©

Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej

www.kosmos.gov.pl

NAWIGACJA

SATELITARNA

W

LOTNICTWIE

WOJSKOWYM

Technika satelitarna inspirowana była przez wojskowych i dla wojskowych. Okres zimnej wojny powodował
nakręcanie spirali zbrojeń. Dla efektywnego wykorzystania środków rażenia niezbędne były nie tylko systemy
ich przenoszenia, ale także precyzyjne określenie położenia celu i czynnika przenoszącego środki rażenia.
Propozycja utworzenia niezależnego układu odniesienia w postaci systemu satelitów wykonujących lot wokół
Ziemi po znanej trajektorii spotkała się z aprobatą sfer rządowych pod jednym warunkiem, że system ten będzie
służył nie tylko wojsku, a przede wszystkim gospodarce narodowej kraju inwestującego. Obecnie GPS jest
dostępny dla wszystkich krajów świata i służy rozwojowi gospodarki w ujęciu globalnym. Założenia wstępne tj.
wykorzystanie do celów wojskowych nadal stanowi priorytet w procesach modernizacji tego systemu.

W lotnictwie wojskowym system GPS jest stosowany w nawigacji we wszystkich fazach lotu oraz w kontroli
ruchu statków powietrznych.

Czynnikami generującymi rozwój nawigacji satelitarnej są przede wszystkim:

samoloty nowej generacji,

bezpilotowe statki powietrzne,

nowoczesne środki rażenia.

1.

Wykorzystanie nawigacji satelitarnej przez samoloty nowej generacji

1.1.

Nawigowanie statkiem powietrznym w przestrzeniach kontrolowanych, nie kontrolowanych i
strefach wydzielonych

Wykorzystanie techniki satelitarnej do nawigowania statkiem powietrznym w przestrzeniach
kontrolowanych stanowi zdublowanie systemu kontroli lotów statków powietrznych. Położenie
samolotów wykonujących loty w korytarzach przelotu, nad obiektami nawigacyjnymi kontrolowane są
w oparciu o dodatkowe informacje z systemu GPS. Pilot wykonujący lot nad obszarem nie
kontrolowanym wykorzystuje do nawigowania systemy znajdujące się na pokładzie samolotu.
Systemy satelitarne określają pilotowi parametry lotu. W przypadku gdy samolot wyposażony jest w
systemy inercyjne, pilot ma możliwość wykorzystania wszystkich danych nawigacyjnych do
wykonania zadania. Na rysunku nr 1 pokazano zarejestrowany lot samolotu AN2 nad lotniskiem
Dęblin. Rejestrowanie trasy lotu daje możliwość przeprowadzenia analizy lotu po jego wykonaniu,
wykazaniu błędów w nawigowaniu oraz pokazaniu sytuacji niebezpiecznych wynikających z
nieprzestrzegania przepisów lotu.

Rys. 1. Trasa lotu samolotu AN2 nad lotniskiem Dęblin podczas podejścia do lądowania.

1.2.

Wykonywanie rozpoznania terenu i poszukiwanie obiektów pola walki

Systemy satelitarne ze względu na dokładność wyznaczania pozycji w separacji sekundowej są
szczególnie przydatne do wykonania rozpoznania w terenie przygodnym w celu poszukiwania
obiektów pola walki. Precyzyjne określenie położenia obiektu ruchomego lub nieruchomego i
przekazanie tej informacji w sposób automatyczny do dowódcy, który podejmuje decyzję o użyciu
ś

rodków rażenia jest gwarancją minimalizacji środków do unieruchomienia obiektu przeciwnika oraz

skutecznego oddziaływania na ten obiekt.

©

Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej

www.kosmos.gov.pl

1.3.

Wykonywanie ataków na cele naziemne (ruchome i nieruchome)

•

po rozpoznaniu samodzielne wykonywanie ataku

Wykonanie rozpoznania obiektu naziemnego (ruchomego lub nieruchomego), określenie
współrzędnych tych obiektów przez samoloty lub śmigłowce pozwala na wykonanie
skutecznego uderzenia po powtórnym podejściu do celu. Informacja o obiektach naziemnych
może być także przekazana przez pilota do następnych załóg samolotów i śmigłowców
bojowych w celu wykonania kolejnych ataków na rozpoznane obiekty. W przypadku
rozpoznania obiektów ruchomych bardzo istotną informacją będzie wiadomość podana do
dowódcy kierującego całą akcją o kierunku przemieszczania się ugrupowania wojsk (kolumn
czołgów, bojowych wozów, piechoty).

