Система дополненной навигации GEO с использованием GPS ( GAGAN ) представляет собой реализацию региональной спутниковой системы дополненной навигации (SBAS) правительством Индии . [2] Это система для повышения точности приемника GNSS путем предоставления опорных сигналов. [3] Усилия Управления аэропортов Индии (AAI) по внедрению оперативной SBAS можно рассматривать как первый шаг к внедрению современной системы связи, навигации и наблюдения / управления воздушным движением в индийском воздушном пространстве . [4]
В рамках проекта было создано 15 индийских опорных станций (INRES), 2 индийских главных центра управления (INMCC) и 3 индийских наземных станции восходящей связи (INLUS), а также установлено все сопутствующее программное обеспечение и каналы связи. [5] Это поможет пилотам ориентироваться в индийском воздушном пространстве с точностью до 3 м (9,8 фута) и будет полезно для посадки самолетов в условиях неблагоприятных погодных условий и сложных подходов, таких как аэропорты Mangalore International и Kushok Bakula Rimpochee . [6]
Проект стоимостью ₹ 774 крор (US$93 млн) был развернут в три этапа до 2008 года Управлением аэропортов Индии с помощью технологий и космической поддержки Индийской организации космических исследований (ISRO). [7] Цель состоит в том, чтобы предоставить навигационную систему для всех этапов полета над индийским воздушным пространством и в прилегающей зоне. Она применима к операциям безопасности для жизни и соответствует эксплуатационным требованиям международных регулирующих органов гражданской авиации. [8]
Космический компонент стал доступен после запуска полезной нагрузки GAGAN на спутнике связи GSAT-8 , который был успешно запущен. Эта полезная нагрузка также была частью спутника GSAT-4 , который был потерян, когда геосинхронная спутниковая ракета-носитель (GSLV) вышла из строя во время запуска в апреле 2010 года. Окончательное приемочное испытание системы было проведено в июне 2012 года, за которым последовала сертификация системы в июле 2013 года. [7]
Все самолеты, зарегистрированные в Индии после 1 июля 2021 года, должны быть оснащены оборудованием GAGAN. [9] Первым самолетом, приземлившимся с использованием системы GAGAN, был самолет ATR-72 компании IndiGo . Посадка была осуществлена 29 апреля 2022 года в аэропорту Кишангарх , Раджастхан . [10]
В 2024 году в отчетах говорилось, что все новые самолеты, заказанные Air India и IndiGo, будут оснащены системами GAGAN, в то время как многие турбовинтовые самолеты в Индии, такие как ATR-72 и De Havilland Canada Dash 8. Системы GAGAN будут в первую очередь использоваться в небольших аэропортах, где отсутствует система посадки по приборам (ILS), тогда как более крупные аэропорты с ILS сохранят ее в качестве резервного варианта на случай отсутствия такой инфраструктуры. [11]
Первой фазой системы была GAGAN-TDS (Система демонстрации технологий). TDS была успешно завершена в 2007 году путем установки восьми индийских опорных станций (INRES) в восьми индийских аэропортах и подключения к Главному центру управления (MCC), расположенному недалеко от Бангалора . Предварительные приемочные испытания системы были успешно завершены в декабре 2010 года. [7] Наземный сегмент для GAGAN, который был установлен Raytheon, имеет пятнадцать опорных станций, разбросанных по всей стране. Два центра управления полетами вместе с соответствующими станциями восходящей связи были созданы в Кундалахалли в Бангалоре. Еще один центр управления и станция восходящей связи должны были быть созданы в Бангалоре и Дели. В рамках программы в различных местах Индии была установлена сеть из восемнадцати станций мониторинга полного электронного содержания (TEC) для изучения и анализа поведения ионосферы над индийским регионом. FSAT (окончательное системное приемочное испытание) для GAGAN-TDS было завершено 14-15 августа 2007 года с использованием сигнала в космосе (SIS) от INMARSAT-4 F1 . [12]
Сигнал TDS GAGAN в космосе обеспечивает точность 3 м (9,8 фута) по сравнению с требуемыми 7,6 м (25 футов). Летная проверка сигнала GAGAN проводится в аэропортах Calicut International , Rajiv Gandhi International , Dr. Babasaheb Ambedkar International и Kempegowda International , и результаты пока удовлетворительные. [ когда? ]
Одним из важнейших компонентов проекта GAGAN является изучение поведения ионосферы над индийским регионом. Это было специально предпринято в связи с неопределенным характером поведения ионосферы в регионе. Содержание ионов в воздушном пространстве увеличивается с ростом солнечной активности и достигает пика около 14:00 по IST . Исследование приведет к оптимизации алгоритмов для ионосферных коррекций в регионе. [13]
Для более эффективного изучения поведения ионосферы во всем воздушном пространстве Индии индийские университеты и научно-исследовательские лаборатории, которые участвуют в разработке региональной ионотропной модели для GAGAN, предложили еще девять станций TEC. [4]
Однако, согласно отчету, проблемы, возникающие из-за этого, могут быть устранены с помощью «подхода GAGAN с двумя частотами и несколькими созвездиями (DFMC)» [13] .
