Glonass 全球导航卫星系统

Glonass 全球导航卫星系统

数量：24颗卫星组成;

精度：10米左右;

用途：军民两用;

进展：目前已有17颗卫星在轨运行，计划2008年全部部署到位。

全球导航卫星系统(GLONASS)是由苏联(现由俄罗斯)国防部独立研制和控制的第二代军用卫星导航系统，与美国的GPS相似，该系统也开设民用窗口。GLONASS技术，可为全球海陆空以及近地空间的各种军、民用户全天候、连续地提供高精度的三维位置、三维速度和时间信息。

Glonass 全球导航卫星系统

GLONASS星座由21颗工作星和3颗备份星组成， 所以GLONASS星座共由24颗卫星组成。24颗星均匀地分布在3个近圆形的轨道平面上，这三个轨道平面两两相隔120度，每个轨道面有8颗卫星，同平面内的卫星之间相隔45度，轨道高度1.91万公里，运行周期11小时15分，轨道倾角64.8度

地面支持系统由系统控制中心、中央同步器、遥测遥控站(含激光跟踪站)和外场导航控制设备组成。地面支持系统的功能由前苏联境内的许多场地来完成。随着苏联的解体，GLONASS系统由俄罗斯航天局管理，地面支持段已经减少到只有俄罗斯境内的场地了，系统控制中心和中央同步

1.目前GLONASS工作不稳定，卫星工作寿命短，在轨卫星只12颗;

2.GLONASS用户设备发展缓慢，生产厂家少，设备体积大而笨重;

3.由于GLONASS采用的是FDMA，所以用户接收机中频率综合器复杂;

4.对GPS/GLONASS兼容接收机，需解决两系统的时间和坐标系统问题。

Glonass 全球导航卫星系统

1995年俄罗斯耗资30多亿美元，完成了GLONASS导航卫星星座的组网工作。它也由24颗卫星组成，原理和方案都与GPS类似，不过，其24颗卫星分布在3个轨道平面上，这3个轨道平面两两相隔120°，同平面内的卫星之间相隔45°。每颗卫星都在19100千米高、64.8°倾角的轨道上运行，轨道周期为11小时15分钟。地面控制部分全部都在俄罗斯领土境内。俄罗斯自称，多功能的GLONASS系统定位精度可达1米，速度误差仅为15厘米/秒。如果必要，该系统还可用来为精确打击武器制导。

GLONASS一开始就没有加SA干扰，所以其民用精度优于加SA的GPS。不过，其应用普及情况则远不及GPS，这主要是俄罗斯没有开发民用市场。另外，GLONASS卫星平均在轨道上的寿命较短，且由于经济困难无力补网，在轨可用卫星少，不能独立组网。

2003年的伊拉克战争对俄罗斯产生了相当大的震动，迫使俄罗斯领导层再次对太空的军事用途重视起来。近日，俄罗斯空间系统科学研究所所长孟什可夫对记者说，3年前GLONASS经历了最糟糕的时期，当时只有8~10颗卫星在工作，而要该系统发挥完全的作用，需要有24颗卫星。现在只有11颗卫星处于工作状态，但是要使该系统具有军用价值，在轨道上至少要有18颗星。俄罗斯航天的老大难问题就是经费不足。为此，俄罗斯航宇局正试图吸引外资。按航宇局局长科普捷夫的说法，正在和包括中国在内的国家和组织进行商谈来共同恢复GLONASS。希望到2011年该系统将完全恢复。

专家认为，当这个系统的卫星达到18颗时，GLONASS便可发挥导航定位功能;当卫星总数达24颗时，其导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间。届时，GLONASS系统的用户便可不间断地获得地面、水面、天空、近地空间内相关物体的准确坐标信息。按照计划，俄将于2006年之前将该系统的24颗卫星全部部署完毕。

2003年9月24日，是俄联邦政府总统正式宣布俄罗斯GLONASS系统开始服役的十周年纪念日。

事实上，GLONASS在1993年只是具备了初始作战能力。直到1995年末1996年初GLONASS才真正实现了完整星座的部署。GLONASS的第一颗卫星是1982年发射入轨的，同年还发射了两颗同轨道(19100千米)的Etalon geodetic卫星，对规划的高度和倾角的地球引力场特性进行全面表征。原计划1991年建成完整的工作系统。

GLONASS的工作卫星有21颗，分布在3个轨道平面上，同时有三颗备份星。这三个轨道平面两两相隔120度，同平面内的卫星之间相隔45度。每颗卫星都在19100千米高、64.8度倾角的轨道上运行。每颗卫星需要11小时15分钟完成一个轨道周期。

地面控制部分全部都位于前苏联领土境内，

Glonass 全球导航卫星系统

为了提高系统完全工作阶段的效率和精度性能、增强系统工作的完善性，已经开始了GLONASS系统的现代化计划。主要内容如下：

改善GLONASS与其它无线电系统的

卫星导航首先是在军事需求的推动下发展起来的，GLONASS与GPS一样可为全球海陆空以及近地空间的各种用户提供全天候、连续提供高精度的各种三维位置、三维速度和时间信息(PVT信息)，这样不仅为海军舰船、空军飞机、陆军坦克、装甲车、炮车等提供精确导航;也在精密导弹制导、C3I精密敌我态势产生、部队准确的机动和配合、武器系统的精确瞄准等方面广泛应用。另外，卫星导航在大地和海洋测绘、邮电通信、

