百科解釋
目錄·系統(tǒng)簡(jiǎn)介·系統(tǒng)組成·技術(shù)難點(diǎn)·研制歷程·技術(shù)改進(jìn)·應(yīng)用范圍·伽利略、GLONASS和GPS對(duì)比 “格洛納斯GLONASS”是俄語(yǔ)中“全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)GLOBAL NAVIGATION SATELLITE SYSTE”的縮寫。作用類似于美國(guó)的GPS、歐洲的伽利略衛(wèi)星定位系統(tǒng)。最早開(kāi)發(fā)于蘇聯(lián)時(shí)期,后由俄羅斯繼續(xù)該計(jì)劃。俄羅斯1993年開(kāi)始獨(dú)自建立本國(guó)的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。按計(jì)劃,該系統(tǒng)將于2007年年底之前開(kāi)始運(yùn)營(yíng),屆時(shí)只開(kāi)放俄羅斯境內(nèi)衛(wèi)星定位及導(dǎo)航服務(wù)。到2009年年底前,其服務(wù)范圍將拓展到全球。該系統(tǒng)主要服務(wù)內(nèi)容包括確定陸地、海上及空中目標(biāo)的坐標(biāo)及運(yùn)動(dòng)速度信息等。 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 數(shù)量:24顆衛(wèi)星組成; 精度:10米左右; 用途:軍民兩用; 進(jìn)展:目前已有17顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行,計(jì)劃2008年全部部署到位。 全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)是由蘇聯(lián)(現(xiàn)由俄羅斯)國(guó)防部獨(dú)立研制和控制的第二代軍用衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),與美國(guó)的GPS相似,該系統(tǒng)也開(kāi)設(shè)民用窗口。GLONASS技術(shù),可為全球海陸空以及近地空間的各種軍、民用戶全天候、連續(xù)地提供高精度的三維位置、三維速度和時(shí)間信息。GLONASS在定位、測(cè)速及定時(shí)精度上則優(yōu)于施加選擇可用性(SA)之后的GPS,由于俄羅斯向國(guó)際民航和海事組織承諾將向全球用戶提供民用導(dǎo)航服務(wù),并于1990年5月和1991年4月兩次公布GLONASS的ICD,為GLONASS的廣泛應(yīng)用提供了方便。GLONASS的公開(kāi)化,打破了美國(guó)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航獨(dú)家經(jīng)營(yíng)的局面,既可為民間用戶提供獨(dú)立的導(dǎo)航服務(wù),又可與GPS結(jié)合,提供更好的精度幾何因子(GDOP);同時(shí)也降低了美國(guó)政府利用GPS施以主權(quán)威懾給用戶帶來(lái)的后顧之憂,因此,引起了國(guó)際社會(huì)的廣泛關(guān)注。 “格洛納斯”系統(tǒng)標(biāo)準(zhǔn)配置為24顆衛(wèi)星,而18顆衛(wèi)星就能保證該系統(tǒng)為俄羅斯境內(nèi)用戶提供全部服務(wù)。該系統(tǒng)衛(wèi)星分為“格洛納斯”和“格洛納斯-M”兩種類型,后者使用壽命更長(zhǎng),可達(dá)7年。研制中的“格洛納斯-K”衛(wèi)星的在軌工作時(shí)間可長(zhǎng)達(dá)10年至12年。 系統(tǒng)組成 由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測(cè)控制站和用戶設(shè)備三部分組成。 1.GLONASS星座 GLONASS星座由21顆工作星和3顆備份星組成, 所以GLONASS星座共由24顆衛(wèi)星組成。