Для начала внедрения спутниковой системы дополнения в воздушном пространстве Индии, коды Wide Area Augmentation System (WAAS) для частоты L1 и частоты L5 были получены от ВВС США и Министерства обороны США в ноябре 2001 года и марте 2005 года. [4] Подрядчик по обороне США Raytheon принял участие в проекте по созданию требуемых систем. Система будет использовать: [6]
В настоящее время действуют два спутника, за исключением одного резервного [8] [14].
GAGAN в настоящее время находится в стадии эксплуатации и совместима с другими системами SBAS, такими как Wide Area Augmentation System (WAAS), European Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS) и MTSAT Satellite Augmentation System (MSAS), и будет обеспечивать бесперебойное обслуживание аэронавигации через региональные границы. [15] В то время как наземный сегмент состоит из пятнадцати опорных станций и главного центра управления, который будет иметь такие подсистемы, как сеть передачи данных, система коррекции и проверки SBAS , система эксплуатации и обслуживания, дисплей мониторинга производительности и имитатор полезной нагрузки, индийские наземные станции восходящей связи будут иметь сборку параболической антенны. Космический сегмент будет состоять из одного геонавигационного транспондера.
Система управления полетом на базе GAGAN сможет сэкономить время и деньги операторов, контролируя набор высоты, снижение и профили производительности двигателя. Использование предпочтительных для оператора траекторий увеличится, что приведет к повышению эффективности и гибкости FMS. Это улучшит доступ к аэропортам и воздушному пространству в любых погодных условиях и повысит соответствие экологическим требованиям и требованиям по пролету препятствий. Устанавливая более точные процедуры в зоне терминала с параллельными маршрутами и экологически оптимизированными коридорами воздушного пространства, это также повысит надежность и сократит задержки. [ необходима цитата ]
Первый передатчик GAGAN был интегрирован в геостационарный спутник GSAT-4 и должен был быть введен в эксплуатацию в 2008 году. [16] [17] После ряда задержек GSAT-4 был запущен 15 апреля 2010 года, однако он не смог выйти на орбиту из-за неисправности третьей ступени ракеты-носителя геостационарных спутников Mk.II, на которой он находился. [18]
В 2009 году Raytheon выиграла контракт на 82 миллиона долларов. Он был в основном посвящен модернизации индийской системы воздушной навигации. [19] Вице-президент по системам управления и контроля Raytheon Network Centric Systems Энди Зогг прокомментировал:
GAGAN станет самой передовой в мире системой аэронавигации и еще больше укрепит лидерство Индии на переднем крае аэронавигации. GAGAN значительно повысит безопасность, уменьшит заторы и улучшит связь для удовлетворения растущих потребностей Индии в управлении воздушным движением [19]
В 2012 году Организация оборонных исследований и разработок (DRDO) получила «миниатюрную версию» устройства со всеми функциями глобальных систем позиционирования (GPS) и глобальных навигационных спутниковых систем (GNSS). Модуль весом всего 17 г (0,60 унции) может использоваться на различных платформах, от самолетов (например, крылатых или винтокрылых) до небольших лодок, кораблей. Как сообщается, он также может помогать в «геодезических приложениях». Это экономичное устройство, которое может иметь «огромное» гражданское применение. Навигационный вывод состоит из данных о местоположении, скорости и времени GPS, ГЛОНАСС и GPS+ГЛОНАСС. Согласно заявлению, опубликованному DRDO, G3oM — это приемник новейших технологий, объединяющий индийскую систему GAGAN, а также глобальную систему позиционирования и системы ГЛОНАСС. [20]
Согласно Деканской хронике:
Г. Сатиш Редди , заместитель директора городского исследовательского центра Imarat , сказал, что продукт обеспечивает качественный скачок в области технологий GNSS и прокладывает путь для сверхминиатюрных систем GNSS в будущем. [20]
30 декабря 2012 года Главное управление гражданской авиации (DGCA) Индии предварительно сертифицировало систему навигации GPS-Aided Geo-Augmented Navigation (GAGAN) до уровня обслуживания RNP0.1 (требуемые навигационные характеристики, 0,1 морской мили [0,19 км; 0,12 мили]). Сертификация позволила самолетам, оснащенным оборудованием SBAS, использовать сигнал GAGAN в космосе для навигационных целей. [21]
Правительство Индии заявило, что намерено использовать опыт создания системы GAGAN для создания автономной региональной навигационной системы под названием Indian Regional Navigation Satellite System ( IRNSS ) , которая в оперативном плане известна как NavIC ( аббревиатура от Navigation with Indian Constellation ) [ 22] .
