Сеть судного дня: как система наземных станций обеспечивает стабильную навигацию в технологической изоляции

Система LORAN была создана в 1940-е — в то время корабли еще терялись в океане, а бомбардировщики промахивались на километры. Принцип ее работы был прост: наземные станции излучали синхронизированные импульсы. По задержке их приема можно было определить положение судна с точностью до 500 м — фантастика в эпоху секстантов. Система стала «невидимым штурманом» Второй мировой: например, в 1944 году B-29 использовали ее для ударов по Японии, сократив ошибки с 15 км до 300 м.

После войны в Арктике заработал советский аналог LORAN — система «Чайка» (полярники прозвали ее так из-за характерного звука сигнала), позволяющая определять координаты самолетов и кораблей с точностью от 50 до 100 м.

Но станции LORAN покрывали лишь 30% планеты. Когда СССР в 1957 году запустил «Спутник-1», ученые, отслеживая его сигнал, обнаружили эффект Доплера: частота радиоволн менялась в зависимости от расстояния до объекта. Это натолкнуло физиков на гениальную идею: если по наземным сигналам удается вычислять орбиту спутника, то по космическим сигналам можно определить координаты приемника на Земле.

Так в 1964 году родился проект Transit — первая в мире спутниковая навигационная система. Сегодня такие системы (GPS, BeiDou, ГЛОНАСС) обеспечивают точность позиционирования до 30 см для военных (с зашифрованным каналом PPS) и до 3–5 м для гражданских. Но кроме преимуществ у подобных сетей есть и недостатки: спутники уязвимы к космической погоде (вспышка на Солнце в 2022 году «ослепила» GPS на час), подвержены глушению (джаммингу) и подмене координат (спуфингу). Поэтому в мире сохраняются и наземные системы радионавигации, такие как eLORAN и «Чайка».

Мир будущего будет построен не на угле, нефти, стали, бетоне и животноводстве, а на фотонах, электронах, ДНК, молекулах и кубитах. Предполагается, что в ближайшие десятилетия в глобальных отраслях затраты снизятся в 10 и более раз, производство станет в 10 раз эффективнее, будет потреблять на 90% меньше ресурсов и давать в 100 раз меньше отходов, а роботы заменят людей во всех основных секторах мировой экономики.

В военном деле все описанные процессы идут еще быстрее: в этой области на кон поставлено существование государства. И «кровь» такой экономики будущего — навигация и сверхскоростная передача данных. Уберите их, и человечество сразу откатится на пару веков в прошлое. Это краеугольные технологии безопасности страны, и они сейчас уязвимы.

Выход — возврат к наземным технологиям, но на новом уровне. Радионавигационные системы ZALA «ГЕОКОСМОС», не зависящие от спутников, позволяют определять положение с точностью до метра даже в самых дальних уголках планеты. Основой таких решений должна стать плотная сеть наземных станций, синхронизирующих свои сигналы через оптоволоконные каналы. Благодаря широкому диапазону частот — от 30 МГц до 8 ГГц — можно не только обойти спутниковые слепые зоны, но и минимизировать влияние помех, погодных аномалий или преднамеренных атак.

Когда привычный мобильный интернет недоступен, вопрос связи выходит на первый план. Здесь поможет ретрансляция управляющей линии C2, обеспечивающая мгновенную и защищенную передачу данных между центром управления и объектом. Минимальные задержки по времени, гарантированная доставка команд и устойчивость к внешнему воздействию — все это реально благодаря программно-определяемым приемопередатчикам, работающим в динамически изменяемых сигнально-кодовых конструкциях.

ZALA «ГЕОКОСМОС» — опутывающая Россию сеть наземных станций, соединенных оптоволокном. Сердце системы — программно-определяемые приемопередатчики. Каждая станция способна излучать и принимать любые сигналы, меняя только программный код. В этом сила и красота идеи разработчиков ZALA.

Устойчивость и надежность новой наземной инфраструктуры базируются на распределенности и гибкости. При выходе какой-либо станции из строя сигнал автоматически перенаправляется по другому маршруту, а широкое покрытие по частотам позволяет адаптироваться к условиям внешней среды и намеренным попыткам создать помехи. Это похоже на наземную версию Starlink, только ориентированную на летающие объекты и узконаправленную связь, а не массовый интернет для смартфонов. Система может стать надежным фундаментом не только для навигации дронов и авиации, но и для поддержки автономных транспортных средств, поисково-спасательных операций и промышленных беспилотников там, где спутники и сотовые сети бессильны.

