В МАИ создают навигационную систему на базе низкоорбитальных спутников
Уникальная разработка может найти применение не только в авиации, но и на других видах транспорта.
Доступ к надежной навигационной системе является одним из важнейших элементов технологического развития любой страны. Лучше всего, когда в распоряжении государства есть сразу несколько платформ, так как это создает необходимое резервирование на случай сбоев.
Самый устойчивый сигнал
Недавно специалисты Московского авиационного института рассказали о работе над альтернативной системой навигации. Она может использоваться как для пассажирских самолетов, так и для беспилотников. Главной ее особенностью является то, что местоположение воздушного судна может определяться по сигналу от низкоорбитальных телекоммуникационных спутников, которые уже работают в космосе. Иными словами, платформа не требует, чтобы под нее запускались дополнительные специализированные аппараты. Кроме того, получаемый сигнал является гораздо более устойчивым к разного рода искажениям по сравнению с действующими глобальными навигационными решениями.
Надежность новой разработки обеспечивается именно за счет расположения низкоорбитальных аппаратов. Они находятся на высоте 500-1500 километров над Землей, поэтому способны обеспечить сильный и крайне устойчивый сигнал.
«Из-за высокой скорости движения таких спутников – 7-8 км/с – происходит сдвиг частоты сигнала: при удалении от приёмника он падает, а при приближении, наоборот, растёт. Анализ сдвига частоты даёт возможность определять местоположение самолёта или другого воздушного судна с точностью до нескольких метров. Именно этот принцип лежит в основе разрабатываемого решения: бортовая антенна транспортного средства будет принимать транслируемые спутниками радиосигналы, а специальный алгоритм – анализировать сдвиг частоты и рассчитывать данные для навигации», – говорит автор проекта, аспирантка МАИ Мария Никитина.
В новую систему планируется внедрить инструмент для проверки достоверности данных. Искаженная информация будет автоматически отбраковываться. На случай сильных отклонений будет предусмотрена возможность заблаговременного предупреждения пилотов о проблемах.
Уникальность разработки
По словам Марии Никитиной, разработку МАИ можно считать уникальной. Низкоорбитальные спутники в качестве источника сигнала в авиации сейчас не использует никто. В рамках проекта, который находится на этапе концептуальной проработки, будет создан отдельный аппаратно-программный узел и специализированное оборудование, по функционалу сопоставимое с приёмниками глобальных навигационных спутниковых систем, а также сам алгоритм для определения местоположения воздушного судна. В перспективе новинка может быть внедрена не только в авиации, но и на любом другом виде транспорта.
Какие еще есть альтернативы?
За последние несколько лет российские ученые предложили уже несколько альтернатив действующим системам определения местоположения объекта.
Еще в 2023 году исследователи Санкт-Петербургского государственного электротехнического университета создали инструмент, позволяющий беспилотнику ориентироваться в пространстве по данным камер и локальных карт без использования спутникового сигнала. Разработка была испытана на малом беспилотнике «САГИР-1» и квадрокоптерах «Пионер Макс».
В сентябре 2024 года учёные МАИ представили систему автономной навигации, использующую элементы искусственного интеллекта. Та разработка была нацелена на повышение самостоятельности беспилотников и снижение их зависимости от внешних навигационных сигналов.
В 2025 году в МФТИ была предложена навигационная система НСИ-2000MTG для вертолётов. В ней были задействованы инерциальные датчики и использован эффект доплеровской коррекции. Во время летных испытаний технология позволила улучшить точность определения положения при отсутствии спутникового сигнала.
Если говорить о практическом применении последней разработки МАИ, то наиболее перспективным направлением является именно беспилотная авиация. В сфере гражданских перевозок внедрение потребует значительной перестройки инфраструктуры. Но если проект докажет свою надежность и эффективность, то его масштабирование на другие отрасли может значительно ускориться.
