Полный текст статьи читать тут

Опыт и перспективные направления научно-технической деятельности
ОАО «Российский институт радионавигации и времени»
С.А. Белов
Введение
В 2012 году исполняется 55 лет со дня образовании ОАО «Российский
институт радионавигации и времени» (ОАО «РИРВ»). Институт был учрежден как НИИ-195 Постановлением Совета министров СССР № 1195-613 от
25 августа 1956 г. на базе нескольких подразделений Всероссийского научно-исследовательского института радиоаппаратуры (ВНИИРА) и НПО
«Вектор» (приведены современные названия учреждений). Начало хозяйственной деятельности института - 1 января 1957 г. С 1966 г. он стал Ленинградским научно- исследовательским радиотехническим институтом
(ЛНИРТИ), в 1991 г. был переименован в Российский институт радионавигации и времени и до 2003 г. был Федеральным государственным унитарным
предприятием (ФГУП «РИРВ»). В 2003 г. ФГУП «РИРВ» преобразовано в
открытое акционерное общество «Российский институт радионавигации и
времени. С 2008 года ОАО «РИРВ» входит в состав «Концерна ПВО «Алмаз-Антей».
Непосредственным поводом для учреждения нашего института в 1956
году явились задачи, вызванные появлением и развитием стратегического
ядерного оружия и средств его доставки – стратегических ракет, авиации и
подводного флота. Боевые дежурства дальней авиации, океанские переходы
подводных лодок потребовали обеспечить определение или коррекцию местоположения и времени в любой точке Земли, в любое время. Существовавшие технические средства не позволяли решить эти задачи с требуемой
точностью в глобальном масштабе. В связи с этим со дня основания институт
был ориентирован на создание радиотехнических систем дальней, в перспективе глобальной радионавигации и систем единого времени, которые бы
обеспечили возможность навигации и формирования, длительного хранения,
коррекции территориально–удалённых бортовых шкал времени и номиналов
частот по всему земному шару. В дальнейшем, в процессе реализации поставленных задач сложились следующие направления научно-технической
деятельности института:
Системы синхронизации и единого времени;
Квантовые стандарты частоты и времени;
Наземные радиотехнические системы навигации и наблюдения,
функциональные дополнения глобальных навигационных систем;
Бортовая аппаратура космических аппаратов, разгонных блоков и ракет-носителей;
Навигационная аппаратура потребителей;
Функциональная микроэлектроника.
1
Стратегия развития основных направлений деятельности института
предполагает расширение возможностей и сфер применения разрабатываемых
систем и средств координатно-временного и частотно-временного обеспечения, прежде всего, за счёт дальнейшего улучшения тактико-технических
характеристик, освоения новых технологий проектирования и производства,
снижения стоимости, комплексирования с другими системами и средствами.
Системы синхронизации и единого времени
Как в период становления института, так и впоследствии основные
усилия в рамках этого направления были направлены на создание систем
синхронизации и единого времени, стандартов частоты и времени, обеспечивающих синхронную работу объектов ракетно-космических комплексов
при управлении пусками и полетами и при решении целевых задач.
Начало было положено в 1957 г., когда под руководством главного
конструктора Н. А. Бегуна впервые в СССР был создан комплекс аппаратуры
службы единого времени «Бамбук», использовавшийся для синхронизации
измерительных и управляющих средств первых космических полетов. В
дальнейшем системы синхронизации и единого времени, разработанные в
институте, вошли в состав практически всех комплексов ракетно-космической
техники, созданных в СССР и Российской Федерации по программам научного, оборонного и народнохозяйственного назначения.
В первой половине 1970-х годов была введена в эксплуатацию система
единого времени высокой точности (СЕВ ВТ). В её состав вошли передающие
пункты времени, установленные на радионавигационных и связных передающих станциях длинноволнового и сверхдлинноволнового диапазона. Возможность передачи сигналов точного времени на большие расстояния обеспечила решение задач синхронизации шкал времени территориально- удалённых объектов и обеспечила Вооружённые силы, в первую очередь стратегическую авиацию и флот, а также и гражданских потребителей частотно-временной информацией требуемой точности.
