Глонасс вики: ГЛОНАСС — Википедия

Содержание

GLONASS – Wikipedia

GLONASS-Satellit 1. Generation

GLONASS (russisch ГЛОНАСС, als Akronym für Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (Globalnaja nawigazionnaja sputnikowaja sistema) oder englisch Global Navigation Satellite System; deutsch „Globales Satellitennavigationssystem“) ist ein globales Navigationssatellitensystem, das vom Verteidigungsministerium der Russischen Föderation betrieben und finanziert wird.

GLONASS ähnelt in Aufbau und Funktionsweise dem US-amerikanischen NAVSTAR-GPS. Die Satelliten der GLONASS-Konstellation tragen den Namen Uragan (Hurrikan). Technisch basiert GLONASS auf ähnlichen Prinzipien wie GPS. Die parallele, unabhängige Entwicklung der beiden gleichwertigen Systeme während des Kalten Krieges erfolgte aus militärstrategischen Gründen.

Die Entwicklung des Systems begann 1972. Die ersten drei Satelliten starteten am 12. Oktober 1982, das System ist am 24. September 1993 offiziell als betriebsbereit erklärt worden. Der Vollausbau, bestehend aus 21 Standard- und drei Reservesatelliten, wurde 1996 erreicht. In den Folgejahren ging die Anzahl funktionstüchtiger Satelliten aber dramatisch zurück, so dass GLONASS als eigenständiges Navigationssystem nicht nutzbar war.

Am 12. September 2008 ordnete der Ministerpräsident von Russland, Wladimir Putin, die Wiedervervollständigung von GLONASS für 67 Milliarden Rubel (1,8 Milliarden Euro) bis ins Jahr 2012 an.[1] Trotz des Fehlstarts einer Trägerrakete am 5. Dezember 2010, bei dem drei Satelliten verloren gingen,[2] stand ab 2011 wieder ein vollständiges GLONASS-System zur Verfügung. Am 2. Juli 2013 kam es erneut zu einem Absturz einer Proton-M-Rakete, bei dem wiederum drei GLONASS-Satelliten zerstört wurden.[3]

Im Juli 2010 kündigte Wladimir Jewtuschenkow, Chef der für GLONASS zuständigen Unternehmensgruppe Sistema, an, dass Russland ein Importverbot für Mobiltelefone plant, die nicht mit dem System ausgestattet sind.[4]

Die Satelliten umlaufen die Erde auf einem Medium Earth Orbit in drei Bahnebenen mit 64,8° Neigung gegen den Äquator (GPS 55°). Dadurch erreichen die Satelliten für Nutzer in hohen geographischen Breiten, insbesondere in den Polarregionen, eine größere Höhe über dem Horizont, so dass die Verfügbarkeit des Systems verbessert wird. Die große Halbachse der Umlaufbahn beträgt 25.500 km, die Bahnhöhe 19.100 km (GPS 20.200 km). Die Umlaufzeit liegt bei 11:15 Stunden (GPS 11:58).

Im Gegensatz zum GPS senden bei GLONASS alle Satelliten mit gleichem Code (Pseudozufallsrauschen, PRN für englisch pseudo-random noise), aber auf unterschiedlichen Frequenzen (FDMA) im Dezimeterwellen-Bereich. Antipodale Satelliten senden mit derselben Kanalnummer und damit identischen Frequenzen. Jeder von GLONASS verwendete Satellit sendet Signale auf zwei Frequenzen:

  • L1 = 1602 MHz + k · 562,5 kHz
  • L2 = 1246 MHz + k · 437,5 kHz, wobei k die Kanalnummer bezeichnet

Beim GPS nutzen alle Satelliten die gleichen Frequenzen und werden mittels Codemultiplexverfahren (CDMA) und darin eingesetzten Gold-Folgen unterschieden. In GLONASS wird CDMA ab der GLONASS‑K‑Satellitengeneration eingesetzt und basiert auf Kasami-Folgen.

[5]

Die Zeitstabilität der Satelliten beträgt:

  • 1. Generation: 5 · 10−13 Sekunden pro Tag
  • GLONASS-M: 1 · 10−13 s pro Tag
  • GLONASS-K: 5 · 10−14 s pro Tag
  • GLONASS-K2 (voraussichtlich ab 2020[6]): 1 · 10−14 s pro Tag.[7]

Wie GPS benötigt GLONASS zum Regelbetrieb knapp 24 Satelliten, damit gewährleistet werden kann, dass immer zumindest vier davon an einem Ort sichtbar sind. Bis 2011 reichte die Anzahl der funktionsfähigen Satelliten dafür nicht immer aus, so dass nicht immer an jedem Ort der Erdoberfläche genügend Satelliten für die Ortsbestimmung verfügbar waren. Bei bekanntem Standort ist dann lediglich eine Zeitbestimmung möglich. Wenn drei Satelliten sichtbar sind, können aus den Signalen drei Parameter abgeleitet werden, z. B. bei bekannter Höhe (Schiff auf dem Meer) der Ort (geographische Breite und Länge) und die Zeit. An die Zeit werden relativ hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt, da ein Zeitfehler von einer Mikrosekunde bereits zu einem Ortsfehler in der Größenordnung von 300 Metern führt. Mobile Empfänger benötigen daher für eine vollständige Ortsbestimmung (geographische Breite, geographische Länge, Höhe über dem Meeresspiegel) als vierten Parameter die genaue Uhrzeit, für deren Bestimmung Signale eines vierten Satelliten erforderlich sind.

Satellitenkonstellation (Raumsegment)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Der erste Uragan-Testsatellit Kosmos 1413 wurde im Oktober 1982 zusammen mit zwei Uragan-Attrappen in seine Umlaufbahn gebracht. Ursprünglich sollte das System 21 Satelliten für den Normalbetrieb sowie drei Reservesatelliten umfassen. Die neue Planung sieht 30 Satelliten vor, die sich auf drei Orbits mit jeweils acht Satelliten und zwei Reservesatelliten verteilen.

Nach dem Zerfall der Sowjetunion konnten bis ins Jahr 1995 noch weitere Satelliten gestartet werden, die wohl schon zu Sowjetzeiten fertiggestellt worden waren, so dass man 1995 ein System von 25 funktionierenden Satelliten hatte. Im Jahr 1998 war die Anzahl jedoch schon auf 13 gesunken und verringerte sich bis 2001 auf nur sieben Satelliten. Ab 2002 begann die Anzahl der funktionsfähigen Satelliten wieder anzusteigen. Das Problem dabei war die hohe Ausfallrate aufgrund der sehr kurzen Lebensdauer der einzelnen Uragan-Satelliten von nur drei Jahren.