24顆星均勻地分布在3個(gè)近圓形的軌道平面上,這三個(gè)軌道平面兩兩相隔120度,每個(gè)軌道面有8顆衛(wèi)星,同平面內(nèi)的衛(wèi)星之間相隔45度, 軌道高度1.91萬(wàn)公里,運(yùn)行周期11小時(shí)15分,軌道傾角64.8度 2 地面支持系統(tǒng) 地面支持系統(tǒng)由系統(tǒng)控制中心、中央同步器、遙測(cè)遙控站(含激光跟蹤站)和外場(chǎng)導(dǎo)航控制設(shè)備組成。地面支持系統(tǒng)的功能由前蘇聯(lián)境內(nèi)的許多場(chǎng)地來(lái)完成。隨著蘇聯(lián)的解體,GLONASS系統(tǒng)由俄羅斯航天局管理, 地面支持段已經(jīng)減少到只有俄羅斯境內(nèi)的場(chǎng)地了, 系統(tǒng)控制中心和中央同步處理器位于莫斯科, 遙測(cè)遙控站位于圣彼得堡、捷爾諾波爾、埃尼謝斯克和共青城。 3 用戶設(shè)備 GLONASS用戶設(shè)備(即接收機(jī))能接收衛(wèi)星發(fā)射的導(dǎo)航信號(hào),并測(cè)量其偽距和偽距變化率,同時(shí)從衛(wèi)星信號(hào)中提取并處理導(dǎo)航電文。接收機(jī)處理器對(duì)上述數(shù)據(jù)進(jìn)行處理并計(jì)算出用戶所在的位置、速度和時(shí)間信息。GLONASS系統(tǒng)提供軍用和民用兩種服務(wù)。GLONASS系統(tǒng)絕對(duì)定位精度水平方向?yàn)?6米,垂直方向?yàn)?5米。目前,GLONASS系統(tǒng)的主要用途是導(dǎo)航定位,當(dāng)然與GPS系統(tǒng)一樣,也可以廣泛應(yīng)用于各種等級(jí)和種類的定位、導(dǎo)航和時(shí)頻領(lǐng)域等。 與美國(guó)的GPS系統(tǒng)不同的是GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式,根據(jù)載波頻率來(lái)區(qū)分不同衛(wèi)星(GPS是碼分多址(CDMA),根據(jù)調(diào)制碼來(lái)區(qū)分衛(wèi)星)。每顆GLONASS衛(wèi)星發(fā)播的兩種載波的頻率分別為L(zhǎng)1=1,602+0.5625K(MHZ)和L2=1,246+0.4375K(MHZ),其中K=1~24為每顆衛(wèi)星的頻率編號(hào)。所有GPS衛(wèi)星的載波的頻率是相同,均為L(zhǎng)1=1575.42MHZ和L2=1227.6MHZ。 GLONASS衛(wèi)星的載波上也調(diào)制了兩種偽隨機(jī)噪聲碼:S碼和P碼。俄羅斯對(duì)GLONASS系統(tǒng)采用了軍民合用、不加密的開(kāi)放政策。 GLONASS系統(tǒng)單點(diǎn)定位精度水平方向?yàn)?6M,垂直方向?yàn)?5M。 GLONASS衛(wèi)星由質(zhì)子號(hào)運(yùn)載火箭一箭三星發(fā)射入軌,衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定體制,整量質(zhì)量1400KG,設(shè)計(jì)軌道壽命5年。所有GLONASS衛(wèi)星均使用精密銫鐘作為其頻率基準(zhǔn)。第一顆GLONASS衛(wèi)星于1982年10月12日發(fā)射升空。到目前為止,共發(fā)射了80余顆GLONASS衛(wèi)星,最近一次是2000年10月13日發(fā)射了三顆衛(wèi)星。截止2001年1月10日為止尚有10顆GLONASS衛(wèi)星正在運(yùn)行。 為進(jìn)一步提高GLONASS系統(tǒng)的定位能力,開(kāi)拓廣大的民用市場(chǎng),俄政府計(jì)劃用4年時(shí)間將其更新為GLONASS-M系統(tǒng)。內(nèi)容有:改進(jìn)一些地面測(cè)控站設(shè)施;延長(zhǎng)衛(wèi)星的在軌壽命到8年;實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)高的定位精度:位置精度提高到10~15M,定時(shí)精度提高到20~30NS,速度精度達(dá)到0.01M/S。 