В 1980-х годах началось развёртывание сетевой глобальной навигационной спутниковой системы «Ураган» (в настоящее время - ГЛОНАСС).
Поскольку принцип действия системы основан на синхронном и синфазном
излучении радиосигналов L-диапазона сетью навигационных космических
аппаратов, система, наряду с целевым, навигационным применением, является одним из наиболее эффективных современных средств передачи единого
времени. При создании и развертывании глобальной навигационной спутниковой системы (ГЛОНАСС) институтом была разработана и внедрена система
синхронизации, задачей которой и является поддержание синхронности и
синфазности навигационных радиосигналов. В состав системы входят
наземный центральный синхронизатор, бортовые синхронизирующие
устройства (БСУ) космических аппаратов (КА), измерительные средства и
комплекс алгоритмов и программ частотно-временного обеспечения. Шкала
времени, формируемая в системе синхронизации и распространяемая по2
средством навигационных радиосигналов, является системной шкалой времени космического комплекса ГЛОНАСС. Для передачи потребителям
национальной шкалы времени (UTC SU), поддерживаемой Государственным
эталоном времени и частоты (ГЭВЧ), и шкалы времени Министерства обороны Российской Федерации, поддерживаемой Военным эталоном (ВЭ-31),
шкала времени космического комплекса ГЛОНАСС с высокой точностью
согласуется с национальной и военной шкалами.
В качестве средства передачи частотно-временной информации система ГЛОНАСС функционально вошла в состав следующей разработки института - Государственной системы единого времени и эталонных частот
(ГСЕВЭЧ) «Цель», явившейся развитием системы СЕВ ВТ. Переданная в
эксплуатацию в начале 1990-х годов система « Цель» включала в себя: подсистему эталонов времени и частоты, подсистему средств передачи частотно-временной информации (сигналов времени и частоты и информации о
параметрах вращения Земли), подсистему контроля и управления, подсистему
средств потребителей, в виде приемных пунктов времени четырех классов
точности. ГСЕВЭЧ «Цель» является системой двойного назначения и входит в
состав Государственной службы времени и частоты.
На основе системы «Цель» в 2011 году институтом создана система
синхронизации навигационных полей (ССНП), предназначенная для обеспечения синхронной работы радиотехнических передающих систем различного
назначения, работающих в различных диапазонах волн. Тем самым достигается объединение этих передающих систем в единую многократно резервированную систему взаимодополняющих средств формирования радионавигационных полей (глобальные навигационные спутниковые системы, наземные радионавигационные системы, системы связи наземного и космического
базирования и др.)
Совершенствование и развитие систем синхронизации и единого времени предполагает повышение точности и надёжности формирования, хранения и передачи единого времени и эталонных частот по проводным и беспроводным линиям связи в сочетании с массовой доступностью высокоточной
частотно-временной информации. Так целевые показатели развития системы
ГЛОНАСС, как общедоступного средства доставки точного времени,
предусматривают обеспечение к 2020 году точность определений в системной
шкале на уровне 1 нс , а в национальной шкале - 5нс. Достижение этих показателей в тоже время обеспечивает точность определения пространственных координат на уровне 0,6м. Учитывая принципиальную важность высокоточного системного времени ГЛОНАСС, предусмотрено выделение специального комплекса средств формирования шкалы времени космического
комплекса (ШВ КК) и синхронизации средств системы. При создании и развертывании этого комплекса для достижения целевых показателей должны
быть решены следующие основные задачи, связанные с созданием:
3
центрального синхронизатора на основе группового стандарта частоты
с суточной нестабильностью частоты 1×10-17 для формирования ШВ КК
ГЛОНАСС;
бортовых синхронизирующих устройств навигационных космических
аппаратов на основе перспективных квантовых стандартов частоты с кратковременной и долговременной нестабильностью на уровне 1 10-13 и 5 10-15
соответственно для синхронизации ;
средства высокоточных сличений и передачи шкал времени субнаносекундной точности на основе дуплексных методов беспроводной связи в
оптическом и радио- диапазонах , по выделенным волоконно-оптическим
линиям связи, дифференциальных методов сличений по сигналам ГЛОНАСС в L и Ku диапазонах, а также с использованием методов автономного
высокоточного позиционирования( precise point positioning) [3];
создание центра контроля и управления комплексом средств формирования ШВ КК ГЛОНАСС;
создание аппаратно-программных средств для формирования ШВ КК
ГЛОНАСС и согласования ее с UTC (SU) и привязки опорных генераторов
измерительных средств к ШВ КК ГЛОНАСС.