Seit 2001 werden auch verbesserte Uragan-M-Satelliten mit einer Lebensdauer von sieben Jahren eingesetzt. Die neue Generation mit geringerer Startmasse und einer Lebensdauer von zehn Jahren trägt die Bezeichnung Uragan-K; der erste Start fand am 26. Februar 2011 statt.[8] Uragan und Uragan-M (beide 1415 kg) werden häufig in einem Tripel mit schweren Proton-Raketen gestartet, mitunter aber auch wie die leichteren Uragan-K (935 kg auf Basis des Ekspress-1000K Satellitenbus[9]) mit einer deutlich günstigeren Sojus-2/Fregat. Ab dem Jahr 2022 sollen Satelliten des Typs Glonass-K2 gestartet werden, welches ein neues Signal aussenden wird (zwei militärische L1 und L2, sowie ein ziviles L1).[10]

Ende 2005 wurden drei weitere GLONASS-Satelliten (zwei Uragan-M und ein Uragan) mit einer Proton-Rakete gestartet, Ende 2006 folgte ein weiterer Proton-Start mit drei Uragan-M-Satelliten; im Oktober 2007, Dezember 2007, September 2008, Dezember 2008, Dezember 2009, März 2010 und September 2010 wurden jeweils drei Satelliten gestartet. Drei Satelliten gingen bei einem Fehlstart im Dezember 2010 verloren,

[11] drei weitere Anfang Juli 2013.[3]

GLONASS-Satellitenkonstellation (Stand: 24. April 2016[12][13][14][15][16])
SlotKanalGLONASS-Nr.Kosmos-Nr.StartdatumInbetriebnahmeStatusInternat. Bezeichnung
(NSSDC-ID)
Katalog-Nr.
(AFSC)
Uragan-Typ
1/0101730245614.12.200930.01.2010in Nutzung2009-070A36111M
1/02−04747248526.04.201304.07.2013in Nutzung2013-019A33155M
1/0305744247604.11.201108.12.2011in Nutzung2011-064B37868M
1/0406742247402.10.201125.10.2011in Nutzung2008-055A37829M
1/0501734245814.12.200910.01.2010in Nutzung2009-070C36113M
1/06-04733245714.12.200924.11.2010in Nutzung2011-070B36112M
1/0705745247704.11.201118.12.2011in Nutzung2011-064C37869M
1/0806743247504.11.201120.09.2012in Nutzung2011-064A37867M
2/09−02736246402.09.201004.10.2010in Nutzung2010-041C37139M
2/10−07717242425.12.200603.04.2007in Nutzung2006-062C29672M
2/1100723243625.12.200722.01.2008in Nutzung2007-065C32395M
2/12−01737246502.09.201012.10.2010in Nutzung2010-041B37138M
2/13−02721243425.12.200708.02.2008in Nutzung2007-065A32393M
2/14−07715242525.12.200603.04.2007in Nutzung2006-062A29670M
2/1500716242625.12.200612.10.2007in Nutzung2006-062B29671M
2/16−01738246602.09.201011.10.2010in Nutzung2010-041A37137M
3/17
04
746247828.11.201123.12.2011in Nutzung2011-071A37938M
3/1903720243326.10.200725.11.2007in Nutzung2007-052A32275M
3/2002719243226.10.200727.11.2007in Nutzung2007-052B32276M
3/22−03731245901.03.201028.03.2010in Nutzung2010-007A36400M
3/2303732246001.03.201028.03.2010in Nutzung2010-007C36402M
3/2402735246101.03.201028.03.2010in Nutzung2010-007B36401M
3/18 −03 754249123.03.201414.04.2014in Nutzung2014-012A39620M
3/2104755250014.06.201403.08.2014in Nutzung2014-032A40001M
3/2007702250130.11.201415.02.2016in Nutzung2014-075A40315K1
3/1704751251407.02.201628.02.2016in Nutzung2016-008A41330M

Das Startdatum bezieht sich auf die Koordinierte Weltzeit (UTC), die Inbetriebnahme auf die Moskauer Zeitzone.

Bodenstationen[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

Bodenstationen, das sogenannte Control Segment, befinden sich bei Moskau (Krasnosnamensk und Schtscholkowo), in Komsomolsk am Amur, bei Sankt Petersburg, in Jenisseisk (alle auf dem Gebiet der Russischen Föderation) und in Ternopil (Ukraine).

Benutzersegment (User Segment)[Bearbeiten | Quelltext bearbeiten]

2008 gab es die ersten zivilen kommerziell genutzten Geräte, die GLONASS unterstützen.[17][18]

Das System steht damit in direkter Konkurrenz zum US-amerikanischen GPS, dem europäischen Galileo-System und dem chinesischen Beidou.

Entsprechend konstruierte Navigationsgeräte können Daten sowohl von den GLONASS- als auch GPS-Satelliten empfangen und durch Auswertung beider Signale eine bessere Abdeckung erzielen. Auch beim Ausfall eines Systems oder als Schutz gegen Manipulation (siehe GPS-Jammer) hat diese Anwendung Vorteile.

Im Jahr 2009 wurde der erste russische vollständig auf einem Chip integrierte Empfänger für GLONASS (inkl. GPS/Galileo/Compass) vorgestellt.[19] Im April 2011 brachte ZTE das erste Smartphone auf den Markt, das neben GPS auch GLONASS verwendet,[20] diesem folgten mehrere Smartphones unterschiedlicher Hersteller.

Um die Genauigkeit zu verbessern, namentlich durch die Korrektur der veränderlichen Einflüsse der Ionosphäre auf die Signallaufzeiten, ist mit SDCM für GLONASS ein Satellite Based Augmentation System im Aufbau.[21][22]

Das Projekt ERA GLONASS (russisch экстренного реагирования при авариях, extrennowo reagirowanija pri awarijach; deutsch Notfallreaktion bei Unfällen) sieht Geräte vor, welche bei Verkehrsunfällen automatisch eine Alarmmeldung absetzen, welche auch den Standort enthält. Das System wird mit dem europäischen eCall kompatibel sein.[23]

  1. ↑ Putin orders additional $2.6 bln on Glonass development [1], RIA Novosti, abgerufen 13. September 2008 (englisch).
  2. ↑ Peter-Michael Ziegler: Bericht: Software-Fehler für GLONASS-Satelliten-Verlust verantwortlich. Heise, 6. Dezember 2010, abgerufen am 7. Februar 2016. 
  3. a b Proton-M-Rakete mit drei Glonass-Satelliten nach Start in Baikonur abgestürzt, abgerufen am 2. Juli 2013
  4. ↑ Hayo Lücke: Russland will Handyhersteller erpressen, Zugriff am 3. September 2010
  5. ↑ Russia to Put 8 CDMA Signals on 4 GLONASS Frequencies (Memento vom 5. Dezember 2010 im Internet Archive), insidegnss.com, abgerufen am 21. März 2010 (englisch).
  6. GLONASS: Russland ersetzt ältere Satelliten durch leistungsstärkere. Sputnik News, 6. November 2019.
  7. ↑ Raumfahrer net Redaktion: Reschetnjow stellt GloNaSS-M-Produktion ein. Abgerufen am 29. Mai 2019. 
  8. Navigationssatellit vom Typ GloNaSS-K1 gestartet. Raumfahrer.net, 26. Februar 2011, abgerufen am 26. April 2013. 
  9. ↑ russianspaceweb: GLONASS-K, abgerufen am 6. November 2019
  10. ↑ russianspaceweb: GLONASS-K2 satellite, abgerufen am 6. November 2019
  11. Rückschlag für GLONASS: Drei Satelliten nach Fehlstart in Pazifik gestürzt. RIA Novosti, 5. Dezember 2010, abgerufen am 6. Dezember 2010. 
  12. Structure and status of GLONASS constellation. Information-Analytical Centre, 9. Juli 2013, abgerufen am 9. Juli 2013 (englisch). 
  13. Federal Space Agency. Abgerufen am 6. Dezember 2015 (russisch). 
  14. ↑ GLONASS im NSSDCA Master Catalog, abgerufen am 6. Dezember 2015 (englisch).
  15. NORAD Two-Line Element Sets Current Data. Abgerufen am 6. Dezember 2015 (englisch). 
  16. Constellation status. In: glonass-iac.ru. Abgerufen am 24. April 2016 (englisch). 
  17. ↑ Frank Preiß: GLONASS - Russlands Weltraumauge (PDF; 104 kB). März 2009.
  18. Technik. Leica Geosystems.
  19. ↑ Typ NV08C-MCM-M, vgl. Patent US7358896.‌
  20. ZTE MTS 945 Smartphone mit GLONASS Sattelitensupport - PC Masters. Abgerufen am 11. Oktober 2018. 
  21. ↑ Russia launching GLONASS correction relay satellites (Memento vom 3. Juni 2010 im Internet Archive), navigadget.com, abgerufen 29- Mai 2019 (englisch).
  22. ↑ Russia Building Out GLONASS Monitoring Network, Augmentation System (Memento vom 29. August 2009 im Internet Archive), insidegnss.com, abgerufen am 29. Mai 2019 (englisch).
  23. ↑ ERA GLONASS und eCall werden gemeinsam Menschenleben retten, RIA Novosti, abgerufen 15. Februar 2010 (deutsch).

