Pierwsza generacja systemów nawigacji satelitarnej w Związku Radzieckim otrzymała nazwę „Żagiel” i została opracowana na podstawie Instytutu Badań Naukowych Nawigacji Hydrograficznej (NIGSHI) Marynarki Wojennej. Sam pomysł wykorzystania sztucznych satelitów Ziemi jako głównego elementu nawigacji przyszedł do byłego nawigatora morskiego Wadima Aleksiejewicza Fufajewa w 1955 roku. Pod kierownictwem ideologicznego geniusza w NIGSHI utworzono grupę inicjatywną, która zajmowała się określaniem współrzędnych na odległość. Drugi kierunek był tematem Dopplera wyznaczania współrzędnych pod kierownictwem V. P. Zakolodyazhny'ego, a trzecia grupa była odpowiedzialna za goniometryczne wyznaczanie współrzędnych - kierownikiem kierunku był E. F. Suworow. Na początku lat 60. powstał pierwszy krajowy globalny system nawigacji satelitarnej LEO. Oprócz NIGSHI w projekcie aktywnie uczestniczyli pracownicy NII-4 Ministerstwa Obrony. Zakładano, że pierwszymi „użytkownikami” nawigacji satelitarnej będą okręty Marynarki Wojennej ZSRR. Jednak wszystko nagle się zatrzymało - program został mocno ograniczony w finansowaniu i został faktycznie zamrożony. Informacje o końcowym etapie rozwoju podobnego systemu w obozie potencjalnego przeciwnika - Stanów Zjednoczonych - stały się „pieczonym kogutem”. W 1963 roku Amerykanie faktycznie zamówili system satelitarny Transit, a 15 stycznia 1964 rząd zdecydował się stworzyć radziecki odpowiednik pod kodem Cyclone (niektóre źródła podają zapierającą dech w piersiach nazwę Cyclone-B).
Od tego momentu pół-podziemna praca grup inicjatywnych stała się oficjalnym programem państwowym. OKB-10 stał się głównym twórcą systemu, Michaił Fiodorowicz Reszetniew został mianowany „szefem”, a za sprzęt radiowy odpowiadał Instytut Badawczy Inżynierii Partingu (NIIP). Na poziomie szkiców projekt był gotowy do lipca 1966 r., A jednocześnie zatwierdzono bazy testowe - statek oceanograficzny „Nikołaj Zubow” z okrętami podwodnymi B-88, B-36 i B-73.
Statek „Nikolay Zubov”. Źródło: kik-sssr.ru
Pierwszą operacyjną nawigacyjną jednostką kosmiczną był Kosmos-192 (nośnikiem startowym był Kosmos-3M), wystrzelony 25 listopada 1967 r. z kosmodromu Plesieck. Następny był „Kosmos – 220”, wysłany na niską orbitę 7 maja 1968 r., „Kosmos – 292” (14 sierpnia 1969 r.) i „Kosmos-332” (11 kwietnia 1970 r.). Testy zakończyły się latem 1970 roku i wykazały następującą dokładność: na podstawie efektu Dopplera - 1,5 km, systemu dalmierzowego - 1,8 km, a korekcja systemu kursu wynosiła 3-4 minuty kątowe.
Model satelity systemu „Cyclone”. Źródło: wikipedia.ru
Statek kosmiczny systemu Parus. Źródło: gazetamir.ru
Wysokość orbitalna satelitów wynosiła 1000 kilometrów - były to typowe pojazdy niskoorbitalne z okresem 105 minut wokół planety. Do płaszczyzny równikowej nachylenie orbit statku kosmicznego serii Kosmos wynosiło 830, co uczyniło je satelitami okołobiegunowymi. Po sześciu latach próbnej eksploatacji czterech satelitów nawigacyjnych we wrześniu 1976 r. system został oddany do użytku pod nazwą „Parus”. Do tego czasu dokładność określenia współrzędnych statku w ruchu wynosiła 250 metrów, a w porcie przy cumach około 60 metrów. System działał dość sprawnie - czas na ustalenie lokalizacji wynosił 6-15 minut. Kluczową różnicą między rozwojem krajowym a amerykańskim tranzytem była możliwość łączności radiotelegraficznej między okrętami i okrętami podwodnymi Marynarki Wojennej ze stanowiskami dowodzenia i między sobą. Komunikacja realizowana była zarówno w warunkach wspólnej widoczności radiowej, jak i w opcji przekazywania wiadomości od jednego abonenta do drugiego, czyli w skali globalnej. W tym drugim przypadku opóźnienie komunikacji wynosiło 2-3 godziny. Tak narodził się pierwszy na świecie satelitarny system nawigacyjno-komunikacyjny „Parus”, który wywrócił nawigację floty radzieckiej do góry nogami. Po raz pierwszy można było określić swoje położenie niezależnie od pogody, pory dnia czy roku w dowolnym miejscu na Oceanie Światowym. Ten system nadal działa.
