меньше энергии и стоят почти в десять раз дешевле. Практически все приемники ГЛОНАСС являются совмещенными – работающими по сигналам обеих спутниковых систем. Это связано с тем, что был период, когда система ГЛОНАСС практически перестала работать.
Последние годы наблюдается быстрое возрождение системы – значительно увеличено количество рабочих спутников нового поколения в группировке и в этом году система будет полностью восстановлена. Сейчас количество спутников практически полностью обеспечивает возможность навигации на широтах, в пределах которых лежит наша страна, а восстановление группировки снова придаст ей глобальный характер. Все выше изложенное не означает, что «GPS лучше ГЛОНАСС». В процессе эксплуатации GPS тоже выявилось много проблем, которые не решены до сих пор, а ее применение на театрах военных действий в условиях противодействия вообще ставят под сомнение ее эффективность. Кроме того, специализированные навигационные приемники зарубежного производства (например, геодезические) тоже всегда делались совмещенными, так как получение требуемых точностей местоопределения при работе по сигналам только GPS не возможно.
Недостатки GPS учтены при разработке европейской системы GALILEO. Для отработки элементов системы запущены два технологических ИСЗ. Планируется в этом году произвести два запуска по два технологических аппарата в каждом, после чего перейти к полномасштабному развертыванию системы.
В Китае уже несколько лет работает региональная навигационная система BEIDOU, использующая геостационарные ИСЗ. В ближайшее время начинается развертывание глобальной навигационной системы BEIDOU 2 (COMPASS) на средневысотных ИСЗ.
Всех, кого интересует как работают навигационные спутниковые системы мы отсылаем к замечательной книге
ГЛОНАСС: принципы построения и функционирования / Под ред. А. И. Перова, В. Н. Харисова.