Квантовые стандарты частоты и времени
Создание комплексов синхронизации и систем единого времени потребовало обеспечения их высокоточными стандартами частоты. Первые
молекулярные и атомные стандарты частоты были созданы в рамках ОКР
«Молекула» и «Атом». По результатам этих работ впервые в СССР были
разработаны атомно-лучевые цезиевые стандарты частоты АСЧ-3 и АСЧ-ЗВ,
явившиеся основой приемных пунктов СЕВ ВТ.
Разработка стандартов частоты была успешно выполнена по трем
направлениям: создание цезиевых стандартов частоты («Сапфир», «Малахит»), рубидиевых стандартов частоты («Алмаз», «Агат», «Аметист», «Берилл», «Мотив», «Эталон», «Камыш») и водородных стандартов частоты
(«Корунд»). В Настоящее время в рамках ОКР «БСУ» завершается разработка
КСЧ «Бирюза» и «Циркон» на основе рубидиевой и цезиевой АЛТ с лазерной
накачкой и детектированием, КСЧ «Турмалин» и «Нефрит» на газовой ячейке
с лазерной накачкой.
Для обеспечения планируемых в рамках ФЦП «ГЛОНАСС 2010-2020»
высоких характеристик бортовых синхронизирующих устройств необходимо
создание перспективных квантовых стандартов частоты. С этой целью в ФЦП
предусмотрена НИР «ОСЧ» со сроком выполнения 2012-2015 гг., направленная на исследование путей создания бортовых стандартов частоты на холодныхатомных частицах суточной нестабильностью частоты 5∙10-16. Для
создания необходимого научно-технического задела в этом направлении в
ОАО «РИРВ» в 2011 г. поставлена НИР «Оптика», финансируемая из собственных средств института.
4
В процессе эксплуатации квантовых стандартов частоты на борту КА
системы ГЛОНАСС были выявлены непрогнозируемые скачки и долговременные изменения их выходной частоты. Для исследования причин таких
изменений частоты и путей их нейтрализации в рамках ФЦП «ГЛОНАСС
2012-2020» в 2012-2014 г.г. планируется постановка НИР «Скачок».
В мероприятиях ФЦП «ГЛОНАСС 2012-2020» планируется выполнение НИР «КСЧ-КПН», направленная на исследование путей создания малогабаритного КСЧ не основе эффекта когерентного пленения населенностей.
Такой стандарт частоты может найти применение в прецизионной НАП, а
также в других системах вместо традиционного кварцевого генератора. Для
создания научно-технического задела в этом направлении планируется проведение НИР «КСЧ-микро» по исследованию путей созданию сверхминиатюрных КСЧ на газовой ячейке.
В рамках ОКР «Вешняк-М» в настоящее время начаты работы по разработке наземного КСЧ на основе цезиевого дискриминатора частоты с лазерной накачкой и детектированием. Этот прибор является хорошей альтернативой наземному пассивному водородному стандарту частоты (ПВСЧ),
поскольку, обладая сопоставимой с ПВСЧ флуктуационной нестабильностью
частоты, не имеет долговременного дрейфа частоты, присущего ПВСЧ. Такой
прибор обладает хорошей коммерческой привлекательностью и будет востребован на рынке частотно-временной аппаратуры.
