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              俄羅斯格洛納斯衛星導航系統項目背景

              1960年晚些時(shí)候,俄羅斯軍方確認需要一個(gè)衛星無(wú)線(xiàn)電導航系統(SRNS))用于規劃中的新一代彈道導彈的精確導引。當時(shí)已有的Tsiklon衛星導航系統接收站需要好幾分鐘的觀(guān)測才能確定一個(gè)位置,因此不能達到導航定位的目的。1968-1969年,國防部、科學(xué)院和海軍的一些研究所聯(lián)合起來(lái)要為海、陸、空、天武裝力量建立一個(gè)單一的解決方案。

               

              1970年這個(gè)系統的需求文件編制完成。進(jìn)一步研究之后,在1976年,前蘇聯(lián)頒布法令建立GLONASS。GLONASS衛星星座基本上一直處于降效運行狀態(tài),只有8顆衛星是全功能工作的。

               

              格洛納斯項目是蘇聯(lián)在1976年啟動(dòng)的項目,格洛納斯系統將使用24顆衛星實(shí)現全球定位服務(wù),可提供高精度的三維空間和速度信息,也提供授時(shí)服務(wù)。按照設計,格洛納斯星座衛星由中軌道的24顆衛星組成,包括21顆工作星和3顆備份星,分布于3個(gè)圓形軌道面上,軌道高度19100千米,傾角64.8°。和GPS系統不同,格洛納斯系統使用頻分多址(FDMA)的方式,每顆格洛納斯衛星廣播兩種信號,L1和L2信號。具體地說(shuō),頻率分別為L(cháng)1=1602+0.5625*k(MHz)和L2=1246+0.4375*k(MHz),其中 k為1~24為每顆衛星的頻率編號,同一顆衛星滿(mǎn)足L1/L2=9/7。格洛納斯系統設計定位精度為在95%的概率條件下,水平向為100米,垂直向為150米。

               

              目前,格洛納斯的定位精度有了很大提高,dL = 0.6m,dB = 2.1m,dH = 6.6m, HDOP = 0.9, PDOP = 1.9,GDOP = 2.2,:"短命"的格洛納斯衛星1982年至1985年間,發(fā)射了3顆模擬星和18顆原型衛星用作測試。由于蘇聯(lián)的衛星和電子設計水平和美國有很大差距,蘇聯(lián)這些測試衛星設計壽命只有一年,真實(shí)的平均在軌壽命也只有14個(gè)月。格洛納斯系統1985年開(kāi)始正式建設,1985~1986年,6顆真正的格洛納斯衛星被發(fā)射升空,這些衛星對比原型衛星改進(jìn)了授時(shí)和頻率標準,增強了頻率的穩定性,不過(guò)它們的壽命仍然不佳,只有大約16個(gè)月的平均壽命。此后又發(fā)射了繼續改進(jìn)的12顆衛星,不過(guò)一半的衛星由于發(fā)射事故損失了,這些新衛星設計壽命2年,實(shí)際平均壽命是22個(gè)月。

               

              這樣到了1987年,格洛納斯系統共計發(fā)射了包括早期原型衛星在內的30顆衛星,在軌可用衛星9顆,前景一片光明。1988年開(kāi)始發(fā)射的衛星是進(jìn)一步改進(jìn)的版本,這個(gè)版本在現在一般稱(chēng)為格洛納斯衛星。這些衛星重量1400千克,采用三軸穩定技術(shù)和精密銫原子鐘,設計壽命進(jìn)一步提高到3年,在1988年到2000年間這個(gè)版本的格洛納斯衛星發(fā)射了54顆之多。這些衛星都是在拜科努爾發(fā)射中心使用質(zhì)子火箭以一箭三星的方式發(fā)射入軌的。

               

              俄羅斯并于1990年5月和1991年4月兩次公布GLONASS的ICD,為GLONASS的廣泛應用提供了方便。GLONASS的公開(kāi)化,打破了美國對衛星導航獨家經(jīng)營(yíng)的局面。。俄羅斯90年代曾經(jīng)制定過(guò)一個(gè)GLONASS星座漸進(jìn)增強計劃,企圖在2001年開(kāi)始有12顆全功能工作的衛星,但根據最新情報,目前仍然只有8顆全功能工作的衛星。1995年俄羅斯耗資30多億美元,完成了GLONASS導航衛星星座的組網(wǎng)工作。它也由24顆衛星組成,原理和方案都與GPS類(lèi)似,不過(guò),其24顆衛星分布在3個(gè)軌道平面上,這3個(gè)軌道平面兩兩相隔120°,同平面內的衛星之間相隔45°。每顆衛星都在19100千米高、64.8°傾角的軌道上運行,軌道周期為11小時(shí)15分鐘。地面控制部分全部都在俄羅斯領(lǐng)土境內。俄羅斯自稱(chēng),多功能的GLONASS系統定位精度可達1米,速度誤差僅為15厘米/秒。如果必要,該系統還可用來(lái)為精確打擊武器制導。

               

              專(zhuān)家認為,當這個(gè)系統的衛星達到18顆時(shí),GLONASS便可發(fā)揮導航定位功能;當衛星總數達24顆時(shí),其導航范圍可覆蓋整個(gè)地球表面和近地空間。屆時(shí),GLONASS系統的用戶(hù)便可不間斷地獲得地面、水面、天空、近地空間內相關(guān)物體的準確坐標信息。按照計劃,俄將于2006年之前將該系統的24顆衛星全部部署完畢。

               

              2003年9月24日,是俄聯(lián)邦政府正式宣布俄羅斯GLONASS系統開(kāi)始服役的十周年紀念日。事實(shí)上,GLONASS在1993年只是具備了初始作戰能力。直到1995年末1996年初GLONASS才真正實(shí)現了完整星座的部署。GLONASS的第一顆衛星是1982年發(fā)射入軌的,同年還發(fā)射了兩顆同軌道(19100千米)的Etalon geodetic衛星,對規劃的高度和傾角的地球引力場(chǎng)特性進(jìn)行全面表征。原計劃1991年建成完整的工作系統。

               

              GLONASS的工作衛星有21顆,分布在3個(gè)軌道平面上,同時(shí)有三顆備份星。這三個(gè)軌道平面兩兩相隔120度,同平面內的衛星之間相隔45度。每顆衛星都在19100千米高、64.8度傾角的軌道上運行。每顆衛星需要11小時(shí)15分鐘完成一個(gè)軌道周期。


              轉自:互聯(lián)網(wǎng)

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