另外,俄計(jì)劃將系統(tǒng)發(fā)播頻率改為GPS的頻率,并得到美羅克威爾公司的技術(shù)支援。 GLONASS系統(tǒng)的主要用途是導(dǎo)航定位,當(dāng)然與GPS系統(tǒng)一樣,也可以廣泛應(yīng)用于各種等級(jí)和種類的測(cè)量應(yīng)用、GIS應(yīng)用和時(shí)頻應(yīng)用等。 技術(shù)難點(diǎn) 1.目前GLONASS工作不穩(wěn)定,衛(wèi)星工作壽命短,在軌衛(wèi)星只12顆; 2.GLONASS用戶設(shè)備發(fā)展緩慢,生產(chǎn)廠家少,設(shè)備體積大而笨重; 3.由于GLONASS采用的是FDMA,所以用戶接收機(jī)中頻率綜合器復(fù)雜; 4.對(duì)GPS/GLONASS兼容接收機(jī),需解決兩系統(tǒng)的時(shí)間和坐標(biāo)系統(tǒng)問(wèn)題。 研制歷程 1995年俄羅斯耗資30多億美元,完成了GLONASS導(dǎo)航衛(wèi)星星座的組網(wǎng)工作。它也由24顆衛(wèi)星組成,原理和方案都與GPS類似,不過(guò),其24顆衛(wèi)星分布在3個(gè)軌道平面上,這3個(gè)軌道平面兩兩相隔120°,同平面內(nèi)的衛(wèi)星之間相隔45°。每顆衛(wèi)星都在19100千米高、64.8°傾角的軌道上運(yùn)行,軌道周期為11小時(shí)15分鐘。地面控制部分全部都在俄羅斯領(lǐng)土境內(nèi)。俄羅斯自稱,多功能的GLONASS系統(tǒng)定位精度可達(dá)1米,速度誤差僅為15厘米/秒。如果必要,該系統(tǒng)還可用來(lái)為精確打擊武器制導(dǎo)。 GLONASS一開(kāi)始就沒(méi)有加SA干擾,所以其民用精度優(yōu)于加SA的GPS。不過(guò),其應(yīng)用普及情況則遠(yuǎn)不及GPS,這主要是俄羅斯沒(méi)有開(kāi)發(fā)民用市場(chǎng)。另外,GLONASS衛(wèi)星平均在軌道上的壽命較短,且由于經(jīng)濟(jì)困難無(wú)力補(bǔ)網(wǎng),在軌可用衛(wèi)星少,不能獨(dú)立組網(wǎng)。 2003年的伊拉克戰(zhàn)爭(zhēng)對(duì)俄羅斯產(chǎn)生了相當(dāng)大的震動(dòng),迫使俄羅斯領(lǐng)導(dǎo)層再次對(duì)太空的軍事用途重視起來(lái)。近日,俄羅斯空間系統(tǒng)科學(xué)研究所所長(zhǎng)孟什可夫?qū)τ浾哒f(shuō),3年前GLONASS經(jīng)歷了最糟糕的時(shí)期,當(dāng)時(shí)只有8~10顆衛(wèi)星在工作,而要該系統(tǒng)發(fā)揮完全的作用,需要有24顆衛(wèi)星,F(xiàn)在只有11顆衛(wèi)星處于工作狀態(tài),但是要使該系統(tǒng)具有軍用價(jià)值,在軌道上至少要有18顆星。俄羅斯航天的老大難問(wèn)題就是經(jīng)費(fèi)不足。為此,俄羅斯航宇局正試圖吸引外資。按航宇局局長(zhǎng)科普捷夫的說(shuō)法,正在和包括中國(guó)在內(nèi)的國(guó)家和組織進(jìn)行商談來(lái)共同恢復(fù)GLONASS。希望到2011年該系統(tǒng)將完全恢復(fù)。 專家認(rèn)為,當(dāng)這個(gè)系統(tǒng)的衛(wèi)星達(dá)到18顆時(shí),GLONASS便可發(fā)揮導(dǎo)航定位功能;當(dāng)衛(wèi)星總數(shù)達(dá)24顆時(shí),其導(dǎo)航范圍可覆蓋整個(gè)地球表面和近地空間。屆時(shí),GLONASS系統(tǒng)的用戶便可不間斷地獲得地面、水面、天空、近地空間內(nèi)相關(guān)物體的準(zhǔn)確坐標(biāo)信息。按照計(jì)劃,俄將于2006年之前將該系統(tǒng)的24顆衛(wèi)星全部部署完畢。 2003年9月24日,是俄聯(lián)邦政府總統(tǒng)正式宣布俄羅斯GLONASS系統(tǒng)開(kāi)始服役的十周年紀(jì)念日。 