Наземные радиотехнические системы навигации и наблюдения,
функциональные дополнения ГЛОНАСС.
ОАО «РИРВ» является головным разработчиком длинноволновых
импульсно-фазовых и сверхдлинноволновых фазовых радионавигационных
систем наземного базирования. За прошедшие годы разработаны и переданы в
эксплуатацию импульсно-фазовая радионавигационная система (ИФРНС)
«Чайка» в составе 14 стационарных станций, мобильная ИФРНС РСДН-10,
объединенная российско-американская ИФРНС «Чайка-Лоран-С» и фазовая
радионавигационная система (ФРНС) «Альфа», обеспечившие местоопределение подвижных объектов на территории РФ и сопредельных государств, как
на суше, так и на воде. Все перечисленные системы успешно функционируют
в настоящее время и постоянно модернизируются.
В рамках ФЦП «Глобальная навигационная система» выполнена ОКР
«Чайка-СНС» разработана аппаратура функционального дополнения ГЛОНАСС с передачей контрольно-корректирующей информации пользователям
ГЛОНАСС в формате навигационного сигнала ИФРНС «Чайка» с использованием технологии ЕВРОФИКС, а также создана спутниковая дифференциальная геодезическая станция (СДГС), работающая в режиме постобработки и
в режиме реального времени.
В настоящее время завершено создание мобильной импульсно-фазовой
длинноволновой радионавигационной системы «Скорпион» для навигационно-временного обеспечения фронтовой авиации в районе боевых действий с
5
возможностью передачи информации. В рамках ОКР «Пустырник» реализована модернизация наземных передающих станций импульсно-фазовой
длинноволновой радионавигационной системы «Чайка» в части замены ламповых тиратронов РПУ на металлокерамические, передачи контрольно-корректирующей информации потребителям ГЛОНАСС в формате сигнала наземных РНС и высокоточной привязки временной шкалы наземных
передающих станций к системной шкале времени ГНСС.
Ввиду намерения Минобороны России прекратить эксплуатацию стационарных передающих станций ИФРНС «Чайка» необходимость планирования работ по этой системе определится после принятия окончательного
решения на правительственном уровне.
В Государственной программе вооружений предусмотрены работы по
изготовлению и поставкам, начиная с 2012 г. 20 комплектов мобильной
ИФРНС «Скорпион». Для выполнения этой работы планируется реализация
мероприятий по подготовке производства ИФРНС «Скорпион» в ОАО
«РИРВ» и в ОАО «Завод «Навигатор».
В рамках ФЦП «ГЛОНАСС 2012-2020» планируется выполнение
НИОКР по созданию необслуживаемой передающей станции длинноволнового диапазона для передачи широкозонной контрольно-корректирующей
информации (ККИ) для потребителей ГЛОНАСС (ГНСС) в северном и арктическом регионах, функционально входящей в состав системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ). Кроме передачи широкозонной
ККИ такой комплекс сможет обеспечить излучение сигналов точного времени
и передачу оперативной информации для широкого круга гражданских и военных потребителей.
Одним из направлений обеспечения навигационных определений в
условиях затрудненного приема сигналов ГНСС является использование
псевдоспутников. В ФЦП «ГЛОГНАСС 2012-2020» на 2016-2019 г.г. предусмотрена ОКР «Псевдоспутник», направленная на создание высокоточных
средств позиционирования на основе псевдоспутников ГНСС. Для создания
необходимого научно-технического задела планируется проведение НИР по
исследованию путей создания системы позиционирования на основе псевдоспутников для работы в закрытых помещениях, в тоннелях, на многоярусных
дорогах, в карьерах, под водой и для других применений с затрудненным
приемом сигналов ГНСС.
