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格洛纳斯系统

格洛纳斯系统全球導航衛星系統,簡稱GLONASS(俄语:ГЛОНАСС羅馬化GLONASS,俄语:Глобальная нaвигационная спутниковая система羅馬化Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema[註 1],它是由蘇聯於1982年研發的衛星導航系統,蘇聯解體後由俄羅斯繼承,但於後蘇聯時代初期一度喪失大多數衛星與功能。類似於美國全球定位系統歐盟伽利略定位系統中國北斗衛星導航系統,不過技術略有差異。

格洛納斯系統
GLONASS
国家或地区 蘇聯
 俄羅斯
运行组织俄羅斯航太
类型軍用、民用
状态運行中
覆盖范围全球
精度2.8–7.38米
星座规模
卫星总数26
在轨卫星数量24
首次发射1982年10月12日,距今40年167天
上一次发射2022年10月10日,距今169天
轨道类型
轨道构型3x MEO
轨道高度19,130公里

系統架構

GLONASS系统由空間部分、控制部分和用戶部分所組成。

空間部分

  • 衛星數量:24颗工作衛星
  • 軌道數量:3,每個軌道有8顆衞星
  • 軌道傾角:64.8度
  • 軌道高度:19000公里
  • 運行周期:11小時15分40秒
  • 系統參考時間:UTC
  • 系統參考座標:PZ-90
  • 信號型式:FDMA,CDMA

截至2019年7月28日,在軌衛星共有27颗。[1]

  • 軌道平面1:8颗正在運作
  • 軌道平面2:8颗正在運作,2颗後備
  • 軌道平面3:8颗正在運作,1颗正進行測驗

历史

該系统最早在1976年由蘇聯海軍提出,1982年開始,現在由俄羅斯政府負責管理。1990~1991年组建成具备覆盖全球的卫星导航系统,从1982年12月12日开始,该系统的导航卫星不断得到补充,至1995年,该系统卫星在数目上基本上得到完善,但随着俄罗斯经济不断走低,该系统也因此因失修等原因陷入崩溃的边缘。但2001年到2010年10月俄罗斯政府已经补齐了该系统需要的24颗卫星。[2]

苏联时期

20世纪60至70年代,苏联当时的西科琳卫星定位系统英语Tsiklon (satellite)过于陈旧,无法及时地提供准确的定位,已经无法满足苏联产生的各种新的需要,苏联决定组建新的的卫星导航系统。1968-1969年苏联国防部、国家科学院和苏联海军联合开发新的导航系统用於海陆空及太空的军事力量。1970年,这些部门联合制定了关于此计划的文书。

1976年,取名为“格洛纳斯统一空间导航系统的部署的讨论”方案在苏共中央委员会和苏联内阁分别获得通过。1982年,发射首颗卫星入轨。但由于航天拨款不足,该系统部分卫星一度老化,最严重曾只剩6颗卫星运行。

俄罗斯时期

2003年12月,由俄国应用力学科研生产联合公司研制的新一代卫星交付联邦航天局和国防部试用,为2008年全面更新Glonass系统作准备。在技术方面,GLONASS系统的抗干扰能力比GPS要好,但其单点定位精确度不及GPS系统。2004年,印度和俄罗斯签署了《关于和平利用俄全球导航卫星系统的长期合作协议》,正式加入了GLONASS系统,计划联合发射18颗导航卫星。

2006年12月25日,俄罗斯用质子-K运载火箭发射了3颗格洛纳斯-M卫星,使格洛纳斯系统的卫星数量达到17颗[3]

2010年12月5日,俄罗斯携带有3颗卫星的质子-M运载火箭发射后偏离正常轨道,坠落夏威夷附近的太平洋中[4]

2011年2月26日,发射了一颗格洛纳斯-K卫星[5]

2013年7月2日,搭载三颗“格洛纳斯-M”导航卫星的俄罗斯质子-M运载火箭在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场点火升空后发生偏转并爆炸解体。[6]

与GPS的对比

特性

在技术方面,GLONASS与GPS有以下几点不同之处[2]