事實(shí)上,GLONASS在1993年只是具備了初始作戰(zhàn)能力。直到1995年末1996年初GLONASS才真正實(shí)現(xiàn)了完整星座的部署。GLONASS的第一顆衛(wèi)星是1982年發(fā)射入軌的,同年還發(fā)射了兩顆同軌道(19100千米)的Etalon geodetic衛(wèi)星,對(duì)規(guī)劃的高度和傾角的地球引力場(chǎng)特性進(jìn)行全面表征。原計(jì)劃1991年建成完整的工作系統(tǒng)。 GLONASS的工作衛(wèi)星有21顆,分布在3個(gè)軌道平面上,同時(shí)有三顆備份星。這三個(gè)軌道平面兩兩相隔120度,同平面內(nèi)的衛(wèi)星之間相隔45度。每顆衛(wèi)星都在19100千米高、64.8度傾角的軌道上運(yùn)行。每顆衛(wèi)星需要11小時(shí)15分鐘完成一個(gè)軌道周期。 地面控制部分全部都位于前蘇聯(lián)領(lǐng)土境內(nèi),地面控制中心和時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)位于莫斯科,遙測(cè)和跟蹤站位于圣彼得堡、Ternopol、Eniseisk和共青城。 1960年晚些時(shí)候,俄羅斯軍方確認(rèn)需要一個(gè)衛(wèi)星無(wú)線電導(dǎo)航系統(tǒng)(SRNS))用于規(guī)劃中的新一代彈道導(dǎo)彈的精確導(dǎo)引。當(dāng)時(shí)已有的Tsiklon衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)接收站需要好幾分鐘的觀測(cè)才能確定一個(gè)位置,因此不能達(dá)到導(dǎo)航定位的目的。1968-1969年,國(guó)防部、科學(xué)院和海軍的一些研究所聯(lián)合起來(lái)要為海、陸、空、天武裝力量建立一個(gè)單一的解決方案。1970年這個(gè)系統(tǒng)的需求文件編制完成。進(jìn)一步研究之后,在1976年,前蘇聯(lián)頒布法令建立GLONASS(Global''naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)。 GLONASS衛(wèi)星星座基本上一直處于降效運(yùn)行狀態(tài),只有8顆衛(wèi)星是全功能工作的。90年代曾經(jīng)制定過(guò)一個(gè)GLONASS星座漸進(jìn)增強(qiáng)計(jì)劃,企圖在2001年開(kāi)始有12顆全功能工作的衛(wèi)星,但根據(jù)最新情報(bào),目前仍然只有8顆全功能工作的衛(wèi)星。 俄羅斯目前正在著手GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化的工作。俄羅斯太空部隊(duì)打算開(kāi)始進(jìn)行新一代GLONASS-M計(jì)劃的飛行試驗(yàn),發(fā)射將在2004年左右進(jìn)行。新型GLONASS-M衛(wèi)星除了將有更長(zhǎng)的設(shè)計(jì)壽命(從現(xiàn)行的3年提高到7-8年)以外,還將具有更好的訊號(hào)特性。俄羅斯還計(jì)劃要在將來(lái)轉(zhuǎn)變到低質(zhì)量(MASS)第三代GLONASS-K衛(wèi)星,確保衛(wèi)星工作壽命在10年以上。 GLONASS衛(wèi)星星座目前基本上處于降效運(yùn)行狀態(tài)。俄羅斯正在著手GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化的改進(jìn)工作。新型GLONASS-M衛(wèi)星除了將設(shè)計(jì)壽命從現(xiàn)行的3年提高到7~8年以外,還將具有更好的訊號(hào)特性。第3代GLONASS-K衛(wèi)星的工作壽命將在10年以上,俄擬在2005年開(kāi)始設(shè)計(jì)名為GLONASS-K的第3代GLONASS衛(wèi)星。 