Бортовая аппаратура космических аппаратов, разгонных блоков и
ракет-носителей
За прошедшие годы в ОАО «РИРВ» созданы бортовые синхронизирующие устройства (БСУ) для трех поколений космических аппаратов системы ГЛОНАСС: КА ГЛОНАСС (БСУ «ВЯЗ»), КА ГЛОНАСС-М (БСУ
«Ракита»), КА ГЛОНАСС-К (БСУ «Туя»). Одновременно была создана
большая номенклатура БСУ («Пихта», «Крушина», «Кедр», «Калина», «Гра-
6
нат», «Каштан», «Анчар», «Верба», «Багульник», «Лавр», «Ольха», «Мирта»)
для других космических комплексов.
В 2011 году в рамках ФЦП «Глобальная навигационная система» [1]
завершается ОКР «БСУ» по созданию бортового синхронизирующего
устройства на основе перспективных квантовых стандартов частоты: бортового пассивного водородного стандарта частоты, КСЧ на атомно-лучевой
трубке (АЛТ) с лазерной накачкой и детектированием и КСЧ на рубидиевой
газовой ячейке с лазерной накачкой.
В последние годы в институте создано бортовое синхронизирующее
координатно-временное устройство (БСКВУ) для низко- и среднеорбитальных космических аппаратов различного назначения, обеспечивающее с использованием сигналов КНС ГЛОHACC/GPS решение следующих основных
задач:
определение параметров движения центра масс КА в геоцентрической
гринвичской системе координат;
определение параметров угловой пространственной ориентации КА в
орбитальной системе координат;
высокоточную привязку шкалы времени КА к шкале времени UTC SU;
синхронизацию бортовых приборов космического аппарата.
БСКВУ прошло летно-конструкторские испытания в составе нескольких космических аппаратов систем наблюдения и дистанционного зондирования Земли.
Эта аппаратура может быть также использована для навигационно-временного обеспечения разгонных блоков и ракет-носителей.
Стратегическими направлениями создания бортовой аппаратуры КА,
разгонных блоков и ракет-носителей является дальнейшее совершенствование
точностных характеристик, повышение стойкости к факторам космического
пространства, комплексирование со звездными датчиками, создание бортовой
и наземной аппаратуры в Си Ku диапазонах, создание интегрированных
комплексов синхронизации, связи и пространственно-временной координации (обеспечение совместного координированного движения КА.
Создание БСУ на основе перспективных стандартов частоты для нового поколения КА ГЛОНАСС планируется выполнить в рамках ОКР
«БСУ-КМ» в 2012-2014 гг. по результатам выполнения в 2011 г. ОКР «БСУ».
Использование в данном БСУ бортового ПВСЧ и КСЧ на основе лазерных
технологий позволит достичь величины суточной нестабильности на уровне
1·10-14-5·10-15. На основе результатов НИР «Скачок» будет оптимизирована
структура БСУ для обеспечения непрерывной штатной работу БСУ при переключении с основного КСЧ на резервный и для нейтрализации непрогнозируемых скачков выходной частоты КСЧ.
В ОКР «БИНВИК» будет создан бортовой интегрированный навигационно-временной информационный комплекс (БИНВИК) для следующего
поколения КА ГЛОНАСС в составе:
перспективный стандарт частоты по результатам ОКР «БСУ-КМ»;
7
хранитель времени и формирователь синхросигналов;
блок формирования навигационных сигналов диапазонов L1,L2,L3 с
частотным и кодовым разделением;
блок управления и обработки информации;
блок усилителей мощности навигационного сигнала;
межспутниковая лазерная навигационно-связная система;
антенно-фидерное устройство.
Планируется выполнение ОКР по разработке ряда бортовых синхронизирующих координатно-временных устройств для, в том числе для малых
КА и ракет-носителей, модернизация БАУС ГНСС ГЛОНАСС в части реализации дальномерных и угломерно-дальномерных измерений по сигналам в
С и KU-диапазонах частот с разработкой бортовой и наземной аппаратуры и
выполнением НИР по исследование путей использования С и KU-диапазонов
частот для навигационно-временных определений по ГЛОНАСС.
Все указанные работы будут выполнены в рамках ФЦП «ГЛОНАСС
2012-2020» и Федеральной космической программы.
