Выполнить требования всех указанных классов потребителей низкоорбитальные системы в силу принципов, заложенных в основу их построения, не могли. Перспективная спутниковая навигационная система должна обеспечивать потребителю в любой момент времени возможность определять три пространственные координаты, вектор скорости и точное время. Для получения потребителей трех пространственных координат беззапросным методом требуется проведение измерений навигационного параметра не менее чем до четырех спутников, при этом одновременно с тремя координатами местоположения потребитель определяет и расхождение собственных часов относительно шкалы времени спутниковой системы.
Исходя из принципа навигационных определений, выбрана структура спутниковой системы, которая обеспечивает одновременную в любой момент времени радиовидимость потребителей, находящимся в любой точке Земли, не менее четырех спутников, при минимальной общем их количестве в системе. Это обстоятельство ограничило высоту орбиты навигационных спутников 20 тыс. км, (дальнейшее увеличение высоты не ведет к расширению зоны радиообзора, а, следовательно, и к уменьшению необходимого количества спутников в системе). Для гарантированной видимости потребителем не менее четырех спутников, их количество в системе должно составлять 18, однако оно было увеличено до 24-х с целью повышения точности определения собственных координат и скорости потребителя путем предоставления ему возможности выбора из числа видимых спутников четверки, обеспечивающей наивысшую точность.
Одной из центральных проблем создания спутниковой системы, обеспечивающей беззапросные навигационные определения одновременно по нескольких спутникам, является проблема взаимной синхронизации спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд), поскольку рассинхронизация излучаемых спутниками навигационных сигналов вызывает дополнительную погрешность в определении местоположения потребителя до 10...15 м.
Проблемой создания высокоорбитальной навигационной системы является высокоточное определение и прогнозирование параметров орбит навигационных спутников.
Достижение необходимой точности эфемерид навигационных спутников потребовало проведения большого объема работ по учету факторов второго порядка малости, таких как световое давление, неравномерность вращения Земли и движение ее полюсов, а также исключение действия на спутник в полете реактивных сил, вызванных негерметичностью двигательных установок и газоотделением материалов покрытий. Для экспериментального определения параметров геопотенциала на орбиты навигационных спутников были запущены два пассивных ИЗС "Эталон" ("Космос-1989" и "Космос-2024"), предназначенных для измерения параметров их движения высокоточными квантово-оптическими измерительными средствами. Благодаря этим работам достигнутая в настоящее время точность эфемерид навигационных спутников при прогнозе на 30 ч составляет: вдоль орбиты - 20 м; по бинормали к орбите - 10 м; но высоте 5 м (СКО).
Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты в октябре 1982 г. запуском спутника "Космос-1413".
В настоящее время, из анализа выступлений некоторых руководителей и высокопоставленных чиновников можно заключить, что они не располагают достоверными данными о проблемах ГЛОНАСС, путях и сроках их решения. Так в марте 2006 года НПО прикладной механики (основной разработчик навигационных космических аппаратов) опубликовало следующий план по производству и запуску модернизированных КА "ГЛОНАСС-М" с гарантированным сроком функционирования на орбитах не менее 7 лет: в 2006 г. - 3 КА, в 2007 и 2008 гг. - по 6 КА, в 2009 г. - 3 КА. С 2010 г. предполагается пополнение орбитальной группировки аппаратами последующей модификации "ГЛОНАСС-К" с гарантийным сроком функционирования не менее 10 лет.
14 июля 2006 г. было подписано постановление правительства РФ о корректировке Федеральной целевой программы ГЛОНАСС, где в дополнение к плану НПО ПМ предусмотрен запуск в 2009 г. не трех, а шести КА.
При условии выполнения постановления правительства, к концу 2007 года на орбитах должно функционировать 17 КА. Из них: 13 КА "ГЛОНАСС-М" и, возможно, 4 КА "ГЛОНАСС" первой модификации, а к началу 2010 года орбитальная группировка (ОГ) может быть доведена до 25 КА "ГЛОНАСС-М".
Но этого количества КА для надежного решения задач Минобороны недостаточно. Дело в том, что в период эксплуатации спутниковых систем позиционирования (ГЛОНАСС, GPS) наземные комплексы управления вынуждены периодически выводить часть КА из состава ОГ на плановое и неплановое обслуживание. К сожалению, на данном этапе количество выводимых КА из состава ОГ ГЛОНАСС велико. Например, случайная выборка: 7 октября 2006 г. из состава ОГ, включающей 16 КА, функционировало только 10 КА, а 16 декабря - 11 КА. В период 1994-1995 гг., по официальным данным, ОГ ГЛОНАСС составляла 24 КА. Фактически ни одного дня ОГ не функционировала в полном составе. Поэтому необходимо на каждой из трех орбит ГЛОНАСС иметь 1-2 запасных КА.
Исходя из этого, есть необходимость обеспечить запуск в 2008 и 2009 гг. по 8 КА "ГЛОНАСС-М". Тогда к началу 2010 года ОГ ГЛОНАСС составит 29 аппаратов, что обеспечит возможность постоянного функционирования на орбитах 24 КА. Считаю этот план реальным. Подтверждением этого можно считать заявления в СМИ генерального конструктора и руководителя НПО ПМ Н.А. Тестоедова о четкой и активной работе по производству КА и заявление руководителя Роскосмоса А.Н. Перминова о возможности заключения соглашения с Индией об использовании индийских ракетоносителей для дополнительных запусков КА для восполнения ОГ ГЛОНАСС.
Следует отметить, что ОГ GPS составляет 29-30 КА, такой же состав ОГ планируется на европейской системе "Галилео" и китайской "Бэйдоу".
В связи с увеличением состава КА на орбитах, крайне необходимо развитие и совершенствование всего комплекса технических средств, наземных измерительных пунктов и Центра управления космических войск с целью обеспечения надежного и своевременного обслуживания навигационных КА и контроля целостности орбитальной группировки ГЛОНАСС.
25 декабря 2005 с космодрома "Байконур" на орбиту ракетой-носителем "Протон-К" были запущены один спутник "ГЛОНАСС" и два спутника "ГЛОНАСС-М" с увеличенным ресурсом эксплуатации.
26 декабря 2006 состоялся вывод на орбиту ракетой-носителем "Протон-К" трех спутников "ГЛОНАСС-М".
26 октября 2007 ракета-носитель "Протон-К" стартовал с "Байконура" и вывела на околоземную орбиту три модифицированных спутника "ГЛОНАСС-М".
25 декабря 2007 с космодрома "Байконур" стартовала ракета-носитель "Протон-М" и вывела на орбиту три спутника "ГЛОНАСС-М". Одновременно 4 спутника, запущенные в 2001-2003 годах, были выведены из группировки.
25 сентября 2008 запуск ракеты-носителя "Протон" с тремя спутниками "ГЛОНАСС-М", 1 спутник, запущенный ранее - на этапе вывода из состава ОГ.
25 декабря 2008 после успешного пуска с космодрома "Байконур" ракеты-носителя "Протон-М" 3 космических аппарата "ГЛОНАСС-М" успешно отделились от разгонного блока и начали автономный полет.
В настоящее время орбитальная группировка состоит из 20 спутников, полная группировка в составе 24-х спутников в соответствии с Федеральной целевой программой "Глобальная навигационная система" должна быть развернута в 2010 году.
В настоящее время состав орбитальной группировки еще не обеспечивает 100-процентную доступность услуг ГЛОНАСС на территории страны, однако количество видимых над горизонтом в России спутников ГЛОНАСС, как правило, равняется трем или более. По заявлениям продавцов навигационного прибора Glospace, для определения местоположения достаточно трех видимых спутников ГЛОНАСС, а четвертый дает уточнение о высоте. Отсюда нетрудно сделать вывод, что для ориентирования наземных пользователей (автоводителей, грибников, туристов и т.п.) система вполне пригодна прямо сейчас, хотя при самолетовождении еще могут возникать определенные трудности.
Спутники "ГЛОНАСС-М" в составе орбитальной группировки будут находиться, как минимум, до 2015 года. Летные испытания негерметичных спутников нового поколения "ГЛОНАСС-К" с улучшенными характеристиками (увеличенным до 10 лет гарантийным сроком и третьей частотой L-диапазона для гражданских потребителей) должны начаться в 2010 году. Этот спутник будет вдвое легче своего предшественника (примерно 850 кг против 1415 кг у "Глонасс-М")
В дальнейшем, после развертывания орбитальной группировки из 24-х космических аппаратов, для ее поддержания потребуется делать по одному групповому пуску в год двух КА "ГЛОНАСС-К" на носителе "Союз", что существенно снизит эксплуатационные расходы.
С 1 января 2006 г. все вновь вводимые в эксплуатацию транспортные средства, включая самолеты, суда, наземный транспорт, геодезическое оборудование и космические аппараты, - должны в обязательном порядке оснащаться аппаратурой спутниковой навигации отечественной системы ГЛОНАСС или комбинированными приемниками ГЛОНАСС/ GPS. Согласно постановлению правительства РФ от 9 июня 2005 г. приемниками ГЛОНАСС должны быть оборудованы находящиеся в эксплуатации транспортные средства. По мнению представителей "Роскосмоса", эти меры являются разумными и призваны защитить отечественный рынок пользовательской аппаратуры глобальной спутниковой навигации. С другой стороны, эти системы в первую очередь направлены на решение задач национальной безопасности, поскольку глобальная спутниковая навигационная система играет важнейшую роль в обеспечении применения высокоточного оружия дальнего радиуса действия. Вместе с тем, будущее системы ГЛОНАСС предстает далеко не в безоблачном свете.