Что не пишут в википедии о глобальных навигационных спутниковых системах / Хабр

Вдохновлённый серией постов «Теория радиоволн», я решился на аналогичный пост о системах спутникового позиционирования. Я работаю в структуре, которая занимается обеспечением функционирования системы ГЛОНАСС, поэтому постараюсь рассказать о ней и её конкурентах с несколько другой точки зрения. Пост будет именно об их устройстве, попутно хотелось бы развеять несколько мифов.
Постараюсь обойтись без выкладывания прописных истин и сведений, которые любой желающий может почерпнуть в википедии, но порой без них не обойтись, прошу отнестись с пониманием.
Структура систем

Все вы знаете, что такое глобальные навигационные спутниковые системы. Наиболее распространено мнение, что это некоторое количество спутников на околоземной орбите, которые излучают некий сигнал, что позволяет нам определять свои координаты в любой точке земного шара. На самом деле, любая ГНСС содержит как минимум три компонента:
  • подсистема навигационных космических аппаратов (НКА)
  • подсистема наземного комплекса управления (НКУ)
  • подсистема навигационной аппаратуры потребителей (НАП)

Все остальные компоненты, такие как системы дифференциальных поправок не являются необходимыми, это лишь опции.
На данный момент полностью развернуты и общедоступны только две системы, GPS и ГЛОНАСС. Существует еще не менее четырёх ГНСС, находящихся в разных стадиях развертывания. Поскольку до конца ни одна из них не доведена, говорить мы про них не будем, хотя большая часть сказанного к ним тоже относится.
Как это работает

Подсистема НКА представляет собой некоторое количество спутников, согласованно движущихся по специально выбранным орбитам. Основное условие при выборе орбит — в любой точке планеты в любой момент времени должно быть видно не менее 4 спутников (почему именно четыре, будет объяснено ниже). На каждом из аппаратов установлены атомные часы — цезиевые, рубидиевые или их комбинация, в зависимости от модификации — синхронизированные с часами на центральном синхронизаторе системы. Синхронизированные — это не значит что они идут синфазно, это значит что известна разница хода часов. Именно центральный синхронизатор и хранит так называемую системную шкалу времени. Наш центральный синхронизатор находится в Подмосковье, американский в Подвашингтонье, что и неудивительно.
Каждый аппарат излучает несущее колебание в двух частотных диапазонах L1 и L2. Все НКА системы GPS излучают на общих частотах, 1575,42 МГц и 1227,60 МГц для L1 и L2 соответственно, а НКА системы ГЛОНАСС излучают на разнесённых частотах, называемых литерами (аппараты, находящиеся на противоположных точках орбиты излучают на одной литере). Разница между литерами составляет 562,5 кГц, для поддиапазона L1 и 437,5 кГц для L2, нулевая литера имеет частоты 1602 МГц и 1245 МГц соответственно.
Несущее колебание модулируется специальной кодовой последовательностью таким образом, что фаза кодового сигнала совпадает с показаниями часов спутника (если кому интересно — модуляция фазовая). В системе GPS каждый аппарат имеет уникальную кодовую последовательность, что позволяет различать их сигналы, несмотря на общую частоту. В ГЛОНАСС же используется частотное разделение, поэтому все аппараты имеют одинаковую кодовую последовательность. Дополнительно сигналы спутников модулируются навигационными сообщениями, которые содержат параметры полиномиальной математической модели движения спутника и модели смещения показаний спутниковых часов относительно системной шкалы времени.

Структура сигнала космических аппаратов ГЛОНАСС

Навигационные сообщения также содержат параметры ионосферы (позволяет учитывать задержку сигналов в ионосфере), разницу между системной шкалой времени и мировой координированной шкалой времени и много еще всякой другой полезной информации. Упрощенно, подсистема НКА — это сеть синхронизированных, движущихся в пространстве часов, с известными в любой момент координатами.

Наземный комплекс управления — это сеть наземных станций, обеспечивающих определение параметров движения космических аппаратов, параметров хода их часов.На пунктах ведутся измерения параметров вращения планеты, параметров атмосферы, там уточняют характеристики гравитационного поля Земли и обеспечивают хранение мировой системы координат. Функционально в состав НКУ входит немалое количество научно-исследовательских учреждений и лабораторий. Ну и разумеется, именно наземный комплекс все эти данные обрабатывает и закладывает на аппараты, которые уже транслируют их в составе навигационного сообщения.
Наземный комплекс — это и базовые пункты с калиброванными приёмниками, и пункты федеральной астрономо-геодезической сети, и радиоинтерферометры со сверхдлинной базой, и лазерные дальномеры, и множетсво других интересных вещей. Вообще функции наземного комплекса очень разнообразны, его деятельность слишком обширна, чтобы включить её в эту статью. Если кого-то заинтересует — попробую написать статью и об этом.

Сеть станций наземного комплекса управления ГЛОНАСС

Ну и собственно навигационная аппаратура потребителей принимает и обрабатывает сигналы НКА системы. Получая сигнал от всех видимых аппаратов приёмник выполняет следующие функции (упрощенная схема):

  • разделение сигнала от каждого спутника (по кодовой последовательности для GPS и по частоте для ГЛОНАСС).
  • определение показаний часов НКА на момент излучения принятого сигнала путём обработки кодовой последовательности. Как упоминалось выше, кодовая последовательность синхронизирована с бортовыми часами аппарата.
  • приём навигационного сообщения. Это даст следующие данные: положение аппарата и разницу хода его часов и системной шкалы времени. Мы уже можем определить момент излучения сигнала спутником в системной шкале времени.
  • определение показаний собственных часов приёмника в момент приёма сигнала от спутников. Таким образом, мы определяем время распространения сигнала от спутника до приёмника. Но это время мы определим с погрешностью, равной разнице хода часов приёмника и системной шкалы времени. Очевидно, что эта погрешность будет одинакова для всех аппаратов.

Итак, мы имеем положение каждого аппарата, время распространения сигнала до каждого аппарата. А неизвестными являются наши координаты и разница шкалы времени приёмника с системной шкалой времени, то есть четыре неизвестных. Кстати, вопреки распространённому заблуждению, приёмник определяет координаты не в виде широты, долготы и высоты, а в виде x,y,z — координат в геоцентрической декартовой системе координат, связанной с центром масс планеты. Обусловлено это тем, что и координаты космических аппаратов определяются именно в этой системе координат. Существуют гостированные уравнения пересчета из параметров x,y,z, в B,L,H (широта, долгота, высота).
Понятно, что для определения четырёх неизвестных необходима система уравнений с четырьмя и более уравнениями. Вот поэтому нам и нужно четыре видимых аппарата. Существует возможность определения по трём аппаратам, для этого в систему вводится дополнительное уравнение земного эллипсоида (которое связывает x,y,z классическим уравнением эллипсоида). Но в этом случае и положение наше будет привязано именно к эллипсоиду, то есть о высоте говорить не приходится.
В любом случае результатом решения этой системы уравнений будут наши координаты и положение системной шкалы времени. О последнем иногда забывают, хотя передача точного времени задача не менее актуальная, чем определение координат. На данный момент, посредством ГНСС можно осуществить передачу точного времени в любую точку земного шара с точностью порядка десятка наносекунд, в особых случаях до единиц наносекунд. В этом конкурентов у них практически нет, все остальные системы передачи точного времени либо значительно дороже, либо значительно хуже. Все мировые лаборатории времени, все национальные эталоны времени и частоты (в том числе и наш) сличаются посредством ГНСС (разумеется, не только ГНСС), что и позволяет вести мировую координированную шкалу времени UTC, TAI и пр. Впрочем, передача времени и частоты, мировые шкалы времени — это отдельный разговор.