Навигационная аппаратура потребителей
Одновременно с вводом в эксплуатацию различных типов РНС в институте проводились разработка и организация серийного производства аппаратуры потребителей различного назначения для систем ИФРНС «Чайка» и
«Лоран-С», ФРНС «Альфа» и СРНС ГЛОНАСС, GPS (для оснащения самолетов, кораблей, подводных лодок, подвижных объектов, использования в
геодезии и других применений).
В 1961-1968 годы в институте были созданы и освоены в производстве
образцы авиационной НАП ИФРНС «Чайка» А-714, «Пеленг». С 1968 по 1990
г. в институте активно проводилась работа по созданию авиационной аппаратуры потребителей ИФРНС следующего поколения, было разработано 6
моделей АП: А-711, А-713, А-715, А-720, «Сатурн», «Прима-103». В эти же
годы были разработаны и изготовлены образцы корабельной НАП системы
«Чайка»: КПИ-5Ф, КПИ-6Ф, КПИ-7Ф, «Тропик-КЭ», «Эльдорадо», «Балтика».
В 1972 г. фазовая радионавигационная система дальнего действия
сверхдлинноволнового диапазона «Альфа» (три станции) была введена в
опытную эксплуатацию. Для потребителей системы в институте было разработано 10 моделей НАП: КПФ=6, КПФ-7, «Омар-П», А-722, «Резьба»,
«Резьба-М», «Авлога», «Югла», «Югла-2», РСДН-85.
Впервые научно-исследовательские работы по навигационному использованию искусственных спутников Земли начались в Советском Союзе в
1955 г. под руководством профессора B.C. Шебшаевича. Результаты исследований были опубликованы уже в октябре 1957 г. Институт стоял у истоков
космической радионавигации, занимая ведущие позиции в создании идеологии, техники и математического обеспечения аппаратуры потребителей
СРНС. После ввода в эксплуатацию СРНС первого поколения «Парус» по
8
инициативе и заказу ВМФ СССР в институте разрабатывалась аппаратура
потребителей для этой системы, которая зарекомендовала себя как точное и
надежное средство морского судовождения. В 1965-1972 гг. проводилась ОКР
«Циклон», в рамках которой были разработаны импульсный радиопередатчик
для космических аппаратов «Импульс А» и корабельная аппаратура для подводных лодок «Импульс Б». Затем были разработаны импульсный радиопередатчик «Марс С» для СРНС «Парус» и корабельная аппаратура для подводных лодок РГ-1, которая выпускалась серийно на опытном заводе института «Навигатор».
Институт принимал активное участие в создании навигационной
спутниковой радионавигационной системы второго поколения — ГЛОНАСС
и стал ведущим разработчиком АП СРНС ГЛОНАСС. Аппаратура потребителей СРНС раз разрабатывается с начала 1980-х годов. Всего создано более
50 моделей АП СРНС трех поколений, которыми оснащены различные типы
объектов. Первая авиационная аппаратура потребителей СРНС ГЛОНАСС —
А-724 была разработана на базе ЭВМ объединения «Ленинец». в дальнейшем
была создана и освоена в производстве НАП А-724, А-725, 1Т130, 17Н722,
А-724М, А-724М-01. В 1985-1990 гг. разрабатывалась наземная возимая аппаратура 1Т130, 1Т130М, 1Т130М-01 («Даман»), носимая НАП 1Т129, авиационная аппаратура СНС-85, СНС-85-01.
Сложная политическая и экономическая ситуация в стране в 1990-х
годах потребовала радикального пересмотра концепции дальнейшего развития систем и средств координатно-временного обеспечения. Возникла необходимость поиска новых направлений в создании АП СРНС. Новый подход
заключался в переходе к разработке и производству интегрированной АП
ГЛОНАСС/GPS, что обеспечило востребованность ее в широком спектре
рынка навигационно-временной аппаратуры. В короткие сроки в институте
был создан ряд перспективной НАП второго поколения, работающей по сигналам двух систем ГЛОНАСС/GPS: носимая 1Т138 («Слуга»), возимая 1Т139
(«Непрерывность»), авиационная АСН-21 («Гном»), морская («Зверь-М»),
АСН-22. Создание геодезической НАП СРНС началось с разработки макетов
двухчастотной геодезической НАП GPS/ГЛОНАСС «Стерлитамак» и одночастотной НАП «Землемер-1» и «Землемер-2».