Glonass-K卫星是完全基于非压力式平台的新型卫星，使用寿命达到十年，该型号卫星完成后，Glonass系统将与GPS不相上下，用户可以使用两套系统。系统目前使用的卫星为两种型号卫星——Glonass卫星与其升级型号Glonass-M。Glonass-M卫星使用寿命更长，为七年，装有先进的天线馈电系统，并为民用客户增加了一个额外的导航频率。

Glonass系统为军民两用而设计，可使用户实时标明位置。在2007联邦预算中共分配给Glonass 3.8亿美元，2006年则为1.81亿美元。

2009年12月16日俄罗斯联邦航天署署长佩尔米诺夫称，俄“格洛纳斯”导航系统信号2010年将覆盖全球。据俄航天署网站介绍，佩尔米诺夫2009年12月15日向总理普京汇报了“格洛纳斯”全球导航系统的部署情况。他介绍说，俄计划2010年发射3次共计9颗“格洛纳斯”导航系统卫星，2010年年底前“格洛纳斯”系统在轨卫星总数将达到24颗，其信号将覆盖全球。届时，“格洛纳斯”系统与美国全球定位系统(GPS)相比将具有明显的竞争力。“格洛纳斯”系统完成全部卫星的部署后，其卫星导航范围可覆盖整个地球表面和近地空间，定位精度将达到1.5米以内。

卫星导航首先是在军事需求的推动下发展起来的，GLONASS与GPS一样可为全球海陆空以及近地空间的各种用户提供全天候、连续提供高精度的各种三维位置、三维速度和时间信息(PVT信息)，这样不仅为海军舰船、空军飞机、陆军坦克、装甲车、炮车等提供精确导航;也在精密导弹制导、C3I精密敌我态势产生、部队准确的机动和配合、武器系统的精确瞄准等方面广泛应用。另外，卫星导航在大地和海洋测绘、邮电通信、地质勘探、石油开发、地震预报、地面交通管理等各种国民经济领域有越来越多的应用。GLONASS的出现，打破了美国对卫星导航独家笼断的地位，消除了美国利用GPS施以主权威慑给用户带来的后顾之忧，GPS/GLONASS兼容使用可以提供更好的精度几何因子，消除GPS的SA影响，从而提高定位精度。

目前，世界上正在运行的全球卫星导航定位系统主要有两大系统：一是美国的GPS系统，二是俄罗斯的“格鲁纳斯”系统。近年来，欧洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球卫星定位计划。因而，未来密布在太空的全球卫星定位系统将形成美、俄、欧操纵的GPS、“格鲁纳斯”、“伽利略”三大系统“竞风流”的局面。

GPS系统由24颗工作卫星和3颗备用卫星组成。它们分布在6个等间距的轨道平面上，轨道面相对赤道的夹角为55度，每个轨道面上有4颗工作卫星，卫星的轨道接近圆形，轨道高度为2.01836万公里，周期约12小时。GPS能覆盖全球，用户数量不受限制。其所发射的信号编码有精码与粗码。精码保密，主要提供给本国和盟国的军事用户使用;粗码提供给本国民用和全世界使用。精码给出的定位信息比粗码的精度高。GPS系统能够连续、适时、隐蔽地定位，一次定位时间仅几秒到十几秒，用户不发射任何电磁信号，只要接受卫星导航信号即可定位，所以可全天候昼夜作业，隐蔽性好。

俄罗斯GLONASS卫星定位系统拥有工作卫星21颗，分布在 3个轨道平面上，同时有3颗备份星。每颗卫星都在1.91万公里高的轨道上运行，周期为11小时15分。因GLONASS卫星星座一直处于降效运行状态，现只有8颗卫星能够正常工作。GLONASS的精度要比GPS系统的精度低。为此，俄罗斯正在着手对 GLONASS进行现代化改造，12月就发射了3颗新型“旋风”卫星。该卫星的设计寿命将为7～8年(现行卫星寿命为3年)，具有更好的讯号特性。

一是卫星发射频率不同。GPS的卫星信号采用码分多址体制，每颗卫星的信号频率和调制方式相同，不同卫星的信号靠不同的伪码区分。而GLONASS采用频分多址体制，卫星靠频率不同来区分，每组频率的伪随机码相同。由于卫星发射的载波频率不同，GLONASS可以防止整个卫星导航系统同时被敌方干扰，因而，具有更强的抗干扰能力。

二是坐标系不同。GPS使用世界大地坐标系(WGS-84)，而GLONASS使用前苏联地心坐标系(PE-90)。

三是时间标准不同。GPS系统时与世界协调时相关联，而GLONASS则与莫斯科标准时相关联。

 “伽利略”系统是欧洲计划建设的新一代民用全球卫星导航系统，预计2008年系统建成并投入运营。按照规划，“伽利略”计划将耗资约27亿美元，星座由30颗卫星组成。卫星采用中等地球轨道，均匀地分布在高度约为2.3万公里的3个轨道面上，星座包括27颗工作星，另加3颗备份卫星。系统的典型功能是信号中继，即向用户接收机的数据传输可以通过一种特殊的联系方式或其他系统的中继来实现，例如通过移动通信网来实现。“伽利略”接收机不仅可以接受本系统信号，而且可以接受GPS、“格鲁纳斯”这两大系统的信号，并且具有导航功能与移动电话功能相结合、与其他导航系统相结合的优越性能。

 “伽利略”系统确定地面位置或近地空间位置要比GPS精确10倍。其水平定位精度优于10米，时间信号精度达到1 00纳秒。必要时，免费使用的信号精确度可达6米，如与GPS合作甚至能精确至4米。一位电子工程师举例说明了这个区别：“如今的GPS只能找到街道，而‘伽利略’系统则能找到车库门。”