Разумеется это сильно упрощенная схема работы навигационных систем, про любой компонент можно рассказывать очень долго. Так что, если кого-то заинтересует, я готов углубиться в любой из аспектов работы ГНСС.

Срыв покровов

Сразу скажу, тут я просто рассмотрю наиболее распространённые вопросы и заблуждения, с которыми сталкиваюсь постоянно. Ну и постараюсь объяснить реальное состояние дел, в меру своей компетентности конечно.
Почему ГЛОНАСС такой плохой?

Наиболее распространенный вопрос.
Начну с того, что ГЛОНАСС не во всём хуже GPS.
Например, в приполюсных областях группировка ГЛОНАСС обеспечивает лучшее покрытие, в силу более оптимальной конфигурации орбитальной группировки. Впрочем в приэкваториальных областях ситуация обратная по той же причине. Ноги растут из военного назначения обеих систем, а военные интересы Советского Союза и США были сконцентрированы именно в этих областях.
Кроме того, частотное разделение сигналов действительно улучшает помехоустойчивость системы ГЛОНАСС. Это же частотное разделение тянет за собой и множество проблем, но факт остаётся фактом — в случае вооружённого конфликта подавить нашу ГНСС будет сложнее.
Сама система непрерывно прогрессирует. Пусть не так быстро как хотелось бы, пусть это сопровождается коррупционными скандалами с какими-то астрономическими суммами, но весь мир признаёт, что ГЛОНАСС стабильно держится на дистанции четырёх-пятилетнего отставания от GPS, и разрыв не увеличивается. Кстати, не надо думать, что GPS сильно дешевле, он тоже стоит чудовищных денег, которые не всегда тратятся как следует.
Так почему же ГЛОНАСС отстаёт? Мало кто знает, что система ГЛОНАСС старше GPS на несколько лет (формально сама система моложе, но её прототипы появились раньше и сама отработка технологии началась раньше). Американцы разумеется наблюдали за её созданием, и создали свою, постаравшись учесть наши ошибки, которые другим способом предугадать было невозможно. Избежав наших системных ошибок, и не останавливая развитие (в отличие от нас, в девяностые вся наша спутниковая группировка едва не оказалась на дне Тихого океана) они превратились из отстающих в опережающих.
Военные коды

Как известно, НКА обеих систем излучают сигналы двух видов: стандартной точности (СТ-код для ГЛОНАСС, C/A для GPS) и высокой точности (аналогично ВТ-код и P/Y-код). СТ-код ГЛОНАСС излучается в обоих частотных диапазонах, а C/A код GPS только в частотном диапазоне L1 (за исключением нескольких НКА новой серии). Сигналы высокой точности излучаются в обоих частотных диапазонах. Различаются эти сигналы кодовой последовательностью, при этом сигналы с кодом высокой точности имеют более широкую полосу, что повышает точность и затрудняет подавление.
Традиционно сигналы высокой точности считаются военными, стандартные сигналы считаются гражданскими. Это только отчасти верно. Кодовая последовательность P-кода и ВТ-кода на данный момент открыта для широкого применения: американцы официально опубликовали свои кодовые последовательности, а заодно и наши (откуда они их узнали, оставим за кадром). Поэтому сейчас любой производитель совершенно свободно может создавать приёмники, принимающие военные сигналы (и создают, вся прецизионная аппаратура принимает все виды сигналов на всех частотах). Особенность в том, что в случае необходимости эти коды меняются по особому алгоритму, разумеется засекреченному. И вот после такой смены кодовых последовательностей только военная аппаратура сможет их принимать, поскольку в неё изначально этот самый алгоритм зашивается.
Более того, в случае необходимости на сигналы стандартной точности накладывается еще и кодирование, которое не мешает принимать эти сигналы, но не позволяет определять положение лучше пары сотен метров в принципе.
Все эти манипуляции могут производиться не глобально, а только над некоторым регионом земного шара, что продемонстрировали американцы во время войны в Ираке, лишив весь Ближний Восток нормального GPS. Аналогично поступали наши во время конфликта с Грузией, что особого резонанса не вызвало, поскольку пользователей ГЛОНАСС в Грузии не сыскать.
Шкалы GPS, ГЛОНАСС, UTC

Что такое системные шкалы времени я уже рассказал. Так же упоминал мировую координированную шкалу времени UTC. Некоторые путают все эти понятия, я попробую отделить мух от котлет и объяснить в чем отличия. Мировая координированная шкала времени UTC — это аналитическая шкала времени (то есть она не имеет физической реализации, ведётся «на кончике пера»), которая высчитывается путём сличения шкал времени с эталонов времени и частоты всех мировых лабораторий времени. Соответственно шкалы самих эталонов в этих лабораториях именуются по названию страны или учреждения. Например шкала нашего национального эталона называется UTC(SU) (SU, потому что по этой же шкале живут практически все страны бывшего Советского Союза), шкала американского института стандартов NIST называется UTC(NIST). В американской военно-морской обсерватории USNO (самая мощная в мире лаборатории времени и частоты) ведётся шкала UTC(USNO), к которой подтягивают центральный синхронизатор системы GPS. Подтягивают, но разница между шкалами всё равно всегда есть, порядка нескольких наносекунд, и эта разница передаётся в навигационном сообщении спутников GPS. Таким образом, любой GPS приёмник может выдавать как системную шкалу времени, так и шкалу времени UTC(USNO). Аналогично обстоят дела для системной шкалы времени ГЛОНАСС и UTC(SU). Вот только вращение нашей планеты замедляется, и шкалу времени UTC раз в несколько лет корректируют на одну секунду. А системные шкалы времени не корректируются и разница между системными шкалами и мировым координированным временем на данный момент составляет 16 секунд.
Всем спасибо за внимание, надеюсь что было интересно.

Глобальная навигационная спутниковая система (ГЛОНАСС)

В 1976 году вышло постановление правительства СССР о ее разработке.

На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами была выбрана штатная орбитальная группировка из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты — 19100 километров.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты 12 октября 1982 года с запуском первого космического аппарата серии "Глонасс" ("Космос-1413"). 24 сентября 1993 года система была официально принята в эксплуатацию в интересах министерства обороны РФ с орбитальной группировкой ограниченного состава из 12 спутников. В декабре 1995 года орбитальная группировка была развернута до штатного состава (24 спутника), который необходим для полного охвата территории всего земного шара.

Сокращение финансирования космической отрасли в 1990-х годах привело к деградации орбитальной группировки ГЛОНАСС. К 2002 году она насчитывала только семь космических аппаратов, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок американской системе навигации GPS.

В целях сохранения и развития системы президентом и правительством РФ был утвержден ряд директивных документов, основным из которых являлась федеральная целевая программа "Глобальная навигационная система" на период 2002-2012 годы.

В результате ее реализации орбитальная группировка была полностью восстановлена. С 2012 года система развивается в рамках новой федеральной целевой программы "Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы" для обеспечения эффективности решения задач координатно-временного и навигационного обеспечения в интересах обороны, безопасности и развития социально-экономической сферы страны в ближайшей и отдаленной перспективе.