IRNSS-1 Индийская региональная навигационная спутниковая система (IRNSS)-1, первый из семи спутников созвездия Индийской региональной навигационной спутниковой системы , несет навигационную полезную нагрузку и дальномерный транспондер C-диапазона. Космический аппарат использует оптимизированную структуру I-1K с мощностью около 1660 Вт и стартовой массой 1425 кг (3142 фунта) и рассчитан на номинальный срок службы 10 лет. Первый спутник созвездия IRNSS был запущен на борту Polar Satellite Launch Vehicle (PSLV) (C22) 1 июля 2012 года. Хотя планировалось, что полная созвездие будет реализовано в течение 2014 года, запуск последующих спутников был отложен. [ необходима цитата ]
В настоящее время все семь спутников находятся на орбите, но в 2017 году было объявлено, что все три атомных часа на основе рубидия на борту IRNSS-1A вышли из строя, что отражает аналогичные сбои в созвездии Galileo . Первый сбой произошел в июле 2016 года, после чего вышли из строя еще двое часов. Это сделало спутник несколько избыточным и потребовало замены. Хотя спутник по-прежнему выполняет другие функции, данные являются грубыми и, следовательно, не могут быть использованы для точных измерений. ISRO планирует заменить его на IRNSS-1H в июле или августе 2017 года.
Еще двое часов в навигационной системе начали подавать признаки неисправности, в результате чего общее число неисправных часов достигло пяти.
В качестве меры предосторожности для продления срока службы навигационного спутника ISRO использует только одни атомные часы на рубидии вместо двух на оставшихся шести спутниках. Каждый спутник имеет по три часа, таким образом, всего 27 часов для всех спутников в системе (включая резервные спутники). Часы для IRNSS и GALILEO были поставлены SpectraTime. ISRO заменила атомные часы на двух резервных спутниках NavIC. Неудача произошла в то время, когда IRNSS еще не начал коммерческую эксплуатацию.
Департамент лесного хозяйства Карнатаки использовал GAGAN для создания новой, точной и общедоступной спутниковой базы данных своих лесных угодий. Это является продолжением директивы Верховного суда штатам обновить и разместить свои соответствующие карты лесов. Пилотная геопространственная база данных лесных угодий использовала данные со спутника Cartosat-2 . Карты призваны избавить власти от двусмысленностей, связанных с границами лесов, и дать ясность администраторам лесов, должностным лицам по доходам, а также общественности, по словам Р. К. Шриваставы, главного хранителя лесов (штаб-квартира). [23]
Индийский национальный центр океанических информационных служб (INCOIS) совместно с AAI запустили новую спутниковую систему GEMINI (Gagan Enabled Mariner's Instrument for Navigation and Information), которая будет предупреждать глубоководных рыбаков о предстоящих катастрофах. Приложение GEMINI на мобильном телефоне декодирует сигналы с устройства GEMINI и предупреждает пользователя о надвигающихся угрозах, таких как циклоны, высокие волны, сильные ветры, а также о PFZ и поисково-спасательной операции.
Различные ракеты индийского производства, включая BrahMos, будут использовать GAGAN для наведения. [24]