GLONASS的研制開(kāi)始于70年代中期,歷經(jīng)20多年的曲折歷程,雖然曾遭遇了前蘇聯(lián)解體,俄羅斯經(jīng)濟(jì)不景氣,但始終沒(méi)有中斷過(guò)系統(tǒng)的研制和衛(wèi)星的發(fā)射。終于1996年1月18日實(shí)現(xiàn)了空間滿星座24顆工作衛(wèi)星正常地播發(fā)導(dǎo)航信號(hào),使系統(tǒng)達(dá)到了一個(gè)重要的里程碑。 GLONASS工作測(cè)試開(kāi)始于蘇聯(lián)1982年10月12日發(fā)射第一顆試驗(yàn)衛(wèi)星,整個(gè)測(cè)試計(jì)劃分兩個(gè)階段完成。 第一階段(1982-1990年) 到1984-1985年,由4顆衛(wèi)星組成的試驗(yàn)系統(tǒng)達(dá)到驗(yàn)證系統(tǒng)的基本性能指標(biāo)?臻g星座從1986年開(kāi)始逐步擴(kuò)展,到1990年系統(tǒng)第一階段的測(cè)試計(jì)劃已經(jīng)完成,當(dāng)時(shí)空間星座已有10顆衛(wèi)星,布置在軌道面1(6顆)和軌道面3(4顆)上。該星座每天至少能提供15小時(shí)的二維定位覆蓋,而三維覆蓋至少可達(dá)8小時(shí)。 第二階段(1990年-1995年) GLONASS測(cè)試計(jì)劃的第二階段主要完成對(duì)用戶設(shè)備的測(cè)試,隨著空間星座1996年1月18日最終布滿24顆工作衛(wèi)星而告結(jié)束。隨后系統(tǒng)開(kāi)始進(jìn)入完全工作階段。 GLONASS由空間衛(wèi)星系統(tǒng)(即空間部分)、地面監(jiān)測(cè)與控制子系統(tǒng)(即地面控制部分)、用戶設(shè)備(即用戶接收設(shè)備)三個(gè)基本部分組成。 GLONASS空間星座由24顆衛(wèi)星組成,衛(wèi)星有六種類型:BlockⅠ,BlockⅡa, BlockⅡb, BlockⅡ以及正在研制中的下一代改進(jìn)型衛(wèi)星GLONASS-MⅠ和GLONASS-MⅡ。每顆GLONASS衛(wèi)星都在L波段上發(fā)射兩個(gè)載波信號(hào)L1和L2,民用碼僅調(diào)制在L1上,而軍用碼在(L-1和L2)雙頻上,GLONASS采用頻分多址(FDMA)區(qū)分衛(wèi)星信號(hào)。 技術(shù)改進(jìn) 為了提高系統(tǒng)完全工作階段的效率和精度性能、增強(qiáng)系統(tǒng)工作的完善性,已經(jīng)開(kāi)始了GLONASS系統(tǒng)的現(xiàn)代化計(jì)劃。主要內(nèi)容如下: 改善GLONASS與其它無(wú)線電系統(tǒng)的兼容性; 改進(jìn)衛(wèi)星子系統(tǒng); 改進(jìn)地面控制系統(tǒng); 配置養(yǎng)分子系統(tǒng)。 1.改頻計(jì)劃 GLONASS采用頻分制,24顆衛(wèi)星L1信號(hào)的總頻帶寬度為1602~1615.5±0.51MHz。顯然該頻段的高端頻率與傳統(tǒng)的射電天文頻段(1610.6~1613.8MHz)重疊。另外ITU WARC-92又決定將1016-1626.5MHz頻段分配給低地球軌道(LEO)移動(dòng)通信衛(wèi)星使用,因此要求GLONASS改變頻率,即讓出高端頻率。 1993年9月俄羅斯作出響應(yīng),決定在同一軌道面上相隔180°(即在地球相反兩側(cè))的兩顆衛(wèi)星使用同一頻道。于是,在仍保持頻分多址的情況下,系統(tǒng)總頻道數(shù)可減少一半,因而可讓出高端頻率。 應(yīng)該指出,在改頻計(jì)劃第Ⅰ和第Ⅱ階段,不排除在新發(fā)射的衛(wèi)星上使用-7~+4中的頻道,并裝上濾除1610.6~1613.8MHz和在(第Ⅲ階段及其以后的發(fā)射衛(wèi)星再裝上)1060~1670MHz的濾波器,以消除強(qiáng)的帶外干擾。此外,為了保持L2與L1的間隔,改頻計(jì)劃還包括對(duì)L2信號(hào)頻率(按L2/L1=7/9)作相應(yīng)的改變。 在1996年12月的有關(guān)會(huì)議上,美國(guó)的代表要求俄羅斯加快實(shí)施GLONASS的改頻計(jì)劃,并希望俄羅斯能在2000年完成。