Если раньше аналоговые приемо-передающие устройства строились на генераторах, умножителях частоты, усилителях мощности и прочих приборах, то сейчас 90% функций — цифровой код. Уровень современных технологий позволяет собрать качественный приемопередатчик любых сигналов на доступной компонентной базе. Можно радио по всей стране запустить. Можно работать как базовая сотовая станция. Можно создать навигационную систему для космических объектов. Можно запустить мегарадиотелескоп, где вся страна с такими станциями станет фазированной решеткой планетарного масштаба. Но самое важное свойство — суперустойчивая навигационная система.

Лет пять назад я впервые покатался на прототипе беспилотного летающего такси и был твердо уверен, что уж в 2025 году точно буду добираться до аэропорта на летающем авто. Главные шоу-стоперы последних автосалонов — электрические пассажирские дроны. Однако наши небеса до сих пор пусты.

Главная проблема для беспилотников — воздушные коридоры. Для авиации достаточно эшелонов: горизонтальная «нарезка» делается по высоте. Для миллионов низко летящих дронов нужны трехмерные коридоры, в том числе в районах с плотной застройкой. Частично эту проблему собираются решать при помощи мобильных сетей следующего поколения, 5G и 6G. Собираются — но пока не решили.

Однако навигация еще не все. Одно из ключевых требований военных и критических гражданских систем — гарантированная передача команд управления (C2) с минимальными задержками и максимальной устойчивостью. Особенно это важно для БПЛА, автономных машин и беспилотных кораблей, где даже миллисекунды решают все.

ZALA «ГЕОКОСМОС» позволяет организовать двунаправленные каналы управления с защищенной передачей данных. В условиях, когда воздушное пространство превращается в сложную 3D-среду, такая система сможет не только направлять беспилотники, но и разводить их по виртуальным маршрутам в реальном времени, автоматически предотвращая столкновения. Так выглядит авиадиспетчер XXI века.

Все базовые станции ZALA оборудованы метеодатчиками, но это не самое интересное. На сегодняшний день практически любой летательный аппарат измеряет скорость ветра, температуру и влажность. «ГЕОКОСМОС» способен собирать и обрабатывать эту информацию в реальном времени: данные по приземному слою предоставляют наземные станции, а на разных высотах — летательные аппараты. Если добавить к этому системы с искусственным интеллектом, получим качественный скачок и в метеопрогнозах.

Наземные базовые станции — первый из двух основных компонентов системы ZALA «ГЕОКОСМОС». Второй — бортовой трансивер, способный принимать и передавать сигналы.

Александр Захаров протягивает мне черный ребристый прибор размером меньше пачки сигарет: «Вот он. Сделан в России по отечественным технологиям. Суверенный трансивер для суверенной системы». Такие приборы существуют в различных форм-факторах, устанавливаются на любых транспортных средствах — от маленьких дронов до атомных ледоколов — и способны обеспечивать навигацию, связь, передачу данных и работу систем опознания «свой/чужой» в условиях глобального сбоя навигации.

ZALA «ГЕОКОСМОС» не просто альтернатива — это платформа будущего. Благодаря программно-определяемому радио (SDR) система может работать в любых диапазонах и легко адаптироваться к новым стандартам связи. Если одни частоты будут подавлены или заняты, «ГЕОКОСМОС» мгновенно переключится на другие. Такая архитектура делает систему по-настоящему неуязвимой для подавления и поддерживает широкий спектр функций — от РЭБ до ретрансляции сигнала для других систем связи. Это защита от всего, от техногенных сбоев до вражеских атак.

Для того чтобы покрыть всю территорию страны, потребуется 12 тысяч таких станций. В систему ZALA «ГЕОКОСМОС» закладывается двойная избыточность: две станции способны обеспечивать связь и навигацию на расстоянии 100 км друг от друга, но главный конструктор ZALA считает, что их надо располагать с интервалом в 50 км на случай техобслуживания, поломки или изменения архитектуры всей сети, когда одна половина штатно работает, а другая переходит на новые технологии.

Поскольку система изначально строится на цифровой обработке сигналов, она будет готова и к новым технологиям, которые появятся через 10–15 лет, — достаточно будет просто обновить программное обеспечение. Выглядит это как фантастика, но я видел все элементы новой системы вживую: и станции, и трансиверы производятся на уральских заводах. И уже работают в новых регионах страны, где буквально проходят проверку боем. «ГЕОКОСМОС» — настоящий суверенитет, уверен Захаров. «Даже если рухнет все, у нас останутся связь и навигация», — улыбается он. Это не просто технология. Это страховка цивилизации.