Система ГЛОНАСС состоит из подсистемы космических аппаратов, подсистемы контроля и управления и навигационной аппаратуры потребителей.

Основой системы ГЛОНАСС являются 24 спутника, которые движутся в трех орбитальных плоскостях по восемь аппаратов в каждой плоскости, наклоненных к экватору под углом 64,8°, с высотой орбит 19100 километров и периодом обращения 11 часов 15 минут 44 секунды. Выбранная структура орбитальной группировки обеспечивает движение всех космических аппаратов по единой трассе на поверхности Земли с ее повторяемостью через восемь суток. Такие характеристики обеспечивают высокую устойчивость орбитальной группировки системы ГЛОНАСС, что практически позволяет обходиться без коррекции орбит космических аппаратов в течение всего срока их активного существования.

По состоянию на 10 октября 2017 года в составе орбитальной группировки ГЛОНАСС находилось 25 космических аппаратов, из них 23 использовались по целевому назначению.

Космические спутники для ГЛОНАСС были спроектированы в конструкторском бюро НПО прикладной механики (ныне — АО "Информационные спутниковые системы" имени академика М.Ф. Решетнева") в городе Красноярск-26 (Железногорск).

С 1982 года по 2009 год в эксплуатации находились космические аппараты "Глонасс", со сроком активного гарантийного существования три года. В настоящее время основу орбитальной группировки составляют спутники модифицированной серии "Глонасс-М", первый из которых был запущен в декабре 2003 года. От спутников первого поколения они отличаются гарантийным сроком активного существования (семь лет) и использованием импортных комплектующих. Планируется замена "Глонасс-М" космическими аппаратами нового поколения "Глонасс-К" со сроком активного существования до 10 лет. Первый космический аппарат этого типа был выведен на орбиту в 2011 году, второй — 2014 году.

В настоящее время в АО "ИСС" также ведется создание усовершенствованных навигационных спутников — "Глонасс-К" второго этапа.

Подсистема контроля и управления (ПКУ) состоит из Центра управления системой ГЛОНАСС и сети станций измерения, управления и контроля, рассредоточенной по всей территории России. В задачи ПКУ входит контроль правильности функционирования космических аппаратов, непрерывное уточнение параметров орбит и выдача на спутники временных программ, команд управления и навигационной информации.

Навигационная аппаратура потребителей состоит из навигационных приемников и устройств обработки, предназначенных для приема навигационных сигналов спутников ГЛОНАСС и вычисления собственных координат, скорости и времени. Навигационной аппаратурой потребителей системы ГЛОНАСС выполняются беззапросные измерения до четырех спутников ГЛОНАСС, а также прием и обработка навигационных сообщений. В навигационном сообщении описывается положение спутника в пространстве и времени. В результате обработки полученных измерений и принятых навигационных сообщений определяются три координаты потребителя, три составляющие вектора скорости его движения, а также осуществляется "привязка" шкалы времени потребителя к шкале Госэталона координированного всемирного времени UTC (SU).

Система ГЛОНАСС позволяет обеспечить непрерывную глобальную навигацию всех типов потребителей с различным уровнем требований к качеству навигационного обеспечения путем использования сигналов стандартной (L1) и высокой точности (L2) с вероятностью 0,95 при 18 спутниках и 0,997 при 24 спутниках в группировке. Она отнесена к космической технике двойного назначения.

В настоящее время развитием проекта ГЛОНАСС занимается Государственная корпорация "Роскосмос" и министерства и ведомства России: Минобороны, МВД, Ростехнадзор, Минтранс, Росреестр, Минпромторг, Росстандарт, Росавиация, Росморречфлот, Федеральное агентство научных организаций (ФАНО).

Летом 2017 года руководитель Федерального агентства по техническому регулированию и метрологии (Росстандарт) Алексей Абрамов заявил, что российские ученые работают над увеличением точности навигаторов ГЛОНАСС до нескольких сантиметров. По его словам, пока достигнут метровый диапазон (при благоприятных условиях можно определять место нахождения того или иного объекта с точностью до 3-5 метров).

В сентябре 2017 года вице-премьер Дмитрий Рогозин отметил, что российская система ГЛОНАСС в два раза уступает американской GPS. Президент РФ Владимир Путин на заседании комиссии военно-промышленного комплекса поставил задачу сравнять эффективность GPS и ГЛОНАСС и к 2020 году выйти на конкурентные показатели. По словам Рогозина, это удастся сделать, благодаря запуску новых аппаратов.

В соответствии с указом президента РФ доступ к гражданским навигационным сигналам системы ГЛОНАСС предоставляется как российским, так и иностранным потребителям на безвозмездной основе и без ограничений.

С 1996 года по предложению правительства РФ ГЛОНАСС наряду с американской GPS используется Международной морской организацией и Международной организацией гражданской авиации.

Современные средства спутниковой навигации уже сейчас широко используются в различных областях социально-экономической сферы и позволяют выполнять навигацию наземных, воздушных, морских, речных и космических средств, управление транспортными потоками на всех видах транспорта, контроль перевозок ценных и опасных грузов, контроль рыболовства в территориальных водах, поисково-спасательные операции, мониторинг окружающей среды; геодезическую съемку и определение местоположения географических объектов с сантиметровой точностью при прокладке нефте- и газопроводов, линий электропередач, в строительстве; синхронизацию в системах связи, телекоммуникаций и электроэнергетике; решение фундаментальных геофизических задач; персональную навигацию индивидуальных потребителей.

Спутниковая навигация уже применяется и в сельском хозяйстве, где используется для автоматической обработки земельных угодий комбайнами, и в горнодобывающей промышленности. Круг применения технологий спутниковой навигации постоянно расширяется.

Материал подготовлен на основе информации РИА Новости и открытых источников

 

ГЛОНАСС Википедия

ГЛОНАСС
Глобальная навигационная спутниковая система
Страна происхождения Флаг России Россия
Оператор Роскосмос
Применение военное, гражданское
Статус эксплуатация
Покрытие глобальная
Точность 2,8 м
Требуется 24
На орбите 27 (24 используются)
Первый запуск 12 октября 1982 года
Всего запусков
Тип средневысокая круговая
Высота 19400 км
Сайт glonass-iac.ru
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС) — российская спутниковая система навигации, потенциально одна из трёх полностью функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации[1].

Система ГЛОНАСС, имевшая изначально военное предназначение, была запущена одновременно с системой предупреждения о ракетном нападении (СПРН) в 1982 году для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования, например, пассивных метео-РЛС типа РАЗК «Положение-2». Дополнительно система транслирует гражданские сигналы, доступные в любой точке земного шара, предоставляя навигационные услуги на безвозмездной основе и без ограничений.

Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой орбит 19 100 км[2]. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им бо́льшую стабильность. Таким образом, группировка космических аппаратов (КА) ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.

Развитием проекта ГЛОНАСС занимается «Роскосмос», АО «„Информационные спутниковые системы“ имени академика М. Ф. Решетнёва» и АО «Российские космические системы»[3]. Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом постановлением Правительства РФ в июле 2009 года был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ПАО «Навигационно-информационные системы». В 2012 году федеральным сетевым оператором в сфере навигационной деятельности было определено некоммерческое партнёрство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий»[4].

glonass Википедия

ГЛОНАСС
Глобальная навигационная спутниковая система
Страна происхождения Флаг России Россия
Оператор Роскосмос
Применение военное, гражданское
Статус эксплуатация
Покрытие глобальная
Точность 2,8 м
Требуется 24
На орбите 27 (24 используются)
Первый запуск 12 октября 1982 года
Всего запусков
Тип средневысокая круговая
Высота 19400 км
Сайт glonass-iac.ru
Commons-logo.svg Медиафайлы на Викискладе

Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (ГЛОНА́СС) — российская спутниковая система навигации, потенциально одна из трёх полностью функционирующих на сегодня систем глобальной спутниковой навигации[1].