而俄羅斯的代表仍堅(jiān)持原計(jì)劃不能改變,因?yàn)楦淖冇?jì)劃受到因此要升級(jí)衛(wèi)星和其它設(shè)備的限制。 解決GLONASS信號(hào)與其它電子系統(tǒng)相互干擾的另外一種有效辦法是使GLONASS象GPS那樣,使用碼分多址(CDMA),即所有衛(wèi)星均采用相同的發(fā)射頻率,該頻率可以很接近GPS的或者就用GPS的頻率。這樣,兩個(gè)系統(tǒng)的兼容問(wèn)題可大大改善,并使某些干擾問(wèn)題降到最小。據(jù)報(bào)道,美國(guó)洛克韋爾公司決定協(xié)助俄羅斯改進(jìn)GLONASS。其一是將GLONASS的頻率改為GPS的頻率,便于世界民用。此項(xiàng)計(jì)劃將耗資470萬(wàn)美元。 2.下一代改進(jìn)型衛(wèi)星和未來(lái)的星座 從1990年起,俄羅斯就開(kāi)始研制下一代改進(jìn)型衛(wèi)星,GLONASS-MⅠ,重約1480kg 。這種新型衛(wèi)星將進(jìn)一步改進(jìn)星上原子鐘,提高頻率穩(wěn)定度和系統(tǒng)的精度,更為重要的是它的工作壽命可以達(dá)到5年以上,這對(duì)確保GLONASS空間星座維持21-24顆工作衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)至關(guān)重要。1995年按計(jì)劃對(duì)GLONASS-MⅠ進(jìn)行了全面的地面測(cè)試,并計(jì)劃在1996年第三季度進(jìn)行首次這種衛(wèi)星發(fā)射。這次發(fā)射將攜帶兩顆BlockⅡV衛(wèi)星和一顆GLONASS-MⅠ衛(wèi)星。以后MⅠ型衛(wèi)星將作為替補(bǔ)衛(wèi)星,一直用到2000年。 近期,俄羅斯正準(zhǔn)備研制一種工作壽命可達(dá)7年的更大(其重約達(dá)2000kg)和功能更強(qiáng)的GLONASS-MⅡ型衛(wèi)星。除了對(duì)星上子系統(tǒng)作重要改進(jìn)外,還將增加星間數(shù)據(jù)通信和監(jiān)視能力,因而可自主運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)60天。MⅡ衛(wèi)星還將發(fā)射第二個(gè)民用頻率,以便消除電離層對(duì)民用定位精度的影響。預(yù)計(jì),這些MⅡ型衛(wèi)星將在2000年以后發(fā)射。 另外,GLONASS計(jì)劃的管理者正在考慮把未來(lái)空間星座衛(wèi)星總數(shù)增至27顆,即在原每個(gè)軌道面上均布8顆工作衛(wèi)星外,各軌道面上再增加1顆在軌備用衛(wèi)星。 3.地面控制部分的改進(jìn) 地面控制部分的改進(jìn)包括改進(jìn)控制中心;開(kāi)發(fā)用于軌道監(jiān)測(cè)和控制的現(xiàn)代化測(cè)量設(shè)備;改進(jìn)控制站和控制中心之間的通信設(shè)備。這些改進(jìn)項(xiàng)目完成后,可使星歷精度提高30-40%,可使導(dǎo)航信號(hào)相位同步的精度提高1~2倍(15ns),以及可降低偽距誤差中的電離層分量。 4.差分增強(qiáng)系統(tǒng) 為了進(jìn)一步提高GLONASS的精度,以滿足三個(gè)類別的飛機(jī)精密進(jìn)場(chǎng)/著陸的要求,俄羅斯正計(jì)劃開(kāi)發(fā)以下三種差分增強(qiáng)系統(tǒng)。 。1)廣域差分系統(tǒng)(WADS)。它包括在俄羅斯境內(nèi)建立3-5個(gè)WADS地面站,可為離站1500~2000km內(nèi)的用戶提供5-15m的位置精度。 。2)區(qū)域差分系統(tǒng)(RADS)。在一個(gè)很大的區(qū)域上設(shè)置多個(gè)差分站和用于控制、通信和發(fā)射的設(shè)備。它可在離臺(tái)站400~600km的范圍內(nèi),為空中、海上、地面以及鐵路和測(cè)量用戶提供3-10m的位置精度。 。