GLONASS 系统简介

GLONASS 是 GLObal NAvigation Satellite System( 全球导航卫星系统 ) 的字头缩写，是前苏联从 80 年代初开始建设的与美国 GPS 系统相类似的卫星定位系统，也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。 <BR>　　 GLONASS 系统的卫星星座由 24 颗卫星组成，均匀分布在 3 个近圆形的轨道平面上，每个轨道面 8 颗卫星，轨道高度 19100 公里，运行周期 11 小时 15 分，轨道倾角 64.8 °。 <BR>　　 与美国的 GPS 系统不同的是 GLONASS 系统采用频分多址 (FDMA) 方式，根据载波频率来区分不同卫星（ GPS 是码分多址（ CDMA ），根据调制码来区分卫星）。每颗 GLONASS 卫星发播的两种载波的频率分别为 L1=1,602+0.5625k(MHz) 和 L2=1,246+0.4375k(MHz) ，其中 k=1 ～ 24 为每颗卫星的频率编号。所有 GPS 卫星的载波的频率是相同，均为 L1=1575.42MHz 和 L2=1227.6MHz 。 <BR>　　 GLONASS 卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码： S 码和 P 码。 <BR>　　 俄罗斯对 GLONASS 系统采用了军民合用、不加密的开放政策。 <BR>　　 GLONASS 系统单点定位精度水平方向为 16m ，垂直方向为 25m 。 <BR>　　 GLONASS 卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨，卫星采用三轴稳定体制，整量质量 1400kg ，设计轨道寿命 5 年。所有 GLONASS 卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗 GLONASS 卫星于 1982 年 10 月 12 日发射升空。到目前为止，共发射了 80 余颗 GLONASS 卫星，最近一次是 2000 年 10 月 13 日发射了三颗卫星。截止 2001 年 1 月 10 日为止尚有 10 颗 GLONASS 卫星正在运行。 <BR>　　 为进一步提高 Glonass 系统的定位能力，开拓广大的民用市场，俄政府计划用 4 年时间将其更新为 Glonass-M 系统。 <BR>　　 内容有：改进一些地面测控站设施；延长卫星的在轨寿命到 8 年； <BR>　　 实现系统高的定位精度：位置精度提高到 10 ～ 15m ，定时精度提高到 20 ～ 30ns ，速度精度达到 0.01m ／ s 。 <BR>　　 另外，俄计划将系统发播频率改为 GPS 的频率，并得到美罗克威尔公司的技术支援。 <BR>　　 GLONASS 系统的主要用途是导航定位，当然与 GPS 系统一样，也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、 GIS 应用和时频应用等。
<P><STRONG>　　　　　　　　　　　　GLONASS 系统和 GPS 系统的比较 </STRONG></P>
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<TD class=style5 width=34 height=280> </TD>
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<DIV class=style40 align=center><STRONG>项目 </STRONG></DIV></TD>
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<DIV class=style40 align=center><STRONG>GPS 系统 </STRONG></DIV></TD>
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<DIV class=style40 align=center><STRONG>GLONASS 系统 </STRONG></DIV></TD></TR>
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<TD class=style40>星座卫星数 </TD>
<TD class=style40>24 </TD>
<TD class=style40>24 </TD></TR>
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<TD class=style40>轨道面个数 </TD>
<TD class=style40>6 </TD>
<TD class=style40>3 </TD></TR>
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<TD class=style40>轨道高度 </TD>
<TD class=style40>20183 公里 </TD>
<TD class=style40>19100 公里 </TD></TR>
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<TD class=style40>运行周期 </TD>
<TD class=style40>11 小时 58 分 </TD>
<TD class=style40>11 小时 15 分 </TD></TR>
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<TD class=style40>轨道倾角 </TD>
<TD class=style40>55 度 </TD>
<TD class=style40>65 度 </TD></TR>
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<TD class=style40 rowSpan=2>载波频率 </TD>
<TD class=style40>L1:1575.42MHz </TD>
<TD class=style40>L1:1602.56-1615.50MHz </TD></TR>
<TR>
<TD class=style40 bgColor=#f1f3f9>L2:1227.60MHz </TD>
<TD class=style40 bgColor=#f1f3f9>L2:1246.44-1256.50MHz </TD></TR>
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<TD class=style40>传输方式 </TD>
<TD class=style40>码分多址 </TD>
<TD class=style40>频分多址 </TD></TR>
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<TD class=style40>调制码 </TD>
<TD class=style40>C/A- 码和 P- 码 </TD>
<TD class=style40>S 码和 P 码 </TD></TR>
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<TD class=style40>时间系统 </TD>
<TD class=style40>UTC </TD>
<TD class=style40>UTC </TD></TR>
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<TD class=style40>坐标系统 </TD>
<TD class=style40>WGS-84 </TD>
<TD class=style40>SGS-E90 </TD></TR>
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<TD class=style40>SA </TD>
<TD class=style40>有（ 2000 年 5 月 1 日取消） </TD>
<TD class=style40>无 </TD></TR>
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<TD class=style40 height=25>AS </TD>
<TD class=style40>有 </TD>
<TD class=style40>无 </TD></TR></TABLE></TD></TR></TABLE>
<P style5"><STRONG>　　　　GPS+GLONASS 系统对纯 GPS 系统的改进 </STRONG><BR>　　 1) 可见卫星数增加一倍： GLONASS 卫星星座组网完成后，可用于导航定位的卫星总数将增加一倍。在地平线以上的可见卫星数纯 GPS 系统时，一般为 7-11 颗； GPS+GLONASS 系统则可达到 14-20 颗。在山区或城市中，有时因障碍物遮挡，纯 GPS 可能无法工作， GPS+GLONASS 则可以工作。 <BR><BR>　　 2) 提高生产效率：在测量应用中， GPS 测量所需要的观测时间取决于求解载波相位整周模糊度所需要的时间。观测时间越长或可观测到的卫星数越多，则用于求解载波相位整周模糊度的数据也就越多，求解结果的可靠性越好。为了提高生产效率，常使用快速定位、实时动态测量（ RTK ）或后处理动态测量。但要满足一定的精度要求，必须正确求解载波相位整周模糊度，可观测到的卫星数增加得越多，则求解载波相位整周模糊度所需要的观测时间就可缩短得越多，因此 GPS+GLONASS 可以提高生产效率。 <BR><BR>　　 3) 提高观测结果的可靠性：用卫星系统进行测量定位的观测结果的可靠性主要决定于用于定位计算的卫星颗数。因此 GPS+GLONASS 将大大提高观测结果的可靠性。 <BR><BR>　　 4) 提高观测结果的精度：观测卫星相对于测站的几何分布 (DOP 值 ) 直接影响观测结果的精度。可观测到的卫星越多，则可以 大大改善观测卫星相对于测站的几何分布，从而提高观测结果的精度。 <BR><BR><STRONG>　　小常识： </STRONG><BR>GLONASS 系统从理论上有 24 颗卫星，但由于卫星使用寿命和资金紧张等问题，实际上目前只有 8 颗。 </P>

<img src="images/post/smile/dvbbs/em01.gif" />GLONASS 系统好象应该是24+1颗备用卫星