Низькоорбітальні (LEO) супутники демонструють реальний потенціал підсилити точність навігації там, де GPS і ширше GNSS стикаються з обмеженнями. Йдеться не про заміну GNSS, а про підвищення доступності та стійкості позиціювання в складних умовах.
У грудневому випуску 2025 року журналу Satellite Navigation опубліковано порівняльне дослідження (DOI: 10.1186/s43020-025-00186-5), виконане науковцями з Tampere University та Universitat Autònoma de Barcelona. Автори з’ясували, як різні конфігурації LEO-сузір’їв впливають на точність визначення місцеположення та завадостійкість — як у самостійному режимі, так і у зв’язці з GNSS.
Методика включала напіваналітичне моделювання та 192 000 Монте-Карло прогонів із залученням 400 користувачів у регіонах Європи для п’яти зовнішніх сценаріїв. Варіювалися діапазони несучої (1,5/5/10 ГГц), рівні ефективної ізотропно випромінюваної потужності (EIRP) і геометрія сузір’їв. Оцінювалися відношення потужності несучої до шуму (C/N0), геометричне розрідження точності (GDOP), розрідження точності за положенням (PDOP) і нижня межа 3D-точності.
Результати показали, що EIRP на рівні 50 дБм достатньо для високоякісного зовнішнього позиціювання в L- і C-діапазонах. Для платформ на 10 ГГц через вищі втрати тракту потрібні більші потужності. Гібридні режими LEO + GNSS помітно підвищують стабільність і надійність.
Мультиоболонкові конфігурації, зокрема Çelikbilek-1 та Marchionne-2, забезпечили вдалий баланс між кількістю апаратів і глобальною геометрією, перевершивши однооболонкові варіанти. У «міських каньйонах» точність GNSS погіршувалася до семи разів, тоді як LEO-PNT утримував стабільну дальномірну працездатність із мінімальними втратами.
Поліпшилася і стійкість до завад: через вищу потужність сигналу LEO для досягнення такої ж деградації потрібні значно сильніші глушники. Найбільші виграші дають гібридні рішення. Комбінації на кшталт Çelikbilek-1 + GPS/Galileo або CentiSpace + BeiDou забезпечували кращі розподіли PDOP, швидше отримання фікса та ширше користувацьке охоплення.
Автори підкреслюють, що LEO-системи покликані не замінювати GNSS, а підсилювати його доступність і надійність у середовищах зі складними умовами сигналу. На їхню думку, помірні потужності передавання в LEO здатні суттєво зміцнити зовнішнє позиціювання без дорогого супутникового обладнання, а визначальним чинником виступає геометрія: ретельно спроєктовані мультиоболонкові сузір’я досягають високої точності навіть із меншою кількістю апаратів. Із розвитком LEO-PNT найекономічнішим шляхом вони вважають гібридну інтеграцію з GNSS; робота надає орієнтири для вибору частоти, потужності передавання та конфігурації сузір’їв.
Такі висновки окреслюють реалістичну траєкторію розгортання стійкої супутникової навігації. LEO-посилений PNT може бути корисним для автономного транспорту, маршрутизації БПЛА, служб екстреного реагування, точного землеробства та моніторингу критичної інфраструктури, особливо в умовах густої забудови або насичених перешкодами середовищ. Зниження потужності передавання в LEO зменшує вартість впровадження і відкриває шлях для комерційних операторів.
Майбутні кроки включають оцінку потенціалу позиціювання в приміщеннях, розширення смуги пропускання та орбітальні випробування для уточнення припущень моделювання. Із зростанням попиту на захищені PNT-рішення інтеграція LEO і GNSS може стати наріжним каменем навігаційних технологій наступного покоління.