3)局域差分系統(tǒng)(LADS)。它采用載波相位測(cè)量校正偽距,可為離臺(tái)站40km以內(nèi)的用戶提供10cm量級(jí)的位置精度。 LADS臺(tái)站可以是移動(dòng)系統(tǒng),還可能用地面小功率發(fā)射機(jī)--偽衛(wèi)星來(lái)輔助。 另外,還制訂了一個(gè)更大范圍的包括獨(dú)聯(lián)體各國(guó)的統(tǒng)一的聯(lián)合國(guó)家分系統(tǒng)(UDS)。該系統(tǒng)預(yù)計(jì)在1998-2000年建成,屆時(shí)將為獨(dú)聯(lián)體的所有國(guó)家提供精密導(dǎo)航定位服務(wù)。 應(yīng)用范圍 衛(wèi)星導(dǎo)航首先是在軍事需求的推動(dòng)下發(fā)展起來(lái)的,GLONASS與GPS一樣可為全球海陸空以及近地空間的各種用戶提供全天候、連續(xù)提供高精度的各種三維位置、三維速度和時(shí)間信息(PVT信息),這樣不僅為海軍艦船、空軍飛機(jī)、陸軍坦克、裝甲車、炮車等提供精確導(dǎo)航;也在精密導(dǎo)彈制導(dǎo)、C3I精密敵我態(tài)勢(shì)產(chǎn)生、部隊(duì)準(zhǔn)確的機(jī)動(dòng)和配合、武器系統(tǒng)的精確瞄準(zhǔn)等方面廣泛應(yīng)用。另外,衛(wèi)星導(dǎo)航在大地和海洋測(cè)繪、郵電通信、地質(zhì)勘探、石油開(kāi)發(fā)、地震預(yù)報(bào)、地面交通管理等各種國(guó)民經(jīng)濟(jì)領(lǐng)域有越來(lái)越多的應(yīng)用。GLONASS的出現(xiàn),打破了美國(guó)對(duì)衛(wèi)星導(dǎo)航獨(dú)家籠斷的地位,消除了美國(guó)利用GPS施以主權(quán)威懾給用戶帶來(lái)的后顧之憂,GPS/GLONASS兼容使用可以提供更好的精度幾何因子,消除GPS的SA影響,從而提高定位精度! 伽利略、GLONASS和GPS對(duì)比 目前,世界上正在運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)主要有兩大系統(tǒng):一是美國(guó)的GPS系統(tǒng),二是俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)。近年來(lái),歐洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球衛(wèi)星定位計(jì)劃。因而,未來(lái)密布在太空的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)將形成美、俄、歐操縱的GPS、“格魯納斯”、“伽利略”三大系統(tǒng)“競(jìng)風(fēng)流”的局面。 GPS獨(dú)占鰲頭 GPS系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和4顆備用衛(wèi)星組成。它們分布在6個(gè)等間距的軌道平面上,軌道面相對(duì)赤道的夾角為55度,每個(gè)軌道面上有4顆工作衛(wèi)星,衛(wèi)星的軌道接近圓形,軌道高度為2.01836萬(wàn)公里,周期約12小時(shí)。GPS能覆蓋全球,用戶數(shù)量不受限制。其所發(fā)射的信號(hào)編碼有精碼與粗碼。精碼保密,主要提供給本國(guó)和盟國(guó)的軍事用戶使用;粗碼提供給本國(guó)民用和全世界使用。精碼給出的定位信息比粗碼的精度高。GPS系統(tǒng)能夠連續(xù)、適時(shí)、隱蔽地定位,一次定位時(shí)間僅幾秒到十幾秒,用戶不發(fā)射任何電磁信號(hào),只要接受衛(wèi)星導(dǎo)航信號(hào)即可定位,所以可全天候晝夜作業(yè),隱蔽性好。 GLONASS不甘落后 俄羅斯GLONASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)擁有工作衛(wèi)星21顆,分布在 3個(gè)軌道平面上,同時(shí)有3顆備份星。