•

naprowadzanie lotnictwa na cele naziemne przez oficera naprowadzania (po określeniu

parametrów celu na rubieży styczności wojsk)
Dzięki technice satelitarnej wykonanie naprowadzania lotnictwa na cel naziemny przez
nawigatora stało się bezpieczniejsze i łatwiejsze. Proces określenia współrzędnych obiektu na
który mamy naprowadzić lotnictwo, dzięki dalmierzom laserowym stał się procesem
automatycznym. Informacja o położeniu obiektu w terenie zostaje przesłana na pokład samolotu
lub śmigłowca wykonującego atak automatycznie. Pilot posiada także informację o położeniu w
terenie nawigatora naprowadzania. Ma to decydujące znaczenie dla jego bezpieczeństwa ze
względu na wielkość strefy rażenia odłamków. Podstawą sukcesu wykonania zadania jest
skrytość działania i precyzja wyjścia na obiekt uderzenia. Dzięki systemom satelitarnym
nawigator naprowadzania wykorzystując środki techniczne jest w stanie zrealizować te
wymagania.

Rys. 2. Lot wykonany na symulatorze lotu TS 11 Iskra w naprowadzeniu na cel naziemny.

1.4.

Naprowadzanie na cele nawodne przez nawigatora naprowadzania będącego na okręcie z
wykorzystaniem stacji radiolokacyjnej

W praktyce naprowadzanie lotnictwa na cele nawodne z pokładu okrętu różni się od naprowadzania ze
stanowiska dowodzenia możliwością przemieszczania się okrętu podczas naprowadzania. Precyzyjne
naprowadzanie na cele nawodne uzależnione jest więc od dokładnego określenia współrzędnych
przemieszczającego się okrętu na którym zamontowano stacje radiolokacyjne.

1.5.

Podejście do lądowania i lądowanie na wybranym lotnisku

Wykorzystanie techniki satelitarnej do zabezpieczenie podejścia i lądowania statku powietrznego na
dowolnie wybranym lotnisku jest problemem, który musi być rozwiązany. Z punktu widzenia
ekonomicznego zastosowanie tej technologii jest rozwiązaniem najtańszym. Systemy stacjonarne
montowane na lotniska typu ILS, MLS są systemami kosztownym w momencie zakupu i kosztownymi
w procesie eksploatacji. Wykorzystanie GNSS do zabezpieczenia lądowania to przede wszystkim
zapewnienie ciągłości informacji na ścieżce zniżania ze szczególnym uwzględnieniem precyzyjnego
określenia wysokości lotu na zniżaniu. Wykorzystanie techniki satelitarnej pozwoliłoby na
zwiększenie przepustowości lotnisk, zwiększenie bezpieczeństwa lądowania statków powietrznych i
obniżenie kosztów.

©

Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej

www.kosmos.gov.pl

Wysoko

ś ć

elipsoidalna sam olotu An-2
w czasie zni

ż

ania

152,23

608,30

0

100

200

300

400

500

600

700

675

725

775

825

875

925

975

1025

1075

czas [s]

[m

]

Wys ok o

ś ć

elips oidalna s am olotu An-2
w czasie zni

ż

ania

152,23

608,30

0

100

200

300

400

500

600

700

675

725

775

825

875

925

975

1025

1075

czas [s]

[m

]

Rys. 3. Trasa lotu samolotu podczas podejścia do lądowania na lotnisku Dęblin.

1.6.

Nawigowanie na lotniskach (monitorowanie ruchu statków powietrznych)

Przemieszczanie się statku powietrznego na lotnisku można podzielić na trzy fazy:
- kołowanie po drodze startowej i drodze kołowania,
- zajęcie pozycji do startu,
- zajęcie miejsca na płycie lotniska po wylądowaniu.

