sibsutisВестник СибГУТИThe Herald of the Siberian State University of Telecommunications and Information Science1998-6920СибГУТИ10.55648/1998-6920-2025-19-3-38-51sibsutis-969Research ArticleСтатьиИсследование низкоорбитального дополнения на высоте 2000 км для системы глонасс с возможностью полного покрытия земли при различных вариантах ширины диаграммы направленности антенн космического аппаратаStudy of low-orbital augmentation at 2000 km for the GLONASS system with full Earth coverage capability with various antenna bandwidth variants of the spacecraftshttps://orcid.org/0009-0005-4695-3979ПлыкинКонстантин РуслановичPlykinKonstantin Ruslanovich

аспирант кафедры Радиотехника института инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет».

Инженер-конструктор 3 категории АО «Научно-производственное предприятие «Радиосвязь» (АО «НПП «Радиосвязь»

kplykin@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-7895-9639ВалихановМарат МузагитовичValikhanovMarat Muzagitovich

канд. техн. наук, доцент кафедры Радиотехника института инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Radio Engineering of the Institute of Engineering Physics and Radioelectronics of the Siberian Federal University

mvalikhanov@sfu-kas.ruhttps://orcid.org/0000-0003-1299-7453ВерещагинАнтон НиколаевичVereshchaginAnton Nikolaevich

старший преподаватель кафедры Радиотехника института инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»

Senior Lecturer, Department of Radio Engineering, Institute of Engineering Physics and Radioelectronics, Siberian Federal University

avereshagin@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0000-0002-5352-5164ПустошиловАлександр СергеевичPustoshilovAlexander Sergeevich

канд. техн. наук, доцент кафедры Радиотехника института инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»

Candidate of Technical Sciences, Associate Professor of the Department of Radio Engineering of the Institute of Engineering Physics and Radioelectronics of the Siberian Federal University

apustoshilov@sfu-kras.ruhttps://orcid.org/0009-0001-3263-3924ВолошкоЮрий БорисовичVoloshkoYuri Borisovich

ведущий инженер-конструктор АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва»

ubv@iss-reshetnev.ruhttps://orcid.org/0009-0003-7314-7679РужиловаОльга ВладимировнаRuzhilovaOlga Vladimirovna

ведущий инженер-конструктор АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва»

ruj@iss-reshetnev.ruАО «Научно-производственное предприятие «Радиосвязь»; Институт инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»РоссияJSC «Scientific production enterprise «Radiosviaz»; Institute of Engineering Physics and Radioelectronics, Siberian Federal UniversityRussian FederationИнститут инженерной физики и радиоэлектроники ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет»РоссияInstitute of Engineering Physics and Radioelectronics, Siberian Federal UniversityRussian FederationАО «Информационные спутниковые системы» имени академика М.Ф. Решетнёва»РоссияJSC Information Satellite Systems ReshetnevRussian Federation202530092025193Вестник СибГУТИ3851Copyright © Плыкин К.Р., Валиханов М.М., Верещагин А.Н., Пустошилов А.С., Волошко Ю.Б., Ружилова О.В., 20252025Плыкин К.Р., Валиханов М.М., Верещагин А.Н., Пустошилов А.С., Волошко Ю.Б., Ружилова О.В.Plykin K.R., Valikhanov M.M., Vereshchagin A.N., Pustoshilov A.S., Voloshko Y.B., Ruzhilova O.V.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://vestnik.sibsutis.ru/jour/article/view/969

У современных глобальных навигационных спутниковых систем на средневысотных и геостационарных орбитах имеются два существенных недостатка. Первый – это деградация уровня доступности (по критерию геометрического фактора по местоположению (PDOP) ≤ 6) и среднего значения геометрического фактора при увеличении угла места приема навигационных сигналов, обусловленного естественным или антропогенным рельефом местности, что приводит как к сниженью уровня точности навигационных определений, так и к полному отказу навигации. Второй – низкий уровень навигационного сигнала в зоне использования (земная поверхность и атмосфера Земли), что при значительном уровне радиопомех приводит к невозможности навигационных определений.

Modern global navigation satellite systems in medium-altitude and geostationary orbits have two significant drawbacks. The first is the degradation of the availability level (according to the criterion of the geometric factor by location (PDOP) ≤ 6) and the average value of the geometric factor with an increase in the angle of reception of navigation signals due to natural or anthropogenic terrain, which leads to both a decrease in the accuracy of navigation definitions and a complete failure of navigation. The second is the low level of the navigation signal in the zone of use (the Earth's surface and atmosphere), which, with a significant level of radio interference, leads to the impossibility of navigation definitions.