每顆衛(wèi)星都在1.91萬(wàn)公里高的軌道上運(yùn)行,周期為11小時(shí)15分。因GLONASS衛(wèi)星星座一直處于降效運(yùn)行狀態(tài),現(xiàn)只有8顆衛(wèi)星能夠正常工作。GLONASS的精度要比GPS系統(tǒng)的精度低。為此,俄羅斯正在著手對(duì) GLONASS進(jìn)行現(xiàn)代化改造,12月就發(fā)射了3顆新型“旋風(fēng)”衛(wèi)星。該衛(wèi)星的設(shè)計(jì)壽命將為7~8年(現(xiàn)行衛(wèi)星壽命為3年),具有更好的訊號(hào)特性。 GLONASS與GPS有許多不同之處: 一是衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號(hào)采用碼分多址體制,每顆衛(wèi)星的信號(hào)頻率和調(diào)制方式相同,不同衛(wèi)星的信號(hào)靠不同的偽碼區(qū)分。而GLONASS采用頻分多址體制,衛(wèi)星靠頻率不同來(lái)區(qū)分,每組頻率的偽隨機(jī)碼相同。由于衛(wèi)星發(fā)射的載波頻率不同,GLONASS可以防止整個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)同時(shí)被敵方干擾,因而,具有更強(qiáng)的抗干擾能力。 二是坐標(biāo)系不同。GPS使用世界大地坐標(biāo)系(WGS-84),而GLONASS使用前蘇聯(lián)地心坐標(biāo)系(PE-90)。 三是時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)不同。GPS系統(tǒng)時(shí)與世界協(xié)調(diào)時(shí)相關(guān)聯(lián),而GLONASS則與莫斯科標(biāo)準(zhǔn)時(shí)相關(guān)聯(lián)。 “伽利略”后來(lái)居上 “伽利略”系統(tǒng)是歐洲計(jì)劃建設(shè)的新一代民用全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),預(yù)計(jì)2008年系統(tǒng)建成并投入運(yùn)營(yíng)。按照規(guī)劃,“伽利略”計(jì)劃將耗資約27億美元,星座由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道,均勻地分布在高度約為2.3萬(wàn)公里的3個(gè)軌道面上,星座包括27顆工作星,另加3顆備份衛(wèi)星。系統(tǒng)的典型功能是信號(hào)中繼,即向用戶接收機(jī)的數(shù)據(jù)傳輸可以通過(guò)一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來(lái)實(shí)現(xiàn),例如通過(guò)移動(dòng)通信網(wǎng)來(lái)實(shí)現(xiàn)!百だ浴苯邮諜C(jī)不僅可以接受本系統(tǒng)信號(hào),而且可以接受GPS、“格魯納斯”這兩大系統(tǒng)的信號(hào),并且具有導(dǎo)航功能與移動(dòng)電話功能相結(jié)合、與其他導(dǎo)航系統(tǒng)相結(jié)合的優(yōu)越性能。 “伽利略”系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)的主要區(qū)別在于: “伽利略”系統(tǒng)確定地面位置或近地空間位置要比GPS精確10倍。其水平定位精度優(yōu)于10米,時(shí)間信號(hào)精度達(dá)到1 00納秒。必要時(shí),免費(fèi)使用的信號(hào)精確度可達(dá)6米,如與GPS合作甚至能精確至4米。一位電子工程師舉例說(shuō)明了這個(gè)區(qū)別:“如今的GPS只能找到街道,而‘伽利略 ’系統(tǒng)則能找到車庫(kù)門!
移動(dòng)通信網(wǎng) | 通信人才網(wǎng) | 更新日志 | 團(tuán)隊(duì)博客 | 免責(zé)聲明 | 關(guān)于詞典 | 幫助