Система ГЛОНАСС, имевшая изначально военное предназначение, была запущена одновременно с системой предупреждения о ракетном нападении (СПРН) в 1982 году для оперативного навигационно-временного обеспечения неограниченного числа пользователей наземного, морского, воздушного и космического базирования, например, пассивных метео-РЛС типа РАЗК «Положение-2». Дополнительно система транслирует гражданские сигналы, доступные в любой точке земного шара, предоставляя навигационные услуги на безвозмездной основе и без ограничений.

Основой системы являются 24 спутника, движущихся над поверхностью Земли в трёх орбитальных плоскостях с наклоном орбитальных плоскостей 64,8° и высотой орбит 19 100 км[2]. Принцип измерения аналогичен американской системе навигации NAVSTAR GPS. Основное отличие от системы GPS в том, что спутники ГЛОНАСС в своём орбитальном движении не имеют резонанса (синхронности) с вращением Земли, что обеспечивает им бо́льшую стабильность. Таким образом, группировка космических аппаратов (КА) ГЛОНАСС не требует дополнительных корректировок в течение всего срока активного существования. Тем не менее, срок службы спутников ГЛОНАСС заметно короче.

Развитием проекта ГЛОНАСС занимается «Роскосмос», АО «„Информационные спутниковые системы“ имени академика М. Ф. Решетнёва» и АО «Российские космические системы»[3]. Для обеспечения коммерциализации и массового внедрения технологий ГЛОНАСС в России и за рубежом постановлением Правительства РФ в июле 2009 года был создан «Федеральный сетевой оператор в сфере навигационной деятельности», функции которого были возложены на ПАО «Навигационно-информационные системы». В 2012 году федеральным сетевым оператором в сфере навигационной деятельности было определено некоммерческое партнёрство «Содействие развитию и использованию навигационных технологий»[4].

это... Глобальные навигационные спутниковые системы. Что такое ГЛОНАСС и чем он отличается от GPS

Система ГЛОНАСС является крупнейшим навигационным комплексом, который позволяет отслеживать местоположение различных объектов. Проект, запущенный в 1982 г., по сей день активно развивается и совершенствуется. Причем работа ведется как над техническим обеспечением ГЛОНАСС, так и над инфраструктурой, позволяющей использовать систему все большему количеству людей. Так, если первые годы существования комплекса навигация посредством спутников использовалась преимущественно в решении военных задач, то сегодня ГЛОНАСС – это технологичный инструмент позиционирования, который стал обязательным в жизнедеятельности миллионов гражданских пользователей.

Глобальные системы спутниковой навигации

глонасс это

Ввиду технологической сложности реализации проектов глобального спутникового позиционирования на сегодняшний день полностью соответствовать этому названию могут лишь две системы – ГЛОНАСС и GPS. Первая является российской, а вторая – плодом американских разработчиков. С технической точки зрения ГЛОНАСС – это комплекс специализированного аппаратного оснащения, расположенного и на орбите, и на земле.

Для связи со спутниками используются специальные датчики и приемники, считывающие сигналы и формирующие на их основе данные о местоположении. Для расчета временных параметров применяются специальные атомные часы. Они служат для определения положения объекта с учетом трансляции и обработки радиоволн. Сокращение погрешностей позволяет обеспечивать более достоверный расчет параметров позиционирования.

Функции спутниковой навигации

глонасс gps

В спектр задач глобальных систем спутниковой навигации входит определение точного местоположения наземных объектов. Помимо географического положения, глобальные навигационные спутниковые системы позволяют учитывать время, путь следования, скорость и другие параметры. Реализуются эти задачи посредством спутников, находящихся в разных точках над земной поверхностью.

Применение глобальной навигации используется не только в транспортной отрасли. Спутники помогают в поисково-спасательных операциях, выполнении геодезических и строительных работ, а также без них не обходится координация и обслуживание других космических станций и аппаратов. Военная отрасль также не остается без поддержки системы GPS. ГЛОНАСС-навигатор для подобных целей обеспечивает защищенный сигнал, предназначенный специально для авторизованной аппаратуры Министерства обороны.

Система ГЛОНАСС

Полноценную работу система начала лишь в 2010 г., хотя попытки ввести комплекс в активную работу предпринимались с 1995 г. Во многом проблемы были связаны с низкой долговечностью используемых спутников.

На данный момент ГЛОНАСС - это 24 спутника, которые работают в разных точках орбиты. В целом навигационную инфраструктуру можно представить тремя компонентами: космические аппараты, управляющий комплекс (обеспечивает контроль группировки на орбите), а также навигационные технические средства пользователей.

 gps глонасс навигатор

24 спутника, каждый из которых имеет свою постоянную высоту, распределены на несколько категорий. На каждое полушарие приходится по 12 спутников. Посредством спутниковых орбит над поверхностью земли формируется сетка, за счет сигналов которой определяются точные координаты. Помимо этого, спутниковый ГЛОНАСС имеет и несколько резервных объектов. Они также находятся каждый на своей орбите и не бездействуют. В круг их задач входит расширение покрытия над конкретным регионом и замена выходящих из строя спутников.

Система GPS

Американский аналог ГЛОНАСС – это система GPS, которая начинала свою работу также в 1980-е, но только с 2000 года точность определения координат сделал возможным ее широкое распространение среди потребителей. На сегодняшний день спутники gps гарантируют точность до 2-3 м. Задержка в развитии возможностей навигации долгое время была обусловлена ограничениями позиционирования искусственного характера. Тем не менее их снятие позволило с максимальной точностью определять координаты. Даже при условии синхронизации с миниатюрными приемниками достигается результат, соответствующий ГЛОНАСС.

Отличия между ГЛОНАСС и GPS

программа глонасс

Между навигационными системами выделяется несколько отличий. В частности, есть разница в характере расстановки и движении спутников на орбитах. В комплексе ГЛОНАСС они движутся по трем плоскостям (по восемь спутников на каждую), а в системе GPS предусматривается работа в шести плоскостях (примерно по четыре на плоскость). Таким образом, российская система обеспечивает более широкий охват наземной территории, что отражается и в более высокой точности. Однако на практике краткосрочная «жизнь» отечественных спутников не позволяет использовать весь потенциал системы ГЛОНАСС. GPS, в свою очередь, поддерживает высокую точность за счет избыточного количества спутников. Тем не менее российский комплекс регулярно вводит новые спутники, как для целевого использования так и в качестве резервной поддержки.

Также применяются разные методы кодирования сигнала – американцы используют код CDMA, а в ГЛОНАСС – FDMA. При расчете приемниками данных для позиционирования российская спутниковая система предусматривает более сложную модель. В результате для использования ГЛОНАСС необходимо высокое потребление энергии, что отражается в габаритах устройств.

Что позволяют возможности ГЛОНАСС?

глобальные навигационные спутниковые системы

Среди базовых задач системы — определение координат объекта, способного взаимодействовать со спутниками ГЛОНАСС. GPS в этом смысле выполняет схожие задачи. В частности, рассчитываются параметры движения наземных, морских и воздушных объектов. За несколько секунд транспортное средство, обеспеченное соответствующим навигатором может вычислить характеристики собственного движения.