  • 衛星發射頻率:GPS的衛星信号採用碼分多址(CDMA)體制,每颗衛星的信號頻率和調制方式相同,不同衛星的信號靠不同的偽碼區分。而GLONASS採用頻分多址(FDMA)體制,衛星靠頻率不同來區分,每组頻率的偽隨機碼相同。基于這個原因,GLONASS可以防止整個衛星導航系统同时被敵方干擾,因而具有更强的抗干擾能力。
  • 坐標系:GPS使用世界大地坐標系(WGS84),而GLONASS使用的則是1990年蘇聯官方所制定的PZ-90參考坐標系。
  • 時間標準:GPS系统時與世界標準時間(UTC)相關聯,而GLONASS則與莫斯科標準時間(UTC+3)相關聯。

S.A.干擾

此外,由于GLONASS没有施加S.A.干擾(Selective Availability),所以它的民用精度優於2000年5月1日之前有施加S.A.干擾的GPS系统[7][8]。但是GLONASS的應用普及度還遠不及GPS,主要是因為俄羅斯長期以來不够重視開發民用市場。

民用市场

2010年代起,已有包括iPhone 4S以後版本、iPad 3以後版本、Samsung Galaxy系列(不包括低階和部分舊型號中高階型號)、SONY Xperia系列手機、魅族MX2Nokia Lumia 920華碩Padfone 2等iOSAndroidWindows Phone 8系统的眾多廠牌智能手机,以及Garmin推出的戶外休閒導航儀eTrex 30等機種都同時支援GLONASS和GPS双定位系统。

Nokia也表示將在其即將推出的手機中使用GLONASS[9]。2012年10月16日,HTC發表該公司旗艦機種ONE X+手機中應用此技術。[10]

注釋

  1. ^ 格洛納斯,英語:GLObal NAvigation Satellite System

参考資料

  1. ^ Information and Analysis Center for Positioning, Navigation and Timing, Korolyov, Russia. Information analytical centre of GLONASS and GPS controlling. [2019-01-24]. (原始内容于2021-02-02). 
  2. ^ 2.0 2.1 卫星定位系统对比:GPS、GLONASS和伽利略. 中国科学院对地观测与数字地球科学中心. 2009-02-02 [2012-01-13]. (原始内容于2020-10-07). 
  3. ^ 俄罗斯发射3颗“格洛纳斯-M”卫星. [2006-12-26]. (原始内容于2016-11-05). 
  4. ^ 俄导航卫星发射失败系火箭助推器故障所致. 科学网. 2010-12-09 [2010-12-15]. (原始内容于2020-10-05). 
  5. ^ 田冰. 俄罗斯成功发射首颗第三代全球定位导航卫星. 科学网. 2011-02-26 [2011-02-28]. (原始内容于2020-10-22). 
  6. ^ 范辰言. 俄火箭搭三颗导航卫星凌空爆炸场面惨. [2013-07-02]. (原始内容于2019-08-12). 
  7. ^ . GPS报. 2010-01-22 [2012-01-13]. (原始内容存档于2012-03-21). 
  8. ^ 廖俊銘MOLEX LIAO. GPS簡介. Molex_Liao通訊技術網. [2012-05-26]. (原始内容于2012-02-01) (中文(繁體)). 美國總統柯林頓,2000年5月1日下令美國國防部,解除多年來對全球衛星定位系統GPS訊號的干擾訊號S.A. .干擾解除後,將大幅提高現有GPS的準確性,這對民間產業來說是項大利多. 
  9. ^ 诺基亚手机将使用俄罗斯GLONASS导航系统. GPS世界. 2011-11-18 [2012-01-13]. [失效連結]
  10. ^ . hTC. 2012-10-16 [2012-10-16]. (原始内容存档于2013-02-15). 