W 1979 roku system Cicada został oddany do obsługi statków cywilnych, pozbawionych wojskowego sprzętu nawigacyjnego i możliwości łączności. Dwa lata wcześniej lodołamacz Artika, bazując na danych nawigacji satelitarnej, po raz pierwszy na świecie dotarł do bieguna północnego dla statków morskich. Orbitalna grupa czterech satelitów została wysłana dla „Tsikady”, a wojskowy „Parus” w różnym czasie miał średnio 6-7 statków kosmicznych na niskiej orbicie. Poważną modernizacją Cykady stała się instalacja sprzętu ratowniczego COSPAS-SARSAT lub, jak to się nazywa, systemu Nadieżda, opracowanego w omskim stowarzyszeniu Polet. System ratunkowy pojawił się po podpisaniu 23 listopada 1979 r. międzyrządowego porozumienia między ZSRR, USA, Kanadą i Francją o rozwoju COSPAS – Systemu Poszukiwania Kosmicznego dla Statków Ratowniczych, SARSAT – Wspomaganego Satelitarnego Śledzenia Poszukiwawczo-Ratowniczego. System miał być odpowiedzialny za znajdowanie zagrożonych samolotów i statków. Punkty odbioru informacji z satelitów znajdowały się pierwotnie w Moskwie, Nowosybirsku, Archangielsku, Władywostoku (ZSRR), San Francisco, St. Louis, Alasce (USA), Ottawie (Kanada), Tuluzie (Francja) i Tromsø (Norwegia). Każdy satelita przelatujący nad powierzchnią Ziemi odbierał sygnały z okrągłego obszaru o średnicy 6000 km. Minimalna liczba satelitów wymagana do niezawodnego odbioru sygnałów z radiolatarni awaryjnych wynosiła cztery. Ponieważ w tym czasie nikt poza USA i ZSRR nie mógł wyprodukować takiego sprzętu, to właśnie te dwa kraje dostarczyły grupę orbitalną COSPAS-SARSAT. Satelity odebrały sygnał osoby w niebezpieczeństwie, przekazały go do punktu naziemnego, gdzie z dokładnością do 3,5 km ustaliły jego współrzędne iw ciągu godziny podjęły decyzję o akcji ratunkowej.
Godło COSPAS-SARSAT do 1992 roku. wikipedia.ru
Ilustracja zasady działania COSPAS-SARSAT. Źródło: seaman-sea.ru
To sowiecki satelita ze sprzętem Nadieżda we wrześniu 1982 roku zarejestrował pierwszy sygnał o niebezpieczeństwie z samolotu z lekkim silnikiem, który rozbił się w górach w zachodniej Kanadzie. W rezultacie trzech obywateli Kanady zostało ewakuowanych – w ten sposób międzynarodowy projekt COSPAS-SARSAT otworzył konto uratowanych dusz. Warto przypomnieć, że podobna historia narodziła się w środku zimnej wojny – w 1983 roku Reagan oficjalnie nazwał ZSRR „Imperium Zła”, a COSPAS-SARSAT nadal funkcjonuje i uratował już około 4000 osób.
Aparatura domowa „Nadieżda” międzynarodowego systemu COSPAS-SARSAT. Źródło: seaman-sea.ru
O potrzebie opracowania systemu nawigacji na średniej orbicie, niezbędnego nie tylko dla „morza”, ale także dla lotnictwa z „piechotą”, dyskutowano w ZSRR już w 1966 roku. Efektem była praca badawcza „Prognoza” pod kierownictwem Yu I. Maksyuty, zgodnie z którą w 1969 roku argumentowano możliwość wystrzelenia satelitów nawigacyjnych na środkową orbitę Ziemi. W przyszłości projekt ten nosił nazwę GLONASS i został stworzony przy udziale dużej liczby organizacji - Krasnojarskiego Biura Projektowego Mechaniki Stosowanej, Moskiewskiego Instytutu Badawczego Inżynierii Instrumentów i Leningradzkiego Instytutu Badań Naukowych Radiotechniki (LNIRTI). Związek Radziecki wystrzelił pierwszego satelitę GLONASS w kosmos 12 października 1983 r., A w 1993 r. system został przyjęty w Rosji, choć w wersji okrojonej. Dopiero do 1995 roku GLONASS został zatrudniony w pełnym wymiarze godzin w 24 pojazdach, infrastruktura naziemna została ulepszona, a nawigacja była w 100% sprawna. W tym czasie dokładność wyznaczania współrzędnych wynosiła 15-25 metrów, wyznaczanie składowych prędkości (nowa opcja) 5-6,5 cm/s, a sprzęt domowy potrafił wyznaczać czas z dokładnością 0,25-0,5 μs. Ale w ciągu sześciu lat konstelacja orbitalna została zredukowana do 5 satelitów i wszystko było gotowe do całkowitego wyeliminowania rosyjskiego systemu nawigacji satelitarnej. Odrodzenie nastąpiło w sierpniu 2001 roku, kiedy rząd Federacji Rosyjskiej przyjął federalny program docelowy „Global Navigation System”, mający w pewnym stopniu konkurować z GPS. Ale to trochę inna historia.
