связь
и навигация

Выбирая путь в мир технологий, важно соотнести свои интересы с реальной ситуацией — актуальными технологическими вызовами и теми проектами, что реализуются в ответ на них.

Специалисты, умеющие настраивать связь и прокладывать маршруты там, где нет ни дорог, ни интернета, открывают для науки, логистики, безопасности и будущего доступ к новым точкам на карте.

Здесь привычная инфраструктура не работает: покрытие нестабильно, навигация даёт сбои, мобильная связь исчезает за пределами крупных населённых пунктов.

Связь в Арктике — вопрос национальной технологической независимости. В 2021 году с этой целью стартовал проект «Полярный экспресс» по строительству подводной волоконно-оптической линии связи от Мурманска до Владивостока вдоль северного побережья. Это крупнейшая в истории России линия связи протяжённостью более 12 000 км, запуск которой ожидается к 2026 году. Она обеспечит передачу данных в самых труднодоступных регионах и откроет возможности для автономных сервисов, мониторинга, безопасности и образования.

Но одной магистрали недостаточно. Северу нужны устойчивые локальные решения: бесперебойные маяки и ретрансляторы, защищённые протоколы связи, ИИ-маршрутизация в условиях отсутствия постоянного сигнала. Над такими задачами работают студенты и инженеры из МФТИ, ИТМО, ТУСУР, СПбГУТ имени Бонч-Бруевича. Они создают прототипы автономных радиомодулей, дронов-связистов, спутников малой орбиты. Это то направление, куда могут и должны входить кружки энтузиастов.

Сборка и тестирование антенн, разработка протоколов для передачи сообщений в «провале связи», создание макетов спасательных маяков или интерфейсов для удалённого управления в условиях радиотени — всё это реальные задачи, в которых важна каждая инженерная голова.

Навыки в области связи и навигации становятся решающими в освоении удалённых и экстремальных территорий

сигнал,

ответ

В условиях снегов, льда, затоплений и тумана невозможно полагаться только на визуальные ориентиры. Навигация даёт возможность построить маршрут, отследить объект, доставить помощь или груз. Она встроена в общую систему: координаты сопоставляются с телеметрией, связью и управлением.

Связь — мост между системами

Навигация — точка отсчёта

Для БПЛА, транспорта, грузов и спасателей критически важна точная навигация. Используются не только GPS и ГЛОНАСС, но и альтернативные решения — наземные маяки, локальные карты, координатные привязки. Это необходимо в условиях полярного дня, когда не видно звёзд на небе, метелей, магнитных возмущений и отсутствия опорных точек.

Объекты энергетики, климат-контроля, медицины, биореакторы, станции сбора воды, теплицы и жилые модули объединены в единую сеть. Связь не просто соединяет человека и интерфейс, она связывает систему с системой, создавая устойчивое цифровое поле в реальных условиях.

Навигация — инструмент координации

Связь — основа автономности

На Севере нельзя полагаться на привычные сети — здесь нет сотовой связи и стабильного интернета. Поэтому создаются распределённые системы: спутниковая связь, LoRaWAN, радиоканалы. Даже один модуль, стоящий в тайге, может быть подключён благодаря спутникам. Это фундамент для медицины, логистики, безопасности и жизнеобеспечения.

Локальные шлюзы и антенны передают данные от сенсоров температуры, углекислого газа, влажности и утечек. Связь позволяет не только фиксировать события, но и управлять реакцией — система сама может включить насос, закрыть заслонку, предупредить об аварии. Работает даже без интернета — за счёт локальных протоколов и внутренней логики.

Связь — инфраструктура управления

Связь — через спутник

Север — это территория, где решающее значение имеет связь. Через российские спутниковые системы «Гонец», АО «Газпром космические системы»,  зарубежные Iridium, OneWeb, Starlink и аналогичные платформы можно обеспечить работу метеостанции, передать телеметрию оборудования, получить консультацию врача или подключиться к цифровому двойнику здания. Спутниковая связь остаётся единственным способом коммуникации на сотни километров вокруг.

В условиях, где нет мобильной связи и наземных сетей, единственный способ коммуникации — спутник. Уже сегодня работают решения на базе российских спутниковых систем «Гонец» и «Газпром космические системы». Они позволяют связывать между собой полевые станции, жильё, медпункты, объекты управления. Даже если сигнал проходит с задержкой, он обеспечивает критически важную функцию — возможность связи в случае ЧС или управления удалёнными объектами.

Спутник вместо интернета

Датчики, которые сами отправляют сигнал

На Севере создаются автономные модули, передающие телеметрию (температура, давление, углекислый газ, влажность, наличие людей и прочее). Устройства работают в полевых условиях от собственных источников питания и отправляют данные либо через широко распределённые сети маломощных устройств (LoRaWAN), либо напрямую через спутник. Это основа для экосистемы наблюдения и безопасности. Такие системы могут передавать данные между дронами, теплицами, биореакторами и жилыми модулями, не завися от одной точки отказа.

Исследователи обучают дроны и роботов ориентироваться внутри зданий или подо льдом без карты. Это важно для работы в аварийных помещениях, бункерах, тоннелях, станциях и временных убежищах. Алгоритмы позволяют машине самостоятельно строить маршрут, находить выход и возвращаться на позицию даже в полностью закрытом пространстве.

Навигация в замкнутых пространствах

Связь — ключ к безопасности. При катастрофах, поисках и авариях связь через спутник — единственный способ вызвать помощь, передать координаты, получить указания. Устройства автоматически отправляют сигналы тревоги, передают геопозицию, погодные данные. Это работает даже в полярную ночь, шторм или при сбое основной системы.

Поддержка спасательных операций

Под водой нет спутниковой навигации, а в лесу или тумане она может не работать. Для Севера разрабатываются альтернативные способы позиционирования — компьютерное зрение, SLAM, цифровые карты, алгоритмы распознавания маркеров. Это основа для автономной работы дронов, подводных роботов, поисковых платформ и аварийных систем.

Автономная навигация без GPS

На основе спутниковой связи уже работают проекты, позволяющие проводить медицинские консультации в реальном времени. Неважно, где находится пациент — на станции, в тундре или в дрейфующем лагере — врач получает данные и изображения. Это важно как для экстренной помощи, так и для сопровождения экспедиций и работы на удалённых объектах.

Спутниковая телемедицина

Встроенная координация между системами

Связь и навигация всё чаще интегрированы с другими подсистемами — энергией, климатом, логистикой. Например, дрон может передать координаты объекта, а система откроет шлюз, подаст питание или изменит маршрут другого устройства. Это шаг к настоящим киберфизическим системам — когда всё в среде связано в единое целое.

В сказках, написанных сотни лет назад, часто встречаются прообразы современных технологий. Ведь люди всегда хотели, чтобы внешний инструмент помогал им решать задачи. Рассмотрим несколько примеров.

Что можно обсудить?

Что можно обсудить?

Связь и навигация — это невидимый, но жизненно важный фундамент современной жизни

От сотовой связи в городах до спутников, помогающих находить путь в условиях Крайнего Севера или в открытом море. Чтобы работать в этой сфере, нужно не только разбираться в технике и цифровых системах, но и уметь мыслить логически, быстро принимать решения и понимать, как устроен мир вокруг.

С чего начать, если хочется попасть в эту область? Какие шаги помогут выстроить маршрут — от школьной парты до реальной инженерной профессии?

Инженерное мышление

Навыки работы с картами

Понимание, как устроены системы связи и навигации

Умение и желание работать в команде

Умение настраивать оборудование