參考文獻

  • (PDF). КООРДИНАЦИОННЫЙ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР. 2002 [2009-12-14]. (原始内容 (PDF)存档于2009-10-15) (俄语). 
  • ИНТЕРФЕЙСНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ДОКУМЕНТ(редакция 5.1) (PDF). РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ. 2008 [14-12-2009]. (原始内容 (PDF)存档于2012-08-04) (俄语). 
  • ГЛОНАСС: Интерфейсный контрольный документ(редакция 5.1) (PDF). [2009-12-14]. (原始内容存档于2012-08-04) (俄语). 
  • Шебшаевич В. С., Дмитриев П. П., Иванцев Н. В. и др. Сетевые спутниковые радионавигационные системы 2-е изд., перераб. и доп. М.: Радио и связь. Под ред. В. С. Шебшаевича. 1993. ISBN 5-256-00174-4 (俄语). 
  • ИНТЕРФЕЙСНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ДОКУМЕНТ (редакция 5.0) (PDF). КООРДИНАЦИОННЫЙ НАУЧНО-ИНФОРМАЦИОННЫЙ ЦЕНТР. 2002 [???]. (原始内容 (PDF)存档于2012-08-04). 
  • ИНТЕРФЕЙСНЫЙ КОНТРОЛЬНЫЙ ДОКУМЕНТ (редакция 5.1) (PDF). РОССИЙСКИЙ НАУЧНО-ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКИЙ ИНСТИТУТ КОСМИЧЕСКОГО ПРИБОРОСТРОЕНИЯ. 2008 [???]. (原始内容 (PDF)存档于2012-08-04). 
  • ГЛОНАСС: Интерфейсный контрольный документ (редакция 5.1). [???]. (原始内容 (PDF)存档于2012-08-04). 

參見

外部連結

  • GNSS web page including GLONASS (页面存档备份,存于互联网档案馆
  • Presented on the ILRS Technical Workshop, 14–19 September 2009, Metsovo, Greece
  • A homemade receiver for GPS & GLONASS satellites (页面存档备份,存于互联网档案馆
  • Navipedia information on GLONASS (页面存档备份,存于互联网档案馆)—Wiki initiated by the European Space Agency

