GPS сателити от следващо поколение, проектирани във виртуална реалност

Концептуално изкуство на космически кораб GPS 3

Глобалната система за позициониране от следващо поколение, известна като GPS 3. Съзвездието на космическите кораби GPS 3 ще подобри услугите за местоположение, навигация и синхронизация и ще предостави разширени възможности за блокиране. (Изображение кредит: Lockheed Martin)



LITTLETON, Colo. - Нова фабрика, създадена, за да изтласка следващото поколение сателити на усъвършенстваната глобална система за позициониране, ще се възползва от някои холивудски магии: 3D очила и виртуална реалност.

Аерокосмическата фирма Lockheed Martin отвори новия си център за обработка на сателитни GPS тук миналия месец. Спортна площ от 4600 квадратни фута (4 645 квадратни метра) от пространство за сглобяване и изпитване на космически кораби, зоната включва чиста стая с високи заливи и специални тестови камери.

ВВС на САЩ са планирали да поръчат до 32 спътника GPS 3 серия. Втората ескадрила за космически операции на ВВС на САЩ, базирана в съседната военновъздушна база Schriever в Колорадо Спрингс, управлява и управлява спътниковото съзвездие GPS както за граждански, така и за военни потребители.



Очаква се новото съоръжение на Lockheed Martin да доставя четири космически кораба годишно и да има капацитет за конструиране на цели седем космически кораба едновременно, каза Марк Валерио, вицепрезидент на Lockheed Martin и генерален мениджър за системи за наблюдение и навигация.

„Подобно на производството на самолети и автомобили, всеки спътник GPS 3 ще се движи през последователни работни станции за различни операции по сглобяване и интеграция, завършвайки с процедури за изпитване на околната среда“, отбеляза Валерио в бележките на откриването.

Сателитите ще бъдат проектирани да имат 15-годишен живот, три до седем години повече от сегашните космически кораби. Всъщност повече от половината спътници, които в момента са в орбита, са минали през техния живот на проектиране на мисията. Първите спътници GPS 3 са планирани за пускане на пазара през 2014 г. Вече седнал на фабричния етаж е GPS 3 „Non-Flight Satellite Testbed“-пълноразмерен, еквивалентен на полет прототип на спътник GPS 3. Той се използва за идентифициране и решаване на проблеми с развитието преди сглобяването и тестването на първия космически кораб.



Факторът CHIL

За новите спътници аерокосмическата фирма използва Колаборативна лаборатория за потапяне на хора, известна във високотехнологичния стенограф като CHIL. [ Видео: По -добри спътници чрез виртуална реалност ]

„Ние използваме иновативна технология за виртуална реалност и базирано на модели симулиране, което намалява риска предварително и допринася за спестяването както на време, така и на разходи“, каза Майкъл Фридман, говорител на Lockheed за програмата GPS 3.



Неполетен сателитен тест GPS 3-пълен размер, еквивалентен на полет прототип на спътник GPS 3-се използва за идентифициране и решаване на проблеми с развитието преди интегрирането и тестването на първия космически кораб.

Неполетен сателитен тест GPS 3-пълен размер, еквивалентен на полет прототип на спътник GPS 3-се използва за идентифициране и решаване на проблеми с развитието преди интегрирането и тестването на първия космически кораб.(Изображение кредит: Lockheed Martin)

Лабораторията може да валидира, тества и разбира продукти и процеси практически, преди продуктите да са създадени физически. „С този виртуален подход всички проблеми се появяват в началото на разработката, което им позволява да бъдат решени бързо и с малко или никакво въздействие върху програмата“, каза Фридман пред demokratija.eu. 'На практика ние вече сме изградили и доказали практически сателита GPS 3.'

Според Джеф Смит, директор на специални проекти за Lockheed Martin Space Systems Co., докато подобна технология се използва във филмовата индустрия за създаване на фиктивни светове, „CHIL е реален“ и използва проследяване на движение и технология за виртуална реалност .

Използвайки CHIL, компанията се надява бързо да реши проблемите. Дизайнът на хардуера и производствените процеси могат да бъдат фино настроени преди началото на производството или развитието. Това ще позволи на инженерите да идентифицират рисковете и да повишат ефективността в началото на разработването на програмата - когато разходите, рискът и времето, свързани с извършването на модификации, са ниски, добави Смит.