низкоорбитальное дополнениегруппировка из низколетящих космических аппаратовГЛОНАССlow-orbit augmentationgrouping of low-flying spacecraftGLONASSИсследование выполнено в рамках государственного задания ФГАОУ ВО Сибирский федеральный университет (номер FSRZ-2023-0008).ReferencesЛеонидов Н., Волошко Ю., Выгонский Ю. Перспективные направления развития орбитальной группировки ГЛОНАСС с использованием CDMA - нового типа сигнала: материалы Европейской Навигационной Конференции (ENC 2020) / Deutsche Gesellschaft für Ortung und Navigation (DGON) German Institute of Navigation. –Германия, Дрезден, 2020. – 11 с.Леонидов Н., Волошко Ю., Выгонский Ю. Перспективные направления развития орбитальной группировки ГЛОНАСС с использованием CDMA - нового типа сигнала: материалы Европейской Навигационной Конференции (ENC 2020) / Deutsche Gesellschaft für Ortung und Navigation (DGON) German Institute of Navigation. –Германия, Дрезден, 2020. – 11 с.Шилко И. И., Волошко Ю. Б., Ружилова О. В., Анисимова О. А. Анализ вариантов модернизации структуры орбитальной группировки системы ГЛОНАСС для обеспечения её конкурентоспособности // Космические аппараты и технологии. 2019. Том 3. № 1 (27). С. 5–12.Leonidov N., Voloshko Y., Vygonskiy Y. Promising directions for the development of the GLONASS orbital grouping using CDMA - a new type of signal: Proceedings of the European Navigation Conference (ENC 2020) / Deutsche Gesellschaft für Ortung und Navigation (DGON) German Institute of Navigation. - Germany, Dresden, 2020. - 11 p.Мещеряков В. М., Брагинец В. Ф., Сухой Ю. Г. Архитектура орбитальной группировки ГЛОНАСС, обеспечивающая глобальное выполнение перспективных требований по среднему значению пространственного геометрического фактора // Инженерный журнал: наука и инновации. 2018. № 10. 13 с.Shilko I. I., Voloshko Yu. B., Ruzhilova O. V., Anisimova O. A. Analysis of options for modernizing the structure of the GLONASS orbital grouping to ensure its competitiveness // Spacecraft and Technologies. 2019. Vol. 3. No. 1 (27). P. 5-12.Ступак Г. Г., Ревнивых С. Г., Игнатович Е. И., Куршин В. В., Бетанов В. В., Панов С. С., Бондарев Н. З., Чеботарев В. Е., Балашова Н. Н., Сердюков А. И., Синцова Л. Н. Выбор структуры орбитальной группировки перспективной системы ГЛОНАСС // Исследования наукограда. Космонавтика. 2013. № 3-4 (6). С. 3–11.Meshcheryakov V. M., Braginets V. F., Sukhoi Yu. G. Architecture of the GLONASS orbital grouping ensuring global fulfillment of promising requirements for the average value of the spatial geometric factor // Engineering Journal: Science and Innovations. 2018. No. 10. 13 p.Ступак Г. Г., Ревнивых С. Г., Игнатович Е. И., Куршин В. В., Бетанов В. В., Панов С. С., Бондарев Н. З., Чеботарев В. Е., Балашова Н. Н., Сердюков А. И., Синцова Л. Н. Исследование вариантов совершенствования структуры орбитальной группировки ГНСС ГЛОНАСС до 2020 года и далее с учетом доведения ее состава к 2020 году до 30 КА // Вестник СибГАУ. 2013. № 6 (52). С. 23–31.Stupak G.G., Revnivykh S.G., Ignatovich E.I., Kurshin V.V., Betanov V.V., Panov S.S., Bondarev N.Z., Chebotarev V.E., Balashova N.N., Serdyukov A.I., Sintsova L.N. Selection of the structure of the orbital grouping of the promising GLONASS system // Research of the science city. Cosmonautics. 2013.Ступак Г. Г., Куршин В. В., Бетанов В. В. Орбитальное перестроение системы ГЛОНАСС // Известия российской академии ракетных и артиллерийских наук. Исследования и разработки. 2013. Выпуск 76. С. 44–51.No. 3-4 (6). P. 3-11.Плыкин К. Р., Чурсина О. А., Валиханов М. М., Волошко Ю. Б. Исследование рабочей зоны системы ГЛОНАСС при различных вариантах построения ОГ // Решетнёвские Чтения. Материалы XXIV Международной научно-практической конференции. Красноярск, 2020. С. 227–229.Stupak G.G., Revnivykh S.G., Ignatovich E.I., Kurshin V.V., Betanov V.V., Panov S.S., Bondarev N.Z., Chebotarev V.E., Balashova N.N., Serdyukov A.I., Sintsova L.N. Study of options for improving the structure of the GLONASS GNSS orbital grouping until 2020 and beyond, taking into account bringing its composition to 30 satellites by 2020 // Bulletin of the Siberian State Agrarian University. 2013. No. 6 (52). P. 23-31.Глобальная навигационная спутниковая система ГЛОНАСС. Стандарт эксплуатационных характеристик открытого сервиса (СТЭХОС), Королёв 2019.Редакция 2.2 (6.2019)URL: https://glonass-iac.ru/upload/docs/stehos/stehos.pdf.Stupak G.G., Kurshin V.V., Betanov V.V. Orbital rebuilding of the GLONASS system // Bulletin of the Russian Academy of Rocket and Artillery Sciences. Research and Development. 2013. Issue 76. P. 44-51.АО «Информационные спутниковые системы» имени академика М. Ф. Решетнёва». Газета «Сибирский спутник». ГЛОНАСС. 2022. № 16 (554). С. 3 URL: https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2022/newspaper-554.pdf.Plykin K.R., Chursina O.A., Valikhanov M.M., Voloshko Yu.B. Study of the GLONASS system operating area with various OG design options // Reshetnev Readings. Proceedings of the XXIV International Scientific and Practical Conference. Krasnoyarsk, 2020. P. 227-229.Межотраслевой журнал навигационных технологий «Вестник ГЛОНАСС». Новость «Развитие низкоорбитального дополнения системы ГЛОНАСС обеспечит навигацию в зданиях» от 10 июля 2024 URL: http://vestnik-glonass.ru/news/tech/razvitie-nizkoorbitalnogo-dopolneniya-sistemy-glonass-obespechit-navigatsiyu-v-zdaniyakh/.GLONASS Global Navigation Satellite System. Open Service Performance Standard (STEHOS), Korolev 2019. Edition 2.2 (6.2019) URL: https://glonass-iac.ru/upload/docs/stehos/stehos.pdf.Tyler G. R. Reid, Todd Walter, Per K. Enge1, David Lawrence, H. Stewart Cobb, Greg Gutt, Michael O’Conner, David Whelan. Navigation from Low Earth Orbit // Position, Navigation, and Timing Technologies in the 21st Century: Integrated Satellite Navigation, Sensor Systems, and Civil Applications, Volume 2. 2021. P. 1359–1412.JSC Information Satellite Systems Reshetnev. Newspaper "Siberian Satellite ". GLONASS. 2022. No. 16 (554). P. 3 URL: https://www.iss-reshetnev.ru/media/newspaper/newspaper-2022/newspaper-554.pdf.Miller Noah S., Koza J. Tanner, Morgan Samuel C., Martin Scott M., Neish Andrew, Grayson Robert, Reid Tyler. SNAP: A Xona Space Systems and GPS Software-Defined Receiver, // 2023 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), Monterey. 2023. PP. 897–904.Interdisciplinary journal of navigation technologies "GLONASS Bulletin". News "Development of low-orbit augmentation of the GLONASS system will ensure navigation in buildings" dated July 10, 2024 URL: http://vestnik-glonass.ru/news/tech/razvitie-nizkoorbitalnogo-dopolneniya-sistemy-glonass-obespechit-navigatsiyu-v-zdaniyakh/.Анпилогов. В., Гриценко. А. Оптимальные низкоорбитальные группировки // Спутниковая связь и вещание. 2022. С. 44–47.Tyler G.R. Reid, Todd Walter, Per K. Enge1, David Lawrence, H. Stewart Cobb, Greg Gutt, Michael O’Conner, David Whelan. Navigation from Low Earth Orbit // Position, Navigation, and Timing Technologies in the 21st Century: Integrated Satellite Navigation, Sensor Systems, and Civil Applications, Volume 2. 2021. P. 1359 – 1412.Леонидов. Н. В. Автономные алгоритмы контроля целостности навигационного поля применительно к ГНСС ГЛОНАСС // Космические аппараты и технологии. 2021. С. 44–50. DOI 10.26732/j.st.2021.1.05.Miller, Noah S., Koza, J. Tanner, Morgan, Samuel C., Martin, Scott M., Neish, Andrew, Grayson, Robert, Reid, Tyler. SNAP: A Xona Space Systems and GPS Software-Defined Receiver, // 2023 IEEE/ION Position, Location and Navigation Symposium (PLANS), Monterey. 2023. PP. 897-904.Математический пакет «Platform in satellite scenario» программы Matlab URL: https://www.mathworks.com/help/aerotbx/ug/satellite-scenario-overview.html.Anpilogov, V., Gritsenko, A. Optimal Low-Earth Orbit Constellations. Satellite Communications and Broadcasting, 2022, Pp. 44-47.Математический пакет «satelliteScenario» программы Matlab URL: https://www.mathworks.com/help/aerotbx/ug/satellitescenario.html.Leonidov, N. V. Autonomous algorithms for monitoring the integrity of the navigation field in relation to GNSS GLONASS. Space Vehicles and Technologies. 2021. Pp. 44-50. DOI: 10.26732/j.st.2021.1.05.