GLONASS全球導航衛星系統發展狀況
GLONASS全球導航衛星系統(Global Navigation Satellite System)是蘇聯于1976年開始研制的衛星導航定位系統,并于1982年10月發射了第一顆GLONASS衛星,現由俄羅斯空間局負責管理和維持。該系統的整體結構類似于GPS系統,由衛星、地面測控站和用戶設備三部分組成,其主要不同之處在于星座設計、信號載波頻率和衛星識別方法的設計不同。
GLONASS衛星星座包含24顆衛星,衛星均勻分布在3個近圓形的軌道平面上,軌道傾角為64.8°,相鄰軌道面的升交點赤經乏差為120°,每個軌道面上有8顆衛星,衛星的平均高度為19390km,運行周期為11hl5min44s,GLONASS衛星星座如圖1-4所示。
GLONASS系統采用距離交會原理進行工作,可為地球上任何地方及近地空間的用戶提供連續、精確的三維坐標、三維速度及時間信息。俄羅斯對GLONASS系統采用了軍民合用、不加密的開放政策,其民用的標稱精度為:水平方向60m,垂直方向75m,測速精度15cm/s,授時精度lus。
近年來,由于俄羅斯航天撥款不足,該系統部分衛星一度老化,最嚴重時只剩8顆衛星運行。為提高GLONASS的競爭能力,2000年起,俄羅斯大力推行GLONASS現代化政策,逐步加大系統建設和維護的經費投入,提高系統的定位精度,開拓廣大的民用市場,其主要內容包括:
(1)發射GLONASS-M衛星,增加第二個民用頻率。第一顆GLONASS-M衛星已于2004年12月發射,衛星設計壽命為7年。
(2)改進地面控制部分,包括改進控制中心,開發用于軌道監測和控制的現代化測量設備,改進控制站和控制中心之間的通信設備。
(3)提高定位精度,位置精度提高到10~15m,定時精度提高到20~30ns,測速精度提高到0.01m/s。
(4)研制和發射第三代GLONASS-K衛星,增設第三個導航定位信號。2011年2月26日,首顆GLONASS-K衛星發射成功,設計使用壽命為10年,提供5種導航信號,即L和L,波段的兩個普通精度和兩個高精度信號,還有L,波段的一個民用頻率信號。
GLONASS的出現,打破了美國對衛星導航獨家壟斷的地位,消除了美國利用GPS施以主權威懾給用戶帶來的后顧之憂,GPS/GLONASS兼容使用可以提供更多的接收衛星數、更好的幾何精度因子,從而提高定位精度。