GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展狀況
GLONASS全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(Global Navigation Satellite System)是蘇聯(lián)于1976年開始研制的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),并于1982年10月發(fā)射了第一顆GLONASS衛(wèi)星,現(xiàn)由俄羅斯空間局負責(zé)管理和維持。該系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)類似于GPS系統(tǒng),由衛(wèi)星、地面測控站和用戶設(shè)備三部分組成,其主要不同之處在于星座設(shè)計、信號載波頻率和衛(wèi)星識別方法的設(shè)計不同。
GLONASS衛(wèi)星星座包含24顆衛(wèi)星,衛(wèi)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(jīng)乏差為120°,每個軌道面上有8顆衛(wèi)星,衛(wèi)星的平均高度為19390km,運行周期為11hl5min44s,GLONASS衛(wèi)星星座如圖1-4所示。
GLONASS系統(tǒng)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(xù)、精確的三維坐標、三維速度及時間信息。俄羅斯對GLONASS系統(tǒng)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(tǒng)部分衛(wèi)星一度老化,最嚴重時只剩8顆衛(wèi)星運行。為提高GLONASS的競爭能力,2000年起,俄羅斯大力推行GLONASS現(xiàn)代化政策,逐步加大系統(tǒng)建設(shè)和維護的經(jīng)費投入,提高系統(tǒng)的定位精度,開拓廣大的民用市場,其主要內(nèi)容包括:
(1)發(fā)射GLONASS-M衛(wèi)星,增加第二個民用頻率。第一顆GLONASS-M衛(wèi)星已于2004年12月發(fā)射,衛(wèi)星設(shè)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(fā)用于軌道監(jiān)測和控制的現(xiàn)代化測量設(shè)備,改進控制站和控制中心之間的通信設(shè)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(fā)射第三代GLONASS-K衛(wèi)星,增設(shè)第三個導(dǎo)航定位信號。2011年2月26日,首顆GLONASS-K衛(wèi)星發(fā)射成功,設(shè)計使用壽命為10年,提供5種導(dǎo)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(xiàn),打破了美國對衛(wèi)星導(dǎo)航獨家壟斷的地位,消除了美國利用GPS施以主權(quán)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(wèi)星數(shù)、更好的幾何精度因子,從而提高定位精度。