格洛纳斯系统, 或全球導航衛星系統, 簡稱glonass, 俄语, ГЛОНАСС, 羅馬化, glonass, 俄语, Глобальная, нaвигационная, спутниковая, система, 羅馬化, globalnaya, navigatsionnaya, sputnikovaya, sistema, 它是由蘇聯於1982年研發的衛星導航系統, 蘇聯解體後由俄羅斯繼承, 但於後蘇聯時代初期一度喪失大多數衛星與功能, 類似於美國的全球定位系統, 歐盟的伽利略定位系統和中國的北斗衛星導航系. 格洛纳斯系统或全球導航衛星系統 簡稱GLONASS 俄语 GLONASS 羅馬化 GLONASS 俄语 Globalnaya navigacionnaya sputnikovaya sistema 羅馬化 Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema 註 1 它是由蘇聯於1982年研發的衛星導航系統 蘇聯解體後由俄羅斯繼承 但於後蘇聯時代初期一度喪失大多數衛星與功能 類似於美國的全球定位系統 歐盟的伽利略定位系統和中國的北斗衛星導航系統 不過技術略有差異 格洛納斯系統GLONASS国家或地区 蘇聯 俄羅斯运行组织俄羅斯航太类型軍用 民用状态運行中覆盖范围全球精度2 8 7 38米星座规模卫星总数26在轨卫星数量24首次发射1982年10月12日 距今40年167天上一次发射2022年10月10日 距今169天轨道类型轨道构型3x MEO轨道高度19 130公里 目录 1 系統架構 1 1 空間部分 2 历史 2 1 苏联时期 2 2 俄罗斯时期 3 与GPS的对比 3 1 特性 3 2 S A 干擾 3 3 民用市场 4 注釋 5 参考資料 6 參考文獻 7 參見 8 外部連結系統架構 编辑 GPS GLONASS Galileo 北斗 COMPASS 與國際太空站 ISS 哈伯 Hubble 太空望遠鏡 銥 Iridium 通信衛星的軌道比較圖 GLONASS系统由空間部分 控制部分和用戶部分所組成 空間部分 编辑 衛星數量 24颗工作衛星 軌道數量 3 每個軌道有8顆衞星 軌道傾角 64 8度 軌道高度 19000公里 運行周期 11小時15分40秒 系統參考時間 UTC 系統參考座標 PZ 90 信號型式 FDMA CDMA截至2019年7月28日 在軌衛星共有27颗 1 軌道平面1 8颗正在運作 軌道平面2 8颗正在運作 2颗後備 軌道平面3 8颗正在運作 1颗正進行測驗历史 编辑該系统最早在1976年由蘇聯海軍提出 1982年開始 現在由俄羅斯政府負責管理 1990 1991年组建成具备覆盖全球的卫星导航系统 从1982年12月12日开始 该系统的导航卫星不断得到补充 至1995年 该系统卫星在数目上基本上得到完善 但随着俄罗斯经济不断走低 该系统也因此因失修等原因陷入崩溃的边缘 但2001年到2010年10月俄罗斯政府已经补齐了该系统需要的24颗卫星 2 苏联时期 编辑 20世纪60至70年代 苏联当时的西科琳卫星定位系统 英语 Tsiklon satellite 过于陈旧 无法及时地提供准确的定位 已经无法满足苏联产生的各种新的需要 苏联决定组建新的的卫星导航系统 1968 1969年苏联国防部 国家科学院和苏联海军联合开发新的导航系统用於海陆空及太空的军事力量 1970年 这些部门联合制定了关于此计划的文书 1976年 取名为 格洛纳斯统一空间导航系统的部署的讨论 方案在苏共中央委员会和苏联内阁分别获得通过 1982年 发射首颗卫星入轨 但由于航天拨款不足 该系统部分卫星一度老化 最严重曾只剩6颗卫星运行 俄罗斯时期 编辑 2003年12月 由俄国应用力学科研生产联合公司研制的新一代卫星交付联邦航天局和国防部试用 为2008年全面更新Glonass系统作准备 在技术方面 GLONASS系统的抗干扰能力比GPS要好 但其单点定位精确度不及GPS系统 2004年 印度和俄罗斯签署了 关于和平利用俄全球导航卫星系统的长期合作协议 正式加入了GLONASS系统 计划联合发射18颗导航卫星 2006年12月25日 俄罗斯用质子 K运载火箭发射了3颗格洛纳斯 M卫星 使格洛纳斯系统的卫星数量达到17颗 3 2010年12月5日 俄罗斯携带有3颗卫星的质子 M运载火箭发射后偏离正常轨道 坠落夏威夷附近的太平洋中 4 2011年2月26日 发射了一颗格洛纳斯 K卫星 5 2013年7月2日 搭载三颗 格洛纳斯 M 导航卫星的俄罗斯质子 M运载火箭在哈萨克斯坦拜科努尔航天发射场点火升空后发生偏转并爆炸解体 6 与GPS的对比 编辑特性 编辑 在技术方面 GLONASS与GPS有以下几点不同之处 2 衛星發射頻率 GPS的衛星信号採用碼分多址 CDMA 體制 每颗衛星的信號頻率和調制方式相同 不同衛星的信號靠不同的偽碼區分 而GLONASS採用頻分多址 FDMA 體制 衛星靠頻率不同來區分 每组頻率的偽隨機碼相同 基于這個原因 GLONASS可以防止整個衛星導航系统同时被敵方干擾 因而具有更强的抗干擾能力 坐標系 GPS使用世界大地坐標系 WGS84 而GLONASS使用的則是1990年蘇聯官方所制定的PZ 90參考坐標系 時間標準 GPS系统時與世界標準時間 UTC 相關聯 而GLONASS則與莫斯科標準時間 UTC 3 相關聯 S A 干擾 编辑 此外 由于GLONASS没有施加S A 干擾 Selective Availability 所以它的民用精度優於2000年5月1日之前有施加S A 干擾的GPS系统 7 8 但是GLONASS的應用普及度還遠不及GPS 主要是因為俄羅斯長期以來不够重視開發民用市場 民用市场 编辑 2010年代起 已有包括iPhone 4S以後版本 iPad 3以後版本 Samsung Galaxy系列 不包括低階和部分舊型號中高階型號 SONY