Rozšířená GPS navigace s podporou GEO - GPS-aided GEO augmented navigation

Rozšířený navigační systém GEO
Typ Regionální satelitní rozšiřující systém
Vývojáři Indická organizace pro vesmírný výzkum ,
Raytheon ,
správa letišť v Indii
Přesnost 1,5 metru ve vodorovném směru,
2,5 metru ve svislém směru
Spuštěno 2001
Orbitální poloměr 26 600 km (přibližně)
Maximální provozní životnost 15 let
Plně funkční do 2013–14
Náklady na projekt 774 milionů rupií (110 milionů USD)

GPS-Aided GEO rozšířená navigace ( Gagan ) je implementace regionální rozšiřující družicový systém (SBAS) podle indické vlády . Jedná se o systém pro zlepšení přesnosti přijímače GNSS poskytováním referenčních signálů. V AAI ‚s úsilí o realizaci operačního SBAS může být považována za první krok k zavedení moderních komunikačních technologií, navigace a dohledu / řízení letového provozu systému přes indický vzdušný prostor.

V rámci projektu bylo založeno 15 indických referenčních stanic, 3 indické navigační pozemní uplinkové stanice, 3 indická střediska řízení misí a instalace veškerého souvisejícího softwaru a komunikačních spojení. Bude schopen pomoci pilotům navigovat ve vzdušném prostoru Indie s přesností 3 m. To bude užitečné pro přistání letadel za okrajového počasí a obtížných přístupů, jako jsou letiště Mangalore a Leh .

Implementace

Projekt 7,74 miliardy (109 milionů USD) byl vytvořen ve třech fázích do roku 2008 letištním úřadem Indie za pomoci technologie a vesmírné podpory Indické organizace pro výzkum vesmíru (ISRO). Cílem je poskytnout navigační systém pro všechny fáze letu nad indickým vzdušným prostorem a v přilehlé oblasti. Je použitelný na provozy zajišťující bezpečnost života a splňuje výkonnostní požadavky mezinárodních regulačních orgánů civilního letectví.

Kosmická složka byla k dispozici po spuštění užitečného zatížení GAGAN na komunikační družici GSAT-8, která byla úspěšně vypuštěna. Toto užitečné zatížení bylo také součástí satelitu GSAT-4, který byl ztracen, když během startu v dubnu 2010 selhalo geosynchronní vypouštěcí družice satelitu (GSLV). V červnu 2012 proběhla závěrečná přejímací zkouška systému, po níž v červenci 2013 proběhla certifikace systému.

Technologie

Aby bylo možné zahájit implementaci satelitního rozšiřujícího systému nad indickým vzdušným prostorem, byly od listopadu 2001 a března 2005 od letectva Spojených států a amerického ministerstva obrany získány kódy WAAS ( Wide Area Augmentation System ) pro frekvenci L1 a frekvenci L5 . bude používat osm referenčních stanic umístěných v Dillí , Guwahati , Kalkatě , Ahmedabadu , Thiruvananthapuram , Bengaluru , Džammú a Port Blair a hlavní řídící centrum v Bengaluru . Americký dodavatel obrany Raytheon uvedl, že bude usilovat o vybudování systému.

Demonstrace technologie

Vnitrostátní plán pro satelitní navigaci, včetně zavedení technologického demonstračního systému (TDS) nad indickým vzdušným prostorem jako důkaz koncepce, byl připraven společně letištní správou Indie (AAI) a ISRO. TDS byla úspěšně dokončena v průběhu roku 2007 instalací osmi indických referenčních stanic (INRES) na osm indických letišť a napojena na hlavní kontrolní středisko (MCC) poblíž Bengaluru. Předběžné testovací přejímky systému byly úspěšně dokončeny v prosinci 2010. Pozemní segment společnosti GAGAN, který byl postaven společností Raytheon, má 15 referenčních stanic rozptýlených po celé zemi. V Kundalahalli v Bengaluru byla zřízena dvě řídící centra mise spolu s přidruženými uplinkovými stanicemi . V Dillí přijde ještě jedno řídící centrum a uplinková stanice. V rámci programu byla na různých místech v Indii instalována síť 18 monitorovacích stanic s celkovým obsahem elektronů (TEC), aby studovaly a analyzovaly chování ionosféry v indickém regionu.

Signál TDS společnosti GAGAN ve vesmíru poskytuje přesnost tři metry oproti požadavku 7,6 metrů. Na letištích Kozhikode , Hyderabad , Nagpur a Bengaluru se provádí letová kontrola signálu GAGAN a výsledky jsou zatím uspokojivé.

Studium ionosféry

Jednou ze základních součástí projektu GAGAN je studium ionosférického chování nad indickým regionem. Toto bylo speciálně přijato s ohledem na nejistou povahu chování ionosféry v této oblasti. Studie povede k optimalizaci algoritmů pro ionosférické korekce v oblasti.

Pro efektivnější studium ionosférického chování v celém indickém vzdušném prostoru navrhly indické univerzity a laboratoře výzkumu a vývoje, které se podílejí na vývoji regionálního ionotropního modelu pro GAGAN, dalších devět stanic TEC.

Integrace technologií

GAGAN je nyní v provozní fázi a je kompatibilní s dalšími systémy SBAS, jako je systém rozšířeného širokopásmového rozšíření (WAAS), Evropská geostacionární navigační překryvná služba (EGNOS) a Multifunkční systém satelitního rozšiřování (MSAS), a zajistí bezproblémový vzduch navigační služba přes regionální hranice. Zatímco pozemní segment se skládá z osmi referenčních stanic a hlavního řídícího centra, které bude mít subsystémy, jako je datová komunikační síť, systém korekce a ověřování SBAS, systém provozu a údržby, displej pro sledování výkonu a simulátor užitečného zatížení, indické pozemní odchozí stanice budou mít sestava antény paraboly. Vesmírný segment bude sestávat z jednoho geo-navigačního transpondéru.

Efektivní systém řízení letu

Poté bude připraven systém řízení letu založený na GAGAN, který operátorům ušetří čas a peníze díky správě profilů stoupání, klesání a výkonu motoru. FMS zlepší efektivitu a flexibilitu zvýšením využívání trajektorií preferovaných operátorem. Zlepší přístup na letiště a do vzdušného prostoru za všech povětrnostních podmínek a schopnost splnit omezení v oblasti životního prostředí a odstraňování překážek. Rovněž posílí spolehlivost a omezí zpoždění definováním přesnějších postupů terminálových oblastí, které obsahují paralelní trasy a koridory vzdušného prostoru optimalizované pro životní prostředí.

  • GAGAN zvýší bezpečnost pomocí operace trojrozměrného přiblížení s naváděním kurzu na dráhu, což sníží riziko řízeného letu do terénu, tj. Nehody, při níž letuschopné letadlo pod kontrolou pilota neúmyslně letí do terénu, překážka, nebo voda.
  • GAGAN také nabídne vysokou přesnost polohy v široké geografické oblasti, jako je indický vzdušný prostor. Přesnosti těchto pozic budou současně k dispozici 80 civilním a více než 200 necivilním letištím a letištím a usnadní plánovaný nárůst počtu letišť na 500. Tyto přesnosti polohy lze dále vylepšit pomocí pozemního augmentačního systému.

Vývoj

První vysílač GAGAN byl integrován do geostacionárního satelitu GSAT -4 a jeho cílem bylo zprovoznění v roce 2008. Po řadě zpoždění byl GSAT-4 vypuštěn 15. dubna 2010, ale po třetí etapě se mu nepodařilo dosáhnout oběžné dráhy. z geostacionární družice Launch Vehicle Mk.II, který nesl to selhala.

V roce 2009 společnost Raytheon získala kontrakt za 82 milionů dolarů. Byla věnována hlavně modernizaci indického letového navigačního systému. Viceprezident systémů velení a řízení Raytheon Network Centric Systems, Andy Zogg, uvedl:

GAGAN bude nejpokročilejším leteckým navigačním systémem na světě a dále posiluje vedoucí postavení Indie v čele letecké navigace. GAGAN výrazně zlepší bezpečnost, sníží přetížení a zlepší komunikaci, aby uspokojil rostoucí potřeby Indie v oblasti řízení letového provozu

V roce 2012 obdržela organizace pro obranný výzkum a vývoj „miniaturizovanou verzi“ zařízení se všemi funkcemi globálních pozičních systémů (GPS) a globálních navigačních satelitních systémů (GNSS). Modul o hmotnosti pouhých 17 g lze použít na různých platformách od letadel (např. Okřídlených nebo rotorových) po malé čluny a lodě. Údajně může také pomáhat „aplikacím průzkumu“. Jedná se o nákladově efektivní zařízení a může mít „ohromné“ civilní použití. Výstup navigace se skládá z údajů o poloze, rychlosti a čase GPS, GLONASS a GPS + GLONASS. Podle prohlášení vydaného DRDO je G3oM nejmodernějším technologickým přijímačem, který integruje indický GAGAN, globální systém určování polohy a systémy GLONASS.

Podle Deccan kroniky:

G. Satheesh Reddy , zástupce ředitele městského výzkumného střediska Imarat, uvedl, že produkt přináší velký skok v oblasti technologie GNSS a připravil cestu pro vysoce miniaturizované systémy GNSS pro budoucnost.