За програмата GPS 3 се използва съвместна лаборатория за потапяне на хора за валидиране, тестване и разбиране на продукти и процеси на практика, преди да бъдат създадени физически.

За програмата GPS 3 се използва съвместна лаборатория за потапяне на хора за валидиране, тестване и разбиране на продукти и процеси на практика, преди да бъдат създадени физически.(Изображение кредит: Lockheed Martin)

Предстоят предизвикателства

През 2008 г. Lockheed Martin получи договор от 1,5 милиарда долара за проектиране, разработване и производство на GPS 3 нелетен сателитен тест и първите два спътника GPS 3, с опции за цена до 10 допълнителни спътника. В началото на тази година ВВС използваха опции на стойност 238 милиона долара за производството на следващите два спътника GPS 3, номера 3 и 4. В крайна сметка ВВС планират да закупят до 32 от навигационните спътници.

През следващите години ще има няколко предизвикателства за модернизиране на GPS спътници, каза Джо Тренч, вицепрезидент на Lockheed Martin за навигационни системи.

Първо, толкова много от сегашните спътници са минали през живота на проектирането на мисията. Второ, търсенето на GPS се увеличава, като потребителите искат повече точност. Това означава необходимостта от по-мощни космически кораби, повече наличност и по-добро покритие на Земята, каза Тренч.

Тренч също подчерта една тревожна тенденция.

„Противниците работят агресивно, за да смекчат американското GPS бойно предимство“, каза Тренч. „Напредъкът в заглушаване, измама и кибератака правят настоящата GPS система все по -уязвима. Освен това бойците се нуждаят от по -голяма точност и по -добро покритие на Земята, за да работят с прецизност, когато и където е най -важно. “

Поглед към площта за сглобяване и тестване на космически кораби от 50 000 квадратни метра, която включва висок залив за чиста стая и специални тестови камери за програмата GPS 3.

Поглед към площта за сглобяване и тестване на космически кораби от 50 000 квадратни метра, която включва висок залив за чиста стая и специални тестови камери за програмата GPS 3.(Изображение кредит: Lockheed Martin)

Сателити против задръстване

Сателитите GPS 3 трябва да доставят до осем пъти по -мощни сигнали за военни потребители. Това увеличение на мощността подобрява възможностите на системата за блокиране на задръстванията, каза Тренч пред demokratija.eu. [ Топ 10 на концепциите за космически оръжия ]

Подобрената архитектура за осигуряване на информация с GPS 3 също ще осигури по-добра киберзащита и способност за откриване, смекчаване и реагиране на кибератаки, отбеляза Тренч.

Освен това, GPS 3 ще изпомпва сигнали, които са до четири пъти по -точни от тези от сегашния космически кораб. С увеличеното покритие на Земята обещанието на GPS 3 е да подобри достъпа до GPS данни от цял ​​свят, включително от каньони, планини и гъста градска среда, каза Тренч.

По време на презентациите в деня на откриването беше подчертано, че GPS 3 ще бъде първият, който ще включи новия L1C сигнал, проектиран да бъде съвместим с глобални навигационни спътникови системи от други нации.

Момент „Еврика“

По време на церемониите на GPS 3 Валерио се върна назад във времето, за да предложи някаква перспектива.

Навигацията от космоса е създадена за първи път през 1957 г., когато двама учени от лабораторията по приложна физика на университета „Джон Хопкинс“ слушат сигнали от руския спътник „Спутник 1“.

Джордж Вайфенбах и Уилям Гуйер от APL успяха да определят орбитата на Sputnik, като анализират доплеровото изместване на неговите радиосигнали. След това двамата имаха момент „Еврика“, посочи Валерио. Ако позицията на спътник е известна и предвидима, тогава доплеровото изместване може да се използва за намиране на приемник на Земята. С други думи, човек може да се движи по сателит.

„В същото време, докато разработваше ракетата Polaris, изстреляна от подводници, ВМС на САЩ установиха необходимост от по-добро проследяване на точното местоположение на техните подводници“, добави Валерио. Тази нужда породи първоначално федерално финансиране за първите космически базирани навигационни програми & hellip; и помогна за стимулирането на GPS да се превърне в днешната глобална програма, заключи той.

Леонард Дейвид докладва за космическата индустрия повече от пет десетилетия. Той е носител на миналогодишната награда на National Space Club Press и бивш главен редактор на списанията Ad Astra и Space World на Националното космическо общество. Той пише за demokratija.eu от 1999 г.