Nõukogude Liidu esimese põlvkonna satelliitnavigatsioonisüsteemid said nime "Purje" ja see töötati välja mereväe teadusliku uurimistöö hüdrograafilise navigatsiooni instituudi (NIGSHI) baasil. Idee kasutada navigeerimise põhielemendina kunstlikke maasatelliite tuli endisele merenavigaatorile Vadim Aleksejevitš Fufajevile 1955. aastal. Ideoloogilise peajuhi eestvedamisel loodi NIGSHI -s algatusrühm, mis tegeles koordinaatide kauguse määramisega. Teine suund oli V. P. Zakolodyazhny juhtimisel Doppleri koordinaatide määramise teema ja kolmas rühm vastutas koordinaatide goniomeetrilise määramise eest - suuna juht oli E. F. Suvorov. 1960. aastate alguseks töötati välja esimene kodumaine LEO ülemaailmne navigatsioonisatelliitide süsteem. Lisaks NIGSHI-le osalesid projektis aktiivselt kaitseministeeriumi NII-4 töötajad. Eeldati, et Nõukogude mereväe laevad on esimesed satelliitnavigatsiooni "kasutajad". Kõik järsku aga lakkas - programm oli rahastamisel järsult piiratud ja tegelikult külmutati. Luure sarnase süsteemi väljatöötamise viimasest etapist potentsiaalse vastase - Ameerika Ühendriikide - leeris sai “röstitud kukeks”. 1963. aastaks olid ameeriklased tegelikult tellinud satelliitsüsteemi Transit ja 15. jaanuaril 1964 otsustas valitsus luua tsüklonikoodiga nõukogude analoogi (mõned allikad mainivad hingematvat nime Cyclone-B).
Sellest hetkest sai algatusrühmade poolpõrandaalune töö ametlikuks riiklikuks programmiks. Süsteemi peamiseks arendajaks sai OKB-10, "ülemaks" määrati Mihhail Fedorovitš Rešetnev, raadioseadmete eest vastutas lahkumistehnika uurimisinstituut (NIIP). Eskiiside tasandil oli projekt 1966. aasta juuliks valmis ja samal ajal kiideti heaks katsebaasid-okeanograafialus "Nikolai Zubov" allveelaevadega B-88, B-36 ja B-73.
Laev "Nikolai Zubov". Allikas: kik-sssr.ru
Esimene kodumaine opereeriv navigatsiooniline kosmoselaev oli Kosmos-192 (kanderakett Kosmos-3M), mis saadeti õhku 25. novembril 1967 Plesetski kosmodroomilt. Järgmine oli "Kosmos - 220", mis saadeti madalale orbiidile 7. mail 1968, "Kosmos - 292" (14. august 1969) ja "Kosmos -332" (11. aprill 1970). Katsed lõppesid 1970. aasta suveks ja leidsid järgmise täpsuse: Doppleri efekti põhjal - 1,5 km, kaugusmõõtesüsteem - 1,8 km ja kursisüsteemi korrigeerimine oli 3-4 kaareminutit.
Süsteemi "Cyclone" satelliidi mudel. Allikas: wikipedia.ru
Paruse süsteemi kosmoseaparaat. Allikas: gazetamir.ru
Satelliitide orbiidi kõrgus oli 1000 kilomeetrit - need olid tüüpilised madala orbiidiga sõidukid, mille periood oli 105 minutit ümber planeedi. Ekvatoriaaltasandile oli Kosmose seeria kosmoselaeva orbiitide kalle 830, mis muutis need ümberpolaarseteks satelliitideks. Pärast kuueaastast nelja navigatsioonisatelliidi proovitööd septembris 1976 võeti süsteem kasutusele nimega "Parus". Selleks ajaks oli liikvel oleva laeva koordinaatide määramise täpsus 250 meetrit ja sadamas sildumisjoonte juures - umbes 60 meetrit. Süsteem oli üsna tõhus - asukoha määramise aeg jäi 6-15 minuti piiresse. Peamine erinevus kodumaise arengu ja Ameerika transiidi vahel oli võimalus raadiotelegraafiga suhelda mereväe laevade ja allveelaevade vahel juhtimispunktide ja üksteisega. Suhtlust pakuti nii raadio ühise nähtavuse tingimustes kui ka võimaluse kaudu edastada sõnum ühelt abonendilt teisele, see tähendab globaalses mastaabis. Viimasel juhul oli side viivitus 2-3 tundi. Nii sündis maailma esimene navigatsioon-sidesatelliitide süsteem "Parus", mis pööras Nõukogude laevastiku navigatsiooni pea peale. Esmakordselt sai võimalikuks määrata oma asukoht sõltumata ilmast, kellaajast või aastaajast kõikjal maailmameres. See süsteem töötab endiselt.
Aastal 1979 telliti Cicada süsteem tsiviillaevade teenindamiseks, millel puudusid sõjalised navigatsiooniseadmed ja sidevõimalused. Kaks aastat varem jõudis satelliitnavigatsiooniandmetel põhinev jäämurdja Artika esimest korda maailmas merelaevade jaoks põhjapoolusele. Tsikada jaoks saadeti orbiidigrupp neljast satelliidist ja sõjaväelisel "Parusel" oli erinevatel aegadel madalal orbiidil keskmiselt 6-7 kosmoselaeva. Päästetehnika COSPAS-SARSAT või, nagu seda ka nimetatakse, Nadezhda süsteemi paigaldamine, mis on välja töötatud Omski ühingus Polet, on muutunud Cicada tõsiseks moderniseerimiseks. Päästesüsteem ilmus pärast NSV Liidu, USA, Kanada ja Prantsusmaa vahelise valitsustevahelise kokkuleppe allkirjastamist 23. novembril 1979 COSPAS - avariilaevade kosmoseotsingusüsteemi - SARSAT - Search and Rescue Satellite -Aided Tracking arendamise kohta. Süsteem pidi vastutama hätta sattunud lennukite ja laevade leidmise eest. Satelliitidelt teabe saamise punktid asusid algselt Moskvas, Novosibirskis, Arhangelskis, Vladivostokis (NSVL), San Franciscos, St. Louis'is, Alaskal (USA), Ottawas (Kanada), Toulouse'is (Prantsusmaa) ja Tromsøs (Norras). Iga satelliit, mis lendas üle Maa pinna, sai signaale ringikujuliselt alalt, mille läbimõõt oli 6000 km. Minimaalne satelliitide arv hädaabimajakate signaalide usaldusväärseks vastuvõtmiseks oli neli. Kuna sel ajal ei saanud selliseid seadmeid valmistada keegi peale USA ja NSV Liidu, siis just need kaks riiki pakkusid orbitaalrühma COSPAS-SARSAT. Satelliidid said hädasolija signaali, edastasid selle maapinnale, kus nad määrasid tema koordinaadid 3,5 km täpsusega ja tegid tunni jooksul otsuse päästeoperatsiooni kohta.
COSPAS-SARSATi embleem kuni 1992. aastani. wikipedia.ru
COSPAS-SARSATi tööpõhimõtte illustratsioon. Allikas: seaman-sea.ru
Just Nõukogude Liidu satelliit koos Nadezhda varustusega salvestas 1982. aasta septembris esimese hädasignaali Kanada lääneosas mägedes alla kukkunud kergemootorilise lennukiga. Selle tulemusena evakueeriti kolm Kanada kodanikku - nii avas rahvusvaheline projekt COSPAS -SARSAT päästetud hingede konto. Tasub meenutada, et sarnane lugu sündis keset külma sõda - 1983. aastal nimetas Reagan NSV Liitu ametlikult "Kurja impeeriumiks" ning COSPAS -SARSAT toimib siiani ja on päästnud juba umbes 4000 inimest.
Rahvusvahelise süsteemi COSPAS-SARSAT kodumasinad "Nadezhda". Allikas: seaman-sea.ru
Vajadust töötada välja keskmise orbiidiga navigatsioonisüsteem, mis on vajalik mitte ainult „merele“, vaid ka „jalaväega“lennundusele, arutati NSV Liidus juba 1966. aastal. Tulemuseks oli uurimistöö "Prognoos" Yu. I. Maksyuta juhtimisel, mille kohaselt nad 1969. aastal väitsid võimalust navigeerimissatelliitide Maa keskmisele orbiidile laskmiseks. Tulevikus kandis see projekt nime GLONASS ja see loodi suure hulga organisatsioonide - Krasnojarski Rakendusmehaanika Disainibüroo, Moskva Instrumenditehnika Uurimisinstituudi ja Leningradi Teadusuuringute Raadiotehnika Instituudi (LNIRTI) - osavõtul. Nõukogude Liit lasi esimese GLONASS -satelliidi kosmosesse 12. oktoobril 1983 ja 1993. aastal võeti süsteem Venemaal kasutusele, ehkki kärbitud versioonina. Ja alles 1995. aastaks tõsteti GLONASS täiskohaga 24 sõidukisse, täiustati maapealset infrastruktuuri ja navigatsioon oli 100% töökorras. Sel ajal oli koordinaatide määramise täpsus 15–25 meetrit, kiiruskomponentide määramine (uus võimalus) 5–6,5 cm / s ja kodumasinad suutsid määrata aja täpsusega 0,25–0,5 μs. Kuid kuue aasta jooksul vähendati orbiidi tähtkuju 5 satelliidini ja kõik oli valmis Venemaa satelliitnavigatsioonisüsteemi täielikuks likvideerimiseks. Taassünd toimus 2001. aasta augustis, kui Vene Föderatsiooni valitsus võttis vastu föderaalse sihtprogrammi "Global Navigation System", mis oli teatud määral mõeldud GPS -iga konkureerimiseks. Aga see on natuke teine lugu.
