GLONASS – Wikipedia

Posted on by
before-content-x4

Russisches Satellitennavigationssystem

GLONASS
Glonass logo.png

GLONASS Logo
Herkunftsland (e) Sovietunion
Betreiber Roscosmos
(( Russland)
Art Militär, Zivilist
Status Betriebsbereit
Abdeckung Global
Richtigkeit 2 – 4 Meter
Konstellationsgröße
Insgesamt Satelliten 26
Satelliten im Orbit 24
Erster Start 12. Oktober 1982
Letzter Start 25. Oktober 2020
Orbitalmerkmale
Regime (s) 3x MEO
Orbitalhöhe 19.130 km

Ein Modell eines GLONASS-K-Satelliten, der auf der CeBit 2011 gezeigt wurde

GLONASS (Russisch: ГЛОНАСС, IPA: [ɡɫɐˈnas];; Глобальная навигационная спутниковая система, Transliteration: Globalnaya navigatsionnaya sputnikovaya sistema), oder “Globales Navigationssatellitensystem“, ist ein weltraumgestütztes Satellitennavigationssystem, das als Teil eines Radionavigationssatellitendienstes betrieben wird. Es bietet eine Alternative zu GPS und ist das zweite Navigationssystem, das mit globaler Abdeckung und vergleichbarer Präzision in Betrieb ist.

Hersteller von GPS-Navigationsgeräten sagen, dass durch das Hinzufügen von GLONASS mehr Satelliten zur Verfügung gestellt wurden, was bedeutet, dass Positionen schneller und genauer festgelegt werden können, insbesondere in bebauten Gebieten, in denen Gebäude die Sicht auf einige GPS-Satelliten verdecken können.[1][2][3] Die GLONASS-Ergänzung von GPS-Systemen verbessert auch die Positionierung in hohen Breiten (Nord oder Süd).[4]

Die Entwicklung von GLONASS begann 1976 in der Sowjetunion. Ab dem 12. Oktober 1982 fügten zahlreiche Raketenstarts dem System Satelliten hinzu, bis die Konstellation 1995 abgeschlossen war. Nach einem Kapazitätsrückgang Ende der neunziger Jahre im Jahr 2001 erfolgte die Wiederherstellung des Systems wurde zu einer Regierungspriorität gemacht und die Finanzierung erheblich erhöht. GLONASS ist das teuerste Programm des Roscosmos und verbraucht 2010 ein Drittel seines Budgets.

Bis 2010 hatte GLONASS die vollständige Abdeckung des russischen Territoriums erreicht, und im Oktober 2011 wurde die vollständige Umlaufbahnkonstellation von 24 Satelliten wiederhergestellt, wodurch eine vollständige globale Abdeckung ermöglicht wurde. Die Entwürfe der GLONASS-Satelliten wurden mehrfach aktualisiert. Die neueste Version 2020, GLONASS-K2, soll 2022 in Dienst gestellt werden.[5] Eine Ankündigung sagt den Einsatz einer Gruppe von Kommunikations- und Navigationssatelliten bis 2040 voraus. Die Aufgabe umfasst auch die Lieferung einer Reihe von Raumfahrzeugen für die Orbitalforschung an den Mond und die Einrichtung eines Mondkommunikations- und Positionierungssystems.[citation needed]

Systembeschreibung[edit]

GLONASS ist ein globales Navigationssatellitensystem, das militärischen und zivilen Benutzern die Positions- und Geschwindigkeitsbestimmung in Echtzeit ermöglicht. Die Satelliten befinden sich in einer mittleren Kreisbahn in 19.100 km Höhe mit einer Neigung von 64,8 ° und einem Zeitraum von 11 Stunden und 15 Minuten.[6][7] Die Umlaufbahn von GLONASS eignet sich besonders für den Einsatz in hohen Breiten (Nord oder Süd), wo das Erhalten eines GPS-Signals problematisch sein kann.[8][9] Die Konstellation arbeitet in drei Umlaufbahnebenen mit jeweils acht gleichmäßig verteilten Satelliten.[7] Eine voll funktionsfähige Konstellation mit globaler Abdeckung besteht aus 24 Satelliten, während 18 Satelliten für die Abdeckung des Territoriums Russlands erforderlich sind. Um eine Positionsbestimmung zu erhalten, muss sich der Empfänger im Bereich von mindestens vier Satelliten befinden.[6]

Signal[edit]

FDMA[edit]

Einer der ersten Beispiele für robuste, kombinierte GLONASS / GPS-Empfänger des russischen Militärs, 2003

Ein kombiniertes GLONASS / GPS Personal Radio Beacon

GLONASS-Satelliten senden zwei Arten von Signalen: das offene Signal L1OF / L2OF mit Standardgenauigkeit und das verschleierte Signal L1SF / L2SF mit hoher Präzision.