Dne 30. prosince 2012 indické generální ředitelství pro civilní letectví (DGCA) prozatímně certifikovalo systém GPS s podporou geo-rozšířené navigace (GAGAN) na úroveň služby RNP0.1 (požadovaný výkon navigace, 0,1 námořní míle). Certifikace umožnila letadlům vybaveným zařízením SBAS využívat signál GAGAN ve vesmíru pro navigační účely.

Satelity

GSAT-8 je indický geostacionární satelit, který byl úspěšně vypuštěn pomocí Ariane 5 dne 21. května 2011 a je umístěn na geosynchronní oběžné dráze na 55 ° východní délky.

GSAT-10 by měl zvýšit rostoucí potřebu transpondérů v Ku a C pásmu a nese 12 Ku Band, 12 C Band a 12 Extended C Band transpondérů a užitečné zatížení GAGAN. Kosmická loď využívá standardní konstrukci I-3K s výkonem kolem 6 kW a vzletovou hmotností 3 400 kg. GSAT-10 byl úspěšně spuštěn Ariane 5 dne 29. září 2012.

GSAT-15 nese 24 transpondérů pásma Ku s paprskem pokrytí Indií a užitečným zatížením GAGAN. byl úspěšně spuštěn 10. listopadu 2015, 21:34:07 UTC, čímž byla dokončena konstelace.

Indický regionální navigační satelitní systém (NAVIC)

Indická vláda uvedla, že má v úmyslu využít zkušeností z vytváření Gagan systém, který umožní vytvoření autonomní regionální navigační systém se nazývá I ndian R egional N avigation S atellite S ystem IRNSS , provozně známý jako NavIC (zkratka pro Nav igation s I ndian C onstellation).

IRNSS-1 Indický regionální navigační satelitní systém (IRNSS) -1, první ze sedmi satelitů konstelace IRNSS , nese užitečné zatížení navigace a odpovídač v dosahu C pásma. Kosmická loď využívá optimalizovanou strukturu I-1K s výkonem kolem 1660 W a zvedací hmotností 1425 kg a je navržena pro nominální životnost mise 10 let. První satelit konstelace IRNSS byl vypuštěn na palubu PSLV (C22) 1. července 2012. Zatímco úplná konstelace byla plánována v průběhu časového rámce roku 2014, vypuštění dalších satelitů se zpozdilo.

V současné době je na oběžné dráze všech 7 satelitů, ale v roce 2017 bylo oznámeno, že  selhaly všechny tři  atomové hodiny rubidia    na palubě  IRNSS-1A , což odráží podobné selhání v  souhvězdí Galileo . K prvnímu selhání došlo v červenci 2016, poté selhaly také další dva hodiny. To způsobilo, že satelit byl poněkud nadbytečný a vyžadoval výměnu. Přestože satelit stále vykonává další funkce, data jsou hrubá a nelze je tedy použít pro přesná měření. ISRO ji plánuje nahradit IRNSS-1H v červenci nebo srpnu 2017.

Další dva hodiny v navigačním systému začaly vykazovat známky abnormality, čímž se celkový počet neúspěšných hodin zvýšil na pět.

Jako opatření k prodloužení provozní životnosti navigačního satelitu provozuje ISRO na zbývajících šesti satelitech pouze jeden atomový čas rubidia místo dvou. Každý satelit má tři hodiny, tedy celkem 27 hodin pro všechny satelity v systému (včetně pohotovostních satelitů). Hodiny IRNSS i GALILEO dodala společnost SpectraTime. ISRO nahradil atomové hodiny ve dvou pohotovostních satelitech NavIC. Ztráta přichází v době, kdy IRNSS teprve zahájí komerční provoz.

Aplikace

Lesní oddělení Karnataka použilo GAGAN k vybudování nové, přesné a veřejně dostupné satelitní databáze svých lesů. Toto navazuje na směrnici Nejvyššího soudu, aby státy aktualizovaly a připravily příslušné lesní mapy. Geoprostorová databáze pilotních lesů použila data ze satelitu Cartosat-2. Podle RK Srivastavy, hlavního správce lesů (ústředí), mají mapy zbavit úřady nejasností souvisejících s hranicemi lesů a objasnit je správcům lesů, finančním úředníkům i veřejnosti.

Indické národní středisko pro oceánské informační služby (INCOIS) spolu s AAI spustilo nový satelitní systém GEMINI (Gagan Enabled Mariner's Instrument for Navigation and Information), který upozorní hlubinné rybáře na blížící se katastrofy. Aplikace GEMINI na mobilním telefonu dekóduje signály ze zařízení GEMINI a upozorní uživatele na bezprostřední hrozby, jako jsou cyklóny, vysoké vlny, silný vítr spolu s PFZ a pátrací a záchrannou misí.

Různé indické vyráběné rakety včetně na brahmos využije Gagan orientační.

Viz také

Reference

Další čtení

externí odkazy