При этом использование глобальной навигации уже стало обязательным для отдельных категорий транспорта. Если в 2000-х распространение спутникового позиционирования относилось к контролю определенных стратегических объектов, то сегодня приемниками снабжаются морские и авиационные суда, общественный транспорт и т. д. В скором будущем не исключено и обязательное обеспечение ГЛОНАСС-навигаторами всех частных автомобилей.

Какие устройства работают с ГЛОНАСС

Система способна обеспечивать непрерывное глобальное обслуживание всех без исключения категорий потребителей независимо от климатических, территориальных и временных условий. Как и услуги системы GPS, ГЛОНАСС навигатор предоставляется бесплатно и в любой точке планеты.

Среди устройств, которые имеют возможность приема спутниковых сигналов, значатся не только бортовые навигационные средства и GPS-приемники, но также и сотовые телефоны. Данные о местоположении, направлении и скорости движения отправляются на специальный сервер по сетям GSM-операторов. В использовании возможностей спутниковой навигации помогает специальная программа ГЛОНАСС и различные приложения, которые занимаются обработкой карт.

Комбинированные приемники

спутниковый глонасс

Территориальное расширение спутниковой навигации обусловило сращивание двух систем с точки зрения потребителя. На практике устройства ГЛОНАСС нередко дополняются GPS и наоборот, что повышает точность позиционирования и временных параметров. Технически это реализуется посредством двух датчиков, интегрированных в один навигатор. На основе этой идеи и производятся совмещенные приемники, работающие одновременно с системами ГЛОНАСС, GPS и сопутствующей аппаратурой.

Кроме повышения точности определения географических координат такой симбиоз делает возможным отслеживание местоположения, когда спутники одной из систем не улавливаются. Минимальное количество орбитальных объектов, «видимость» которых требуется для работы навигатора, составляет три единицы. Так, если, например, программа ГЛОНАСС становится недоступной, то на помощь придут спутники gps.

Другие системы спутниковой навигации

системы глонасс gps

Разработкой проектов, схожих по масштабам с ГЛОНАСС и GPS, занимается Европейский союз, а также Индия и Китай. Европейское космическое агентство планирует реализовать систему Galileo, состоящую из 30 спутников, что позволит добиться непревзойденной точности. В Индии планируется запуск системы IRNSS, работающей посредством семи спутников. Навигационный комплекс ориентируется на внутригосударственное использование. Система Compass от китайских разработчиков должна состоять из двух сегментов. Первый будет включать 5 спутников, а второй – 30. Соответственно, авторы проекта предполагают два формата обслуживания.

История развития ГЛОНАСС

Эволюция ГЛОНАСС

Впервые предложение по использованию спутников для навигации было сделано проф. В.С. Шебшаевичем в 1957г. Эта возможность была открыта им при исследовании приложений радиоастрономических методов в самолетовождении. После этого в целом ряде советских институтов были проведены исследования, посвященные вопросам повышения точности навигационных определений, обеспечения глобальности, круглосуточного применения и независимости от погодных условий. Данные исследования были использованы в 1963г. при опытно-конструкторских работах над первой отечественной низкоорбитальной системой "Цикада". В 1967г. был выведен на орбиту первый навигационный отечественный спутник "Космос-192". Навигационный спутник обеспечивал непрерывное излучение радионавигационного сигнала на частотах 150 и 400 МГц в течение всего времени активного существования.

Система "Цикада" была сдана в эксплуатацию в составе четырех спутников в 1979 г. Навигационные спутники были выведены на круговые орбиты высотой 1000 км с наклонением 83° и равномерным распределением плоскостей орбит вдоль экватора. Система "Цикада" позволяла потребителю в среднем через каждые 1.5–2 часа входить в радиоконтакт с одним из спутников и определять плановые координаты своего места при продолжительности навигационного сеанса до 5-6 мин. Навигационная система "Цикада" использовала беззапросные измерения дальности от потребителя до навигационных спутников. Наряду с совершенствованием бортовых систем спутника и корабельной навигационной аппаратуры, серьезное внимание было уделено вопросам повышения точности определения и прогнозирования параметров орбит навигационных спутников.

В дальнейшем спутники системы "Цикада" были дооборудованы приемной измерительной аппаратурой обнаружения терпящих бедствие объектов, оснащенных специальными радиобуями. Их сигналы принимались спутниками системы "Цикада" и ретранслировались на специальные наземные станции, где производилось вычисление точных координат аварийных объектов (судов, самолетов и др.). Дооснащенные аппаратурой обнаружения терпящих бедствие спутники "Цикада" входили в систему "Коспас", которая совместно с американо-франко-канадской системой "Сарсат" образует единую службу поиска и спасения "Коспас-Сарсат", на счету которой уже несколько тысяч спасенных жизней. Создавалась КНС «Цикада» (и ее модернизация «Цикада-М») для навигационного обеспечения военных потребителей и эксплуатировалась с 1976 года. После 2008 года потребители КНС «Цикада» и «Цикада-М» были переведены на обслуживание ГЛОНАСС, и эксплуатация этих систем была прекращена. Выполнить требования большого числа потребителей низкоорбитальные системы в силу принципов, заложенных в основу их построения, не могли.

Успешная эксплуатация низкоорбитальных спутниковых навигационных систем морскими потребителями привлекла широкое внимание к спутниковой навигации. Возникла необходимость создания универсальной навигационной системы, удовлетворяющей требованиям подавляющего состава потенциальных потребителей.

На основе проведенных многосторонних исследований отечественными специалистами была выбрана штатная орбитальная группировка ГЛОНАСС из 24 спутников, находящихся на средневысотных околокруговых орбитах с номинальными значениями высоты – 19100 км, наклонения – 64,8° и периода – 11 часов 15 минут 44 секунды. Значение периода позволило создать устойчивую орбитальную систему, не требующую, в отличие от орбит GPS, для своего поддержания корректирующих импульсов практически в течение всего срока активного существования. Номинальное наклонение обеспечивает стопроцентную доступность навигации на территории РФ даже при условии выхода из орбитальной группировки нескольких КА.

Были решены две проблемы создания высокоорбитальной навигационной системы. Первая проблема - взаимная синхронизация спутниковых шкал времени с точностью до миллиардных долей секунды (наносекунд). Эта проблема была решена с помощью установки на спутниках высокостабильных бортовых цезиевых стандартов частоты с относительной нестабильностью 10-13 и наземного водородного стандарта с относительной нестабильностью 10-14, а также создания наземных средств сличения шкал с погрешностью 3-5 наносекунд. Второй проблемой является высокоточное определение и прогнозирование параметров орбит навигационных спутников. Данная проблема была решена с помощью проведения научных работ по учету факторов второго порядка малости, таких как световое давление, неравномерность вращения Земли и движение ее полюсов и т.п.

Летные испытания высокоорбитальной отечественной навигационной системы, получившей название ГЛОНАСС, были начаты в октябре 1982 г. запуском спутника "Космос-1413". Система ГЛОНАСС была принята в опытную эксплуатацию в 1993 г. В 1995 г. развернута орбитальная группировка полного состава (24 КА «Глонасс» первого поколения) и начата штатная эксплуатация системы. Большим недостатком было практически отсутствие гражданской навигационной аппаратуры и соответственно гражданских потребителей системы, на что необходимо было обратить серьезное внимание.

Однако далее орбитальная группировка ГЛОНАСС, как и система в целом, в связи с экономическими проблемами в 90-е годы достаточно быстро деградировала. К 2002 году орбитальная группировка системы ГЛОНАСС насчитывала только 7 КА, что не могло обеспечить территорию России навигационными сигналами системы ГЛОНАСС хотя бы с умеренной доступностью. Точностные характеристики уступали более чем на порядок системе GPS, срок активного существования КА составлял 3-4 года.