Xperia系列手機 魅族MX2 Nokia Lumia 920 華碩Padfone 2等iOS Android Windows Phone 8系统的眾多廠牌智能手机 以及Garmin推出的戶外休閒導航儀eTrex 30等機種都同時支援GLONASS和GPS双定位系统 Nokia也表示將在其即將推出的手機中使用GLONASS 9 2012年10月16日 HTC發表該公司旗艦機種ONE X 手機中應用此技術 10 注釋 编辑 格洛納斯 英語 GLObal NAvigation Satellite System参考資料 编辑 Information and Analysis Center for Positioning Navigation and Timing Korolyov Russia Information analytical centre of GLONASS and GPS controlling 2019 01 24 原始内容存档于2021 02 02 2 0 2 1 卫星定位系统对比 GPS GLONASS和伽利略 中国科学院对地观测与数字地球科学中心 2009 02 02 2012 01 13 原始内容存档于2020 10 07 俄罗斯发射3颗 格洛纳斯 M 卫星 2006 12 26 原始内容存档于2016 11 05 俄导航卫星发射失败系火箭助推器故障所致 科学网 2010 12 09 2010 12 15 原始内容存档于2020 10 05 田冰 俄罗斯成功发射首颗第三代全球定位导航卫星 科学网 2011 02 26 2011 02 28 原始内容存档于2020 10 22 范辰言 俄火箭搭三颗导航卫星凌空爆炸场面惨 2013 07 02 原始内容存档于2019 08 12 GPS GLONASS GALILEO 北斗四大衛星定位系统介绍 GPS报 2010 01 22 2012 01 13 原始内容存档于2012 03 21 廖俊銘MOLEX LIAO GPS簡介 Molex Liao通訊技術網 2012 05 26 原始内容存档于2012 02 01 中文 繁體 美國總統柯林頓 2000年5月1日下令美國國防部 解除多年來對全球衛星定位系統GPS訊號的干擾訊號S A 干擾解除後 將大幅提高現有GPS的準確性 這對民間產業來說是項大利多 诺基亚手机将使用俄罗斯GLONASS导航系统 GPS世界 2011 11 18 2012 01 13 失效連結 hTC發表該公司旗艦機種ONE X 使用俄罗斯GLONASS導航系统 hTC 2012 10 16 2012 10 16 原始内容存档于2013 02 15 參考文獻 编辑INTERFEJSNYJ KONTROLNYJ DOKUMENT redakciya 5 0 PDF KOORDINACIONNYJ NAUChNO INFORMACIONNYJ CENTR 2002 2009 12 14 原始内容 PDF 存档于2009 10 15 俄语 INTERFEJSNYJ KONTROLNYJ DOKUMENT redakciya 5 1 PDF ROSSIJSKIJ NAUChNO ISSLEDOVATELSKIJ INSTITUT KOSMIChESKOGO PRIBOROSTROENIYa 2008 14 12 2009 原始内容 PDF 存档于2012 08 04 俄语 请检查 access date 中的日期值 帮助 GLONASS Interfejsnyj kontrolnyj dokument redakciya 5 1 PDF 2009 12 14 原始内容存档于2012 08 04 俄语 Shebshaevich V S Dmitriev P P Ivancev N V i dr Setevye sputnikovye radionavigacionnye sistemy 2 e izd pererab i dop M Radio i svyaz Pod red V S Shebshaevicha 1993 ISBN 5 256 00174 4 俄语 INTERFEJSNYJ KONTROLNYJ DOKUMENT redakciya 5 0 PDF KOORDINACIONNYJ NAUChNO INFORMACIONNYJ CENTR 2002 原始内容 PDF 存档于2012 08 04 请检查 access date 中的日期值 帮助 INTERFEJSNYJ KONTROLNYJ DOKUMENT redakciya 5 1 PDF ROSSIJSKIJ NAUChNO ISSLEDOVATELSKIJ INSTITUT KOSMIChESKOGO PRIBOROSTROENIYa 2008 原始内容 PDF 存档于2012 08 04 请检查 access date 中的日期值 帮助 GLONASS Interfejsnyj kontrolnyj dokument redakciya 5 1 原始内容 PDF 存档于2012 08 04 请检查 access date 中的日期值 帮助 參見 编辑全球定位系統 GPS 多普勒卫星涮轨和无线电定位组合系统 DORIS 朵麗絲系統 北斗卫星导航系统 BDS 伽利略定位系統 Galileo 印度區域導航衛星系統 IRNSS 准天顶卫星系统 QZSS 辅助全球卫星定位系统 AGPS 北斗卫星导航试验系统 GPS誤差分析 英语 Error analysis for the Global Positioning System Error analysis for the GPS 外部連結 编辑维基共享资源中相关的多媒体资源 格洛纳斯系统Official GLONASS web page GNSS web page 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