Уникальной разработкой института в эти годы является универсальный приемоизмерительный модуль К-161, работающего по сигналам ГЛОНАСС/GPS. На основе базового модуля начиная с 2000 г. разработана НАП
различного применения: НТ-101, МТ-102, ГЕО-161 и т.д.
В 2001 г. Правительством Российской Федерации была утверждена
ФЦП «Глобальная навигационная система». В рамках Подпрограммы 3 в ОАО
«РИРВ» разработаны базовые модули 1К161, 1К181, 2К363, 2К642, 1К321,
ЗК-641, МУБ, СНП-7-50, БАСН. На базе этих модулей в рамках ОКР «Ряд» и
«Ряд-М» разработана большая номенклатура НАП различного применения:
для морского и речного транспорта «АКВА-БОРТ-12», «Аква-М», «Интеграция», «Интграция-2»; для автомобильного транспорта «Авто-Т», «Авто-К»,
9
«Авто-Ка»; геодезическая НАП «Геодезия», «ГЕО-П», «Изыскание», «Изыскание-М», ГККС, МГККС, «Алькор»; синхронизирующая НАП ПС-161, СПА,
ОСП-1, ОСП-2; НАП для индивидуальных пользователей «Пользователь»,
«Пользователь-2», «Пользова-тель-2,5»; НАП для военных потребителей
14Ц871, 14Ц872, «Перунит», «Перспектива-В».
Для серийного производства разработанной НАП в институте организована автоматизированная линия с производительностью 20000 комплектов в год.
Концепция дальнейшего развития навигационной аппаратуры потребителей включает прежде всего создание ряда унифицированных базовых
модулей ГНСС для транспортного комплекса, для прецизионной геодезической аппаратуры, для аппаратуры синхронизации; повышение помехоустойчивости, комплексирование с другими радиотехническими и нерадиотехническими системами, использование новых сигналов ГНСС, реализация режима RTK на подвижных объектах. Разработка базовых модулей для различных гражданских и специальных потребителей предусмотрена в ФЦП
«ГЛОНАСС 2012-2020».
В отличие от ФЦП «Глобальная навигационная система» в новой ФЦП
не предусмотрена разработка законченной НАП. В мероприятиях новой ФЦП
запланированы мероприятия по разработке аппаратно-программных средств
для различных прикладных систем: для навигационно-информационных систем морского и речного флота, для навигационно-пилотажных комплексов
воздушных судов, для сельскохозяйственной техники, для синхронизации
телекоммуникационных систем, для прецизионных геодезических измерений.
Предусмотрена также разработка сверхмалогабаритного квантового стандарта
частоты для прецизионной аппаратуры потребителей в рамках ОКР
«НАП-КПН.
Одной из важных задач предстоящего периода является разработка
конкурентоспособной дешевой НАП, востребованной на рынке навигационной аппаратуры ГНСС, комплексированной с системами телекоммуникаций и
автономной навигации.