Bardzo duże natężenie ruchu lotniczego na lotniskach w Europie i USA wymaga szczególnego nadzoru
ruchu samolotów na lotniskach. Katastrofy jakie zanotowano na lotniskach (w trudnych warunkach
atmosferycznych) były wynikiem braku nadzoru nad przemieszczaniem się samolotów (oczekujących
na start i lądujących). Montowanie systemów zawierających urządzenia GPS wraz z systemami
przesyłania danych o położeniu samolotu do centrum kontroli ruchu na lotnisku zwiększy możliwości
nadzoru nad tym ruchem i pozwoli na stworzenie systemów bezkolizyjnego poruszania się po drodze
kołowania i drogach startowych. Kontrolą powinny być objęte wszystkie pojazdy poruszające się po
lotnisku.

1.7.

Podejście do wież wiertniczych na morzu i lądowanie na platformie śmigłowców bojowych,
śmigłowców transportowych itp.

Szczególnego znaczenia z punktu widzenia bezpieczeństwa lotów stanowi problem podejścia do wież
wiertniczych w trudnych warunkach atmosferycznych (mgła, zadymienie). Precyzyjne określenie
współrzędnych położenia tych konstrukcji pozwala na wykonanie przelotu do nich wszystkich statków
powietrznych.

1.8.

Nawigacja lotnictwa Straży Granicznej

Lotnictwo Straży Granicznej wykorzystuje GNSS w działaniach takich jak:
-

loty wzdłuż granicy (lądowej i morskiej), prowadzenie rozpoznania terenu, określenie
współrzędnych przekroczenia granicy przez pojedynczych obywateli oraz zorganizowane grupy,

-

określenie kierunku przemieszczania się tych grup,

-

poszukiwanie rozbitków na morzu, określenie współrzędnych położenia i nakierowanie okrętów i
statków w rejon katastrofy,

-

patrolowanie strefy granicznej, określenia miejsc zanieczyszczeń (zrzutu do morza oleju i
zanieczyszczeń) przez statki i okręty,

-

fotografowanie wraz z rejestracją współrzędnych położenia stref zanieczyszczeń.

Szczególne znaczenie ma wykorzystanie techniki satelitarnej do patrolowania granicy państwowej RP.
Przebieg granicy w terenie trudno dostępnym zamaskowanym lasami, w terenie górzystym oraz długa
granica morska są poważnymi wyzwaniami dla Straży Granicznej. Określenie miejsca nielegalnego
przekroczenia granicy przez osoby i grupy pozwala na monitorowanie ich przemieszczania się oraz
przejęcie przez policję.
Poszukiwanie rozbitków na morzu przez lotnictwo oraz wykorzystanie urządzeń pokładowych
systemów satelitarnych zwiększyło operatywność działania i efektywność niesienia pomocy. Miejsce
katastrofy powstałej na morzu są monitorowane, a jednostki skierowane do niesienia pomocy otrzymują
dokładne współrzędne ich położenia.
Dzięki wykorzystaniu techniki satelitarnej zwiększyła się efektywność wykrycia stref zanieczyszczenia
ś

rodowiska, rejestracji współrzędnych plam ropopochodnych na morzu oraz rejestracji położenia

statków dokonujących zanieczyszczeń.

©

Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej

www.kosmos.gov.pl

1.9.

Nawigacja lotnictwa Policji

Policja wykorzystuje nawigację satelitarną w samolotach i śmigłowcach służących do monitorowania
przemieszczania się grup przestępczych oraz do patrolowania terenu trudnodostępnego w poszukiwaniu
terrorystów (loty na małej wysokości zgodnie z rzeźbą terenu).
Wykorzystanie techniki satelitarnej przez lotnictwo Policji jest realizacją tych samych problemów co
lotnictwa Straży Granicznej. Elementem dodatkowym jest monitorowanie przestępców w
aglomeracjach miejskich. Ze względu na odbicia sygnału od budynków warunki monitorowania
pojazdów są utrudnione. Ten fakt nabiera szczególnego znaczenia podczas monitorowania pojazdów
specjalnego znaczenia, pojazdów ważnych osób oraz transportu towarów niebezpiecznych.

2.