Леонидов Н. В., Митина М. В. Образ низкоорбитального дополнения к орбитальной группировке системы ГЛОНАСС // Измерения. Мониторинг. Управление. Контроль. 2021. № 2. С. 66–70.Mathematical package "Platform in satellite scenario" of the Matlab program URL: https://www.mathworks.com/help/aerotbx/ug/satellite-scenario-overview.html.Vallado D., Crawford P. SGP4 orbit determination // AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference and Exhibit. 2008. 6770 p.Mathematical package "satelliteScenario" of the Matlab program URL: https://www.mathworks.com/help/aerotbx/ug/satellitescenario.html.Интерфейсный контрольный документ. Общее описание системы с кодовым разделением сигналов – Введ. 2016. – Москва : Российские космические системы. 2016. 133 с.Leonidov N.V., Mitina M.V. Image of a low-orbit addition to the GLONASS orbital grouping // Measurements. Monitoring. Management. Control. 2021. No. 2. Pp. 66-70.ГОСТ Р 52928-2010. Система спутниковая навигационная глобальная. Термины и определения : нац. Стандарт российской федерации : утвержден и введен в действие приказом федерального агентства по техническому регулированию и метрологии от 9 ноября 2010 г. № 353-ст: взамен ГОСТ Р 52928-2008: дата введения 2014-07-01. (система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу) // кодекс: электрон. Фонд правовой и норматив. – техн. Информ. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110468.Vallado, D., Crawford, P. SGP4 orbit determination // AIAA/AAS Astrodynamics Specialist Conference and Exhibit. 2008. 6770 p.FTP-архив Прикладного потребительского центра URL: ftp://ftp.glonass-iac.ru.Interface Control Document. General Description of the Code Division Multiple Access System – Introduction. 2016. – Moscow: Russian Space Systems. 2016. 133 p.ГОСТ 32454-2013. Глобальная навигационная спутниковая система. Параметры радионавигационного поля. Технические требования и методы испытаний: нац. стандарт Российской Федерации: утвержден и введен в действие приказом Федер. агентства по техническому регулированию и метрологии от 15 апреля 2014 г. № 355-ст: введен впервые: дата введения 2014-07-01. (Система стандартов по информации, библиотечному и издательскому делу) // Кодекс: электрон. фонд правовой и норматив. – техн. информ. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110468.GOST R 52928-2010. Global satellite navigation system. Terms and definitions: national. Standard of the Russian Federation: approved and put into effect by order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated November 9, 2010 No. 353-st: replacing GOST R 52928-2008: date of introduction 2014-07-01. (System of standards on information, librarianship and publishing) // Code: electronic. Fund of legal and normative. – tech. Inform. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110468.FTP archive of the Applied Consumer Center URL: ftp://ftp.glonass-iac.ru.FTP archive of the Applied Consumer Center URL: ftp://ftp.glonass-iac.ru.GOST 32454-2013. Global navigation satellite system. Parameters of the radio navigation field. Technical requirements and test methods: national standard of the Russian Federation: approved and put into effect by the order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated April 15, 2014 No. 355-st: introduced for the first time: date of introduction 2014-07-01. (System of standards on information, librarianship and publishing) // Code: electronic. fund of legal and normative. – tech. information. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110468.GOST 32454-2013. Global navigation satellite system. Parameters of the radio navigation field. Technical requirements and test methods: national standard of the Russian Federation: approved and put into effect by the order of the Federal Agency for Technical Regulation and Metrology dated April 15, 2014 No. 355-st: introduced for the first time: date of introduction 2014-07-01. (System of standards on information, librarianship and publishing) // Code: electronic. fund of legal and normative. – tech. information. URL: https://docs.cntd.ru/document/1200110468.

The authors declare that there are no conflicts of interest present.