Функциональная микроэлектроника
В основе выполнения разработок НАП в рамках ФЦП «Глобальная
навигационная система» предусмотрена иерархия «базовых» технических
решений. Первым уровнем технических решений является разработка перспективной электронной компонентной элементной базы, определяющей основные характеристики аппаратуры потребителей. С этой целью в институте
проводится широкий круг разработок специализированных электронных
компонентов для создания навигационной аппаратуры. К их числу относятся
аналоговые и цифровые СБИС. На базе имеющихся в институте средств
проектирования разработаны два поколения СБИС для цифровой корреляционной обработки сигналов ГЛОНАСС/GPS с использованием технологий с
топологическими нормами 0,6 мкм, 0,35 мкм и 0,25 мкм и два поколения
10
аналоговых СБИС радиоприемных устройств (РПУ) ГЛОНАСС/GPS с использованием технологий 0,6 мкм и 0,35 мкм, которые применяются в создаваемых изделиях. В рамках кооперации с отечественными предприятиями
успешно произведена интеграция цифрового коррелятора с микропроцессором в одном кристалле и создана СБИС цифрового коррелятора-процессора
ГЛОНАСС/GPS/ГАЛИЛЕО 0,18 мкм, завершается разработка 0,35 мкм SiGe
РПУ5 с высокой динамикой создания помехозащищенной НАП и 0.35 мкм
SiGe РПУ4 для создания НАП с низкой стоимостью.
Основой для разработки базовых модулей ГНСС четвертого поколения
является создание специализированных больших интегральных схем (СБИС)
с использованием современных технологий «система в корпусе» и «система в
кристалле». На период 2012-2020 гг. в ФЦП «ГЛОНАСС 2012-2020» предусмотрена НИР «Квант» по комплексным исследованиям и научно-техническому обоснованию основных направлений развития ЭКБ базовых
модулей и навигационных средств ГНСС, результаты которой будут использованы в ОКР по разработке базовых модулей.
Повышенные требования в надежности, массо-габаритным и энергетическим характеристикам бортовой частотно-временной аппаратуры диктует
необходимость перехода от традиционной технологии изготовления этой аппаратуры с использованием поверхностного монтажа к разработке аппаратуры в микроэлектронном исполнении. Для реализации этих мероприятий
планируется постановка ряда НИОКР по исследованию путей разработки
бортовых устройств в микроэлектронном исполнении и созданию таких
устройств, а также ряд технологических работ по освоению новых технологий
производства средств функциональной микроэлектроники.
Реконструкция и техническое перевооружение ОАО «РИРВ»
Решение перспективных задач развития основных направлений ОАО
«РИРВ» требует выполнения мероприятий по техническому перевооружению
предприятия. Для этих целей в рамках ФЦП «ГЛОНАСС 2012-2020» предусмотрены адресные государственные капитальные вложения, которые будут
направлены на решение следующих задач:
создание дизайн-центра по разработке средств функциональной микроэлектроники;
разработка, изготовление и испытания функциональной микроэлектроники, входящей в состав средств комплекса единого времени системы
ГЛОНАСС и НАП;
лабораторно-испытательный комплекс по разработке, производству и
испытаниям опытных образцов средств единого времени системы ГЛОНАСС;
изготовление и калибровка газовых ячеек, квантовых дискриминаторов, оптических датчиков, настройка и испытания прецизионных квантовых
стандартов частоты системы единого времени системы ГЛОНАСС;
11
реконструирование вторичного эталона частоты и времени ОАО
«РИРВ», обеспечивающего характеристики точности частоты и времени на
уровне 10-16 – 10-17 и 0,5 нс, соответственно;
создание центра контроля и управления комплексом средств единого
времени ГЛОНАСС.
Заключение
Пятидесятипятилетний опыт развития ОАО «Российский институт
радионавигации и времени» позволил институту стать ведущей организацией
в области создания систем и средств координатно-временного обеспечения.
Намеченные перспективы развития основных направлений деятельности института позволяют надеяться на поступательное динамичное развитие предприятия в области создания и внедрения систем и средств координатно-временного обеспечения оборонного и народнохозяйственного назначения.
Литература
Федеральная целевая программа «Глобальная навигационная система»
Концепция ФЦП «Поддержание, развитие и использование системы
ГЛОНАСС на 2012-2020 годы»
Giacarlo Ceretto, Patrizia Tavella, Fracois Lahaye, Yves Mireault, Daniele
G. Rovera. Near real time monitoring of frequency standards and timescales using
precise point positioning (PPP) // Proc. of 42nd Annual Precise Time and Time Interval (PTTI) Meeting, 2010, p.p. 225-234.
12