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GLONASS系統簡介/系統組成/系統信號特性

GLONASS系統組成

[日期:2013-06-26] 來源:  作者: [字體: ]
  俄羅斯GLONASS衛星定位系統擁有工作衛星21顆,分布在 3個軌道平面上,同時有3顆備份星。每顆衛星都在1.91萬公里高的軌道上運行,周期為11小時15分。因GLONASS衛星星座一直處于降效運行狀態,現只有8顆衛星能夠正常工作。GLONASS的精度要比GPS系統的精度低。為此,俄羅斯正在著手對 GLONASS進行現代化改造,12月就發射了3顆新型“旋風”衛星。該衛星的設計壽命將為7~8年(現行衛星壽命為3年),具有更好的訊號特性。
  由衛星星座、地面監測控制站和用戶設備三部分組成。地面控制部分全部都位于前蘇聯領土境內,地面控制中心和時間標準位于莫斯科,遙測和跟蹤站位于圣彼得堡、Ternopol、Eniseisk和共青城。

GLONASS系統導航衛星工作示意圖
 
GLONASS星座
  GLONASS星座由27顆工作星和3顆備份星組成, 所以GLONASS星座共由30顆衛星組成。27顆星均勻地分布在3個近圓形的軌道平面上,這三個軌道平面兩兩相隔120度,每個軌道面有8顆衛星,同平面內的衛星之間相隔45度, 軌道高度2.36萬公里,運行周期11小時15分,軌道傾角56度
地面支持系統
  地面支持系統由系統控制中心、中央同步器、遙測遙控站(含激光跟蹤站)和外場導航控制設備組成。地面支持系統的功能由前蘇聯境內的許多場地來完成。隨著蘇聯的解體,GLONASS系統由俄羅斯航天局管理, 地面支持段已經減少到只有俄羅斯境內的場地了, 系統控制中心和中央同步處理器位于莫斯科,遙測遙控站位于圣彼得堡、捷爾諾波爾、埃尼謝斯克和共青城。
用戶設備
  GLONASS用戶設備(即接收機)能接收衛星發射的導航信號,并測量其偽距和偽距變化率,同時從衛星信號中提取并處理導航電文。接收機處理器對上述數據進行處理并計算出用戶所在的位置、速度和時間信息。GLONASS系統提供軍用和民用兩種服務。GLONASS系統絕對定位精度水平方向為16米,垂直方向為25米。目前,GLONASS系統的主要用途是導航定位,當然與GPS系統一樣,也可以廣泛應用于各種等級和種類的定位、導航和時頻領域等。
  與美國的GPS系統不同的是GLONASS系統采用頻分多址(FDMA)方式,根據載波頻率來區分不同衛星(GPS是碼分多址(CDMA),根據調制碼來區分衛星)。每顆GLONASS衛星發播的兩種載波的頻率分別為L1=1,602+0.5625K(MHZ)和L2=1,246+0.4375K(MHZ),其中K=1~24為每顆衛星的頻率編號。所有GPS衛星的載波的頻率是相同,均為L1=1575.42MHZ和L2=1227.6MHZ。
  GLONASS衛星的載波上也調制了兩種偽隨機噪聲碼:S碼和P碼。俄羅斯對GLONASS系統采用了軍民合用、不加密的開放政策。
  GLONASS系統單點定位精度水平方向為16M,垂直方向為25M。
  GLONASS衛星由質子號運載火箭一箭三星發射入軌,衛星采用三軸穩定體制,整量質量1400KG,設計軌道壽命5年。所有GLONASS衛星均使用精密銫鐘作為其頻率基準。第一顆GLONASS衛星于1982年10月12日發射升空。到目前為止,共發射了80余顆GLONASS衛星,最近一次是2000年10月13日發射了三顆衛星。截止2001年1月10日為止尚有10顆GLONASS衛星正在運行。
  為進一步提高GLONASS系統的定位能力,開拓廣大的民用市場,俄政府計劃用4年時間將其更新為GLONASS-M系統。內容有:改進一些地面測控站設施;延長衛星的在軌壽命到8年;實現系統高的定位精度:位置精度提高到10~15M,定時精度提高到20~30NS,速度精度達到0.01M/S。
  另外,俄計劃將系統發播頻率改為GPS的頻率,并得到美羅克威爾公司的技術支援。
  GLONASS系統的主要用途是導航定位,當然與GPS系統一樣,也可以廣泛應用于各種等級和種類的測量應用、GIS應用和時頻應用等。
【內容導航】
第1頁:GLONASS系統簡介 第2頁:GLONASS系統組成
第3頁:GLONASS系統信號特性

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