Wykorzystanie nawigacji satelitarnej przez statki powietrzne nowej generacji

Podjęcie z terytorium przeciwnika:

- pilotów zestrzelonych
- osób po katastrofach lotniczych
- po wykonaniu zadań specjalnych (określenie miejsca pobytu, określenie miejsca podjęcia pilotów,
grup wykonujących zadania, uczestników katastrof)

Obecne doświadczenia wykorzystania techniki satelitarnej w akcjach ratowania zestrzelonych nad
terytorium przeciwnika pilotów pokazują wysoką skuteczność działania lotnictwa. Dzięki precyzyjnemu
określeniu współrzędnych położenia pilota w terenie, powstały możliwości wykonania lotu nad terytorium
przeciwnika z wykorzystaniem rzeźby terenu i skrytemu podjęciu zestrzelonego pilota nad terytorium
przeciwnika.
W przypadku katastrof lotniczych, które zaistniały w terenie trudnodostępnym, uzyskanie współrzędnych o
miejscu katastrofy daje możliwość szybkiego dotarcia i udzielenia pomocy poszkodowanym. Informację
taką możemy uzyskać ze zdjęć satelitarnych lub też bezpośrednio od pilota tuż przed katastrofą.

3.

Wykorzystanie nawigacji satelitarnej przez samoloty lotniczego pogotowia ratunkowego

Systemy GNSS są szczególnie przydatne w nawigacji LPR w trudnych warunkach atmosferycznych i w
terenie górzystym. Pozwalają na określenie miejsca wypadku (katastrofy, zejścia lawiny itp.), określenie
miejsca możliwego lądowania i miejsca podjęcia poszkodowanych w katastrofie

LPR dociera do miejsc trudnodostępnych, udziela pomocy poszkodowanym w lawinach, katastrofach na
autostradach, podczas powodzi, pożarów itp. Nawigacja satelitarna pozwala na szybsze podjęcie działań
ratunkowych, daje gwarancję udzielenia szybkiej i przede wszystkim skutecznej pomocy. Określenie
współrzędnych katastrofy pozwala na podjęcie prawidłowej decyzji i wybór najkrótszej trasy oraz rodzaju
ś

rodka transportu w celu dotarcia do miejsca zdarzenia. Dobór statku powietrznego i długość trasy jaką

należy pokonać daje szansę poszkodowanym na szybką i fachowa pomoc lekarską.

4.

Kontrola ruchu statków powietrznych

Kontrola ruchu statków powietrznych po trasach

Kontrola ruchu statków powietrznych w rejonie lotniska, w rejonie poligonów

Kontrola podejścia do lądowania na lotnisku i drogowych odcinkach lotniskowych

5.

Kontrola nawigowania bezzałogowych aparatów latających

Kontrola lotu bezzałogowych aparatów latających w wydzielonych strefach pilotażu

Kontrola lotu bezzałogowych aparatów latających w rejonie lotniska, startu i lądowania, w rejonie
poligonów

Kontrola bezzałogowych aparatów latających w czasie lotów przez TMA

Poszukiwanie rozbitków i podejmowanie ich z pola walki

Loty bezzałogowych aparatów latających realizowane są w oparciu o pracę systemów satelitarnych. W
chwili obecnej nie istnieją podstawy prawne do wykonywania lotów nad terytorium RP. W przyszłości
zostaną wyznaczone strefy pilotażu dla wykonywania tego typu zadań. Kontrola lotu realizowana przez

©

Polskie Biuro ds. Przestrzeni Kosmicznej

www.kosmos.gov.pl

ś

ledzenie BAL na tle mapy elektronicznej. Szczególnego znaczenia mają loty nad poligonem oraz podczas

prowadzenia rozpoznania nad terytorium przeciwnika. Wykonanie zadania bojowego w terenie górzystym
stwarza dodatkowe utrudnienia w utrzymaniu wysokości bezpiecznej.

6.

Nowoczesne środki rażenia

•

systemy naprowadzania rakiet dalekiego zasięgu, średniego zasięgu typu ziemia-ziemia

•

nawigacja lotniczych środków rażenia zgodnie z rzeźbą terenu i omijanie stref rażenia przez systemy

antyrakietowe

•

łączenie systemów inercyjnych z systemami GNSS do sterowania lotniczymi środkami rażenia

•

samodzielne poszukiwanie i naprowadzanie

•

identyfikacja obiektów pola walki

•

zwiększenie precyzji uderzeń

•

wybór celu najgroźniejszego

•

zapewnienie prowadzenia działania w ramach współczesnej wojny sieciocentrycznej CV

7.

Kierunki badań w latach 2007-2012

Technologie informacyjne i sieciowe

Sensory i obserwacja

Broń precyzyjna

Platformy

Ochrona i przetrwanie na polu walki

Opracowanie: M. Grzegorzewski