Ситуацию с деградацией системы ГЛОНАСС удалось переломить за счет разработки и открытия в 2002 году федеральной целевой программы, в ходе реализации которой были достигнуты следующие основные цели:

  1. Система ГЛОНАСС сохранена, прошла этап модернизации и развернута до штатного состава в составе КА «Глонасс-М». В мире в настоящее время имеется две штатно функционирующие глобальные навигационные системы: GPS и ГЛОНАСС.
  2. Проведена модернизация наземного комплекса управления, который обеспечивает управление орбитальной группировкой (ОГ) и в совокупности с КА ОГ обеспечивает точностные характеристики системы на уровне, сопоставимом с системой GPS.
  3. Проведены существенные модернизации средств государственного эталона времени и частоты и средств определения параметров вращения Земли.
  4. Созданы опытные образцы функциональных дополнений глобальных навигационных систем, разработано большое количество образцов базовых приемоизмерительных модулей, навигационно-временной аппаратуры и систем на их основе.

В настоящее время появляется широкий спектр задач навигационного и координатно-временного обеспечения, условий и областей применения спутниковых навигационных технологий, требующих дальнейшего совершенствования системы ГЛОНАСС, включая навигационную аппаратуру потребителей. В первую очередь это относится к высокоточным применениям системы ГЛОНАСС, для реализации которых требуется обеспечение дециметрового и сантиметрового уровней точности в реальном масштабе времени, а также к применениям, связанным с обеспечением безопасности при эксплуатации авиационного, морского и наземного транспорта. Требуется повышение оперативности навигационных решений и устойчивости системы ГЛОНАСС к воздействию помех. Существует значительное количество применений, где предъявляются требования обеспечения миниатюризации и высокой чувствительности навигационной приемной аппаратуры.

Для обеспечения решения новых задач в рамках новых условий, в соответствии Постановлением Правительства Российской Федерации от 3 марта 2012 года № 189 в 2012 году была открыта федеральная целевая программа «Поддержание, развитие и использование системы ГЛОНАСС на 2012-2020 годы» (далее - Программа).

С 2012 года система развивается в рамках данной Программы, в рамках которой предусматривается:

  • Поддержание системы ГЛОНАСС с гарантированными характеристиками навигационного поля на конкурентоспособном уровне.
  • Развитие системы ГЛОНАСС в направлении улучшения ее тактико-технических характеристик с целью достижения ее паритета с иностранными системами навигационного обеспечения, лидирующих позиций Российской Федерации в области спутниковой навигации.
  • Обеспечение использования системы ГЛОНАСС, как на территории Российской Федерации, так и за рубежом.

Уровень совершенства тактико-технических характеристик системы определяется рядом направлений развития системы, основными из которых являются:

  1. Развитие структуры орбитальной группировки ГЛОНАСС в части ее расширения и создания дополнений на других орбитах.
  2. Переход к использованию навигационного космического аппарата нового поколения «Глонасс-К2»с повышенными тактико-техническими характеристиками.
  3. Развитие наземного комплекса управления системы ГЛОНАСС, включая совершенствование эфемеридно-временного комплекса системы ГЛОНАСС.
  4. Создание и развитие функциональных дополнений:
  • широкозонной системы дифференциальной коррекции и мониторинга (СДКМ-КФД) навигационных полей ГНСС, создаваемой в рамках ОКР «КФД-В»;
  • глобальной дополняющей системы высокоточного определения навигационной и эфемеридно-временной информации (СВО ЭВИ) в реальном времени для гражданских потребителей, создаваемой в рамках ОКР «Сигал».

Развитие системы ГЛОНАСС в целях обеспечения постоянно растущих требований потребителей и конкурентоспособности системы в основном определяется тактико-техническими характеристиками космического сегмента ГЛОНАСС. История развитие КА системы ГЛОНАСС и характеристики в настоящее время и в ближайшей перспективе даны в приведенной ниже таблице.

Характеристики
КА «Глонасс»
КА «Глонасс-М»
КА «Глонасс-К»
КА «Глонасс-К2»
Годы развертывания1982-20052003-20162011-2018после 2017
СостояниеВыведен из эксплуатацииВ эксплуатацииВ разработке на основе проведенных ЛИВ разработке
Параметры орбиты (рассматриваются вопросы развития ОГ ГЛОНАСС после 2020 года)

круговая
высота - 19100 км
наклонение - 64,8°
период обращения - 11 ч 15 мин 44 с

Количество КА в ОГ (по целевому назначению)24
Количество орбитальных плоскостей3
Количество КА в каждой плоскости8
Используемые средства выведения РН «Союз-2.1б», РН «Протон-М»
Гарантированный срок активного существования, лет3.571010
Масса КА, кг150014159351600
Габариты КА, м 2,71х3,05х2,712,53х3,01х1,432,53х6,01х1,43
Энергопотребление, Вт 140012704370
Тип исполнения КАгерметизированныйгерметизированныйнегерметизированныйнегерметизированный
Суточная нестабильность БСУ, в соответствии с ТЗ / фактическая5*10-13 / 1*10-131*10-13 / 5*10-141*10-13 / 5*10-141*10-14 / 5*10-15
Тип сигналовFDMAв основном FDMA (CDMA на КА 755-761)FDMA и CDMAFDMA и CDMA
Сигналы с открытым доступом (для сигналов FDMA приведено значение центральной частоты)L1OF (1602 МГц)L1OF (1602 МГц)
L2OF (1246 МГц)
начиная с №755: L3OC (1202 МГц)
L1OF (1602 МГц)
L2OF (1246 МГц)
L3OC (1202 МГц)
начиная с №17Л: L2OC (1248 МГц)
L1OF (1602 МГц)
L2OF (1246 МГц)
L1OC (1600 МГц)
L2OC (1248 МГц)
L3OC (1202 МГц)
Сигналы с санкционированным доступомL1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
начиная с №17Л: L2SC (1248 МГц)
L1SF (1592 МГц)
L2SF (1237 МГц)
L1SC (1600 МГц)
L2SC (1248 МГц)
Наличие межспутниковых линий связи:

радио
оптическая




+

+

+
+
Наличие системы поиска и спасания++
Наверх

Глонасс - Википедия, вольная энциклопедия

Z Wikipedii, wolnej encyklopedii

Przejd do nawigacji Przejd do wyszukiwania W Wikipedii nie ma jeszcze artykułu o takiej nazwie. Możesz:
  • utworzyć go ,
  • zaproponować, eby inni go napisali,
  • poszukać tekstu «Glonass» w artykułach,
  • poszukać strony o tym tytule na jednym z siostrzanych projektów Википедия:
Commons Wikiźródła Wikisłownik Wikicytaty Wikibooks Wikinews
Ródło: „https: // pl.wikipedia.org/wiki/Glonass» ,

Glonass - Vikipēdija

Meklē informāciju от Glonass kādā no Vikipēdijas māsas projektiem:
Wiktionary-logo-en.png Викисловарь (brīvā vārdnīca)
Wikibooks-logo.svg Викиучебники (brīvās mācību grāmatas)
Wikisource-logo.svg Wikisource (brīvā bibliotēka)
Commons-logo.svg Vikikrātuve (attēli un mediji)

Vikipēdijā nav raksta ar tieši šādu nosaukumu. Lūdzu meklējiet pēc Glonass Vikipēdijā, lai pārbaudītu alternatīvus virsrakstus vai rakstību.

  • Sāciet Glonass rakstu vai pievienojiet pieprasījumu pēc tā.
  • Meklējiet pēc " Glonass " eksistējošos rakstos.
  • Meklējiet pēc Vikipēdijas lapām, kurās ir norādes (saites) uz šo nosaukumu.
,

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *