《GLONASS 发展现状与展望》由会员分享，可在线阅读，更多相关《GLONASS 发展现状与展望（12页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、GLONASS 发展现状与展望一、GLONASS技术沿革俄罗斯的格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）与美国GPS 系统几乎同时起步，但经历了漫长而曲折的发展过程， GLONASS系统的组网建设远落后于GPS。随着近年来经济的 复苏与卫星导航系统战略性地位的提升，俄政府加大了 GLONASS 工程的资金投入力度，使其得到快速复苏，目前成 为全球第二大卫星导航系统。1982 年第一颗 GLONASS 卫星发射成功，至 1995 年底， GLONASS 导航星座组网卫星数量超过 24 颗。俄罗斯政府于 1996 年宣布 GLONASS 全球卫星导航系统正式建成。从 2003年开始，GLONASS系
2、统进入全面升级阶段，寿命更长、 通讯系统更为稳定的新型 GLONASS-M 卫星陆续发射并入轨 运行，进入2010年后，5颗GLONASS-M卫星的发射成功标志着 新一代GLONASS系统正式完成组网建设。2011年，具有更轻便 体积和更长久寿命的GLONASS-K1卫星的发射标志着GLONASS 系统进入了第三代发展阶段。随后该颗卫星播发的码分多址 （CDMA）信号被地面检测站首次捕获，使得GLONASS的信号 编码方式实现了重大转变，并在2011 年底实现了全球覆盖能 力。截至2018年9月，GLONASS系统星座共包含26 颗在轨卫星，其中24 颗卫星运行在工作状态，1 颗 卫星处于维护
3、状态，颗卫星正在进行飞行参数测试, 24 颗工作卫星均匀分布在3 个近圆形轨道面上，每 个轨道面有 8 颗卫星运行，与赤道间的轨道倾角为 64.8，每两个轨道面之间的夹角为120，同一个 轨道面上的卫星之间相隔45 . GLONASS系统的轨道 高度约为19100km运行周期约为11h15min GLONASS 卫星 2018 年 9 月 259：45UTC 卫星位置如图1 所 示。图 1GL0NASS 卫星实时位(20 1 8 . 9 . 259 ：45UTC)Orc.CXD. pl-口F chnl甘ccaLBTtn beginsODB-BTOnLfre-re ImanthsEtlIrtB-
4、 heath rtetusIn blmancE. On cpheirrsriE. ILTC1D&mTfEftE117JD14 13.M3D.U1.1D1DB4-j-* DB:34 2B.0i9.WIn ope陶Ta2-1-47474 M. 1 3 4 .口 7.13B9.D-+ 0t:34 29.ng.-l 3In Dperarion317n11a29 DE.1BP.Q6.1S37. a-j-* OB: 34 36.019.113in1 2-1723w i a.D?s.m .: 34 23.0B.1 BIn Dper-anton15SQi&512.D51&.10.D7141 1+十 0B:34
5、25.D9.1BIn Qrjion-102-1720ZD .19D4.10.1Q汨月-I-r 2E:日4 25.0g.1QIn Dprration173 47B17.D2.1B亟用.伯21.3-r-r DE: 34 25.09.1 SIn dpt rat ion1 E3-07詁3-4 D3.14仕 口 4.1454.1-*十 口 E：34 35.DQ.1 BIn Dptroiiion193a7?Q3B1D.0?SB. 11.07m 1-* DE:34 25.D9.19in DpeniStDn30371DSB 1 口33.11 .?1 31 1亠 口 E：34 2B.DQ.1 BIn DpftP
6、tniDn312047BB14D6.14DJ.D9.14B1.4-1-* 06:34 2B.D9.Wip“3-3,7S12- D3.1 9E.DS.IDi as g-+亠 口t：34 29.ng.-i sIn Dperaiion37 J?D21 D3.10&B.D3.101呃9f十 06:34 25.09.1 Bin343口27 3-33 D3.1 D出 口 31 口i sb m-t-十 口E:34 EEJ.nE.l BIn Dper-antonS17 2-414 1 a. 口 m-1C.Q1I.-1 口OQ.aa.iB103易IvlBntsruirKE37D1ISB DE. 1111EI1.
7、DFlijM表3 GLONASS卫星星历信息随着第三代GLONASS系统的发展，GLONASS-K卫星已 具有播发CDMA信号的能力，这将有效升级GLONASS系统 的定位精度与测距范围，还将提高GLONASS系统的鲁棒性 及冲突防护能力，并且能够更好的与其它 GNSS 系统之间实 现兼容与互操作。今后发射的 GLONASS 卫星都将广播 CDMA 信号，同时保留原有的 FDMA 信号。随着系统组网星座的全 面建成与现代化进程的推进，GLONASS的定位精度不断提高, 早已超越了第一代 GLONASS 设想的参数标准。最近 5 年来 GLONASS 的定位精度几乎提高了一个数量级，从大约 35
8、m 提高到 5m 以内。2011 年，在地面增强系统的辅助下， GLONASS 系统在俄罗斯本国境内的定位数据精度已经达到 0.5m。二、GLONASS现代化GLONASS 的危机引起了俄政府的重视，俄总统普京表示 “出于国家安全战略的考虑，俄罗斯应该使用本国的 GLONASS，而非美国的GPS或者是欧洲的GALILEO导航系 统”。2001 年 8 月 20 日，俄罗斯政府批准了 GLONASS 20022011年发展计划，拉开了 GLONASS系统恢复和现 代化的序幕。GLONASS 现代化包括卫星现代化、地面控制区段现代化 以及开展国际合作等，特别是包括 GLONASS 卫星信号在内 的
9、整体性能的提高。2003 年 12 月 10 日，第一颗 GLONASS-M 卫星入轨运 行，并于 2004 年 12 月 8 日开始向用户发送导航定位信 号，这标志着 GLONASS 现代化迈出了坚实的第一步。 GLONASS 的卫星现代化包括：（1）2003 年开始发射第二代 GLONASS 卫星： GLONASS-MI 卫星和 GLONASS-MII 卫星。第一代 GLONASS 卫星寿命只有三年左右，时间精度为3 X 10- 13 s5 X 10- 13 s,提供一个民用信号。较第一代GLONASS卫 星而言， GLONASS-M 卫星寿命更长，可达七年，时间精度也 更高，达到1 X
10、10- 13 s,并且在L2上增发了第二民 用信号。GLONASS-M卫星频道号逐步由K = 124调整为K =-76。由于频道号的限制，GLONASS为同一轨道面对 径上的两颗卫星分配了同一个通道号。地面接收机不需要同 时跟踪这两颗卫星，但空基接收机必须通过一定的判别方法 如多普勒频移检查等，区分轨道面对径上的两颗卫星。对于 GLONASS-M 卫星，空基接收机还可以通过电文中的在轨卫星 编号予以判别。 GLONASS-M 卫星的导航电文较第一代卫星在 内容上更为丰富，还增加了星上电文完整性检验标志、时间 系统转换等相关参数。（2）2010 年 12 月开始研发第三代 GLONASS 导航卫
11、 星GLONASS-K1卫星。较GLONASS-M卫星而言，GLONASS-K1 卫星寿命进一步延长，可达十年，时间精度也 进一步提高，可达 5 X 10- 14 s 1 X 10- 13 s， 并且增加了 L3OC信号（L3载频上码分多址（CDMA）体制的 第三民用信号） 。第一颗 GLONASS-K1 卫星已于 2011 年 2 月 26 日发射升空，截至 2013 年 4 月，该卫星仍处于飞行 测试阶段。20142017年发射的GLONASS-M卫星也将增 加 L3OC 信号。（3）分别于 2015 和 2025 年开始发射更新一代的GLONASS-K2 卫星和 GLONASS-KM 卫
12、星，增强系统的整体功 能，扩大 GLONASS 应用领域，提高 GLONASS 与 GPS 的竞 争能力。GLONASS-K2卫星将在L1、L2载频上发射CDMA信 号，加上 L3OC 信号，民用信号将达到 5 个。 K2 卫星将从 2017 年起逐步替代现有的 M 卫星。 KM 卫星载频数量将达 到 6 个，民用信号达到 8 个（2 个频分多址（ FDMA） 信号： L1OF、 L2OF，6 个 CDMA 信号： L1OC、 L2OC、 L3OC、 L1OCM、 L3OCM、 L5OCM）。地面控制区段现代化包括： 改善地面控制设施，增加 卫星监测站； 改善卫星时钟的稳定度； 改善动力学模型； 改进时间保持系统。此外，俄罗斯还通过与美国、欧盟及中国等国的合作，使GLONASS 与 GPS、 GALILEO 及北斗系统具有较好的兼容性。三、GALILEO发展现状与展望伽利略（Galileo）卫星导航系统是欧盟正在建