Die Signale verwenden eine ähnliche DSSS-Codierung und BPSK-Modulation (Binary Phase Shift Keying) wie bei GPS-Signalen. Alle GLONASS-Satelliten senden denselben Code wie ihr Signal mit Standardgenauigkeit. Jeder sendet jedoch auf einer anderen Frequenz unter Verwendung einer 15-Kanal-Frequenzmultiplex-Mehrfachzugriffstechnik (FDMA), die sich über beide Seiten von 1602,0 MHz erstreckt und als L1-Band bekannt ist. Die Mittenfrequenz beträgt 1602 MHz + n × 0,5625 MHz, wobei n ist die Frequenzkanalnummer eines Satelliten (n= −6, …, 0, …, 6, zuvor n= 0, …, 13). Die Signale werden in einem 38 ° -Kegel mit rechter Zirkularpolarisation mit einem EIRP zwischen 25 und 27 dBW (316 bis 500 Watt) übertragen. Beachten Sie, dass die 24-Satelliten-Konstellation mit nur 15 Kanälen untergebracht ist, indem identische Frequenzkanäle zur Unterstützung antipodaler Satellitenpaare (gegenüberliegende Seite des Planeten im Orbit) verwendet werden, da diese Satelliten niemals beide gleichzeitig für einen erdgebundenen Benutzer sichtbar sind .

Die L2-Bandsignale verwenden dieselbe FDMA wie die L1-Bandsignale, senden jedoch überspannende 1246 MHz mit der Mittenfrequenz 1246 MHz + n × 0,4375 MHz, wobei n überspannt den gleichen Bereich wie für L1.[10] Im ursprünglichen GLONASS-Design wurde nur verschleiertes hochpräzises Signal im L2-Band gesendet, aber beginnend mit GLONASS-M wird ein zusätzliches ziviles Referenzsignal L2OF mit einem identischen Standardgenauigkeitscode wie das L1OF-Signal gesendet.

Das offene Signal mit Standardgenauigkeit wird durch Modulo-2-Addition (XOR) von 511 kbit / s Pseudozufallsbereichscode, 50 Bit / s Navigationsnachricht und einer zusätzlichen 100-Hz-Mäandersequenz (Manchester-Code) erzeugt, die alle unter Verwendung von a erzeugt werden Einzelzeit- / Frequenzoszillator. Der Pseudozufallscode wird mit einem 9-stufigen Schieberegister erzeugt, das mit einer Periode von 1 Millisekunden arbeitet.

Die Navigationsnachricht wird mit 50 Bit pro Sekunde moduliert. Der Superframe des offenen Signals ist 7500 Bit lang und besteht aus 5 Frames mit einer Länge von 30 Sekunden. Die Übertragung der fortlaufenden Nachricht dauert 150 Sekunden (2,5 Minuten). Jeder Frame ist 1500 Bit lang und besteht aus 15 Zeichenfolgen mit 100 Bit (2 Sekunden für jede Zeichenfolge), 85 Bit (1,7 Sekunden) für Daten- und Prüfsummenbits und 15 Bit (0,3 Sekunden) für die Zeitmarke. Die Zeichenfolgen 1 bis 4 liefern sofortige Daten für den sendenden Satelliten und werden in jedem Frame wiederholt. Die Daten umfassen Ephemeride, Takt- und Frequenzversätze sowie den Satellitenstatus. Die Zeichenfolgen 5 bis 15 liefern nicht unmittelbare Daten (dh Almanach) für jeden Satelliten in der Konstellation, wobei die Rahmen I-IV jeweils fünf Satelliten beschreiben und der Rahmen V die verbleibenden vier Satelliten beschreibt.

Die Ephemeriden werden alle 30 Minuten unter Verwendung von Daten aus dem Bodenkontrollsegment aktualisiert. Sie verwenden kartesische ECEF-Koordinaten (Earth Centered Earth Fixed) in Position und Geschwindigkeit und enthalten lunisolare Beschleunigungsparameter. Der Almanach verwendet modifizierte Orbitalelemente (Kepler-Elemente) und wird täglich aktualisiert.

Das genauere hochpräzise Signal ist für autorisierte Benutzer wie das russische Militär verfügbar. Im Gegensatz zum US-amerikanischen P (Y) -Code, der durch einen verschlüsselten W-Code moduliert wird, werden die GLONASS-Codes für die eingeschränkte Verwendung im Klartext gesendet nur mit Sicherheit durch Dunkelheit. Die Details des hochpräzisen Signals wurden nicht offenbart. Die Modulation (und damit die Verfolgungsstrategie) der Datenbits im L2SF-Code hat sich kürzlich in zufälligen Intervallen von unmoduliert auf 250 Bit / s Burst geändert. Der L1SF-Code wird durch die Navigationsdaten mit 50 Bit / s ohne Manchester-Mäandercode moduliert.

Das hochpräzise Signal wird in Phasenquadratur mit dem Standardpräzisionssignal gesendet, wobei effektiv dieselbe Trägerwelle geteilt wird, jedoch mit einer zehnmal höheren Bandbreite als das offene Signal. Das Nachrichtenformat des hochpräzisen Signals bleibt unveröffentlicht, obwohl Reverse-Engineering-Versuche darauf hinweisen, dass der Superframe aus 72 Frames besteht, die jeweils 5 Zeichenfolgen mit 100 Bit enthalten und deren Übertragung 10 Sekunden dauert, mit einer Gesamtlänge von 36.000 Bit oder 720 Sekunden (12 Minuten) für die gesamte Navigationsnachricht. Die zusätzlichen Daten werden anscheinend kritischen Lunisolar-Beschleunigungsparametern und Taktkorrekturtermen zugeordnet.

Richtigkeit[edit]

Bei maximaler Effizienz bietet das Signal mit Standardgenauigkeit eine horizontale Positionierungsgenauigkeit innerhalb von 5 bis 10 Metern, eine vertikale Positionierung innerhalb von 15 m (49 ft), einen Geschwindigkeitsvektor innerhalb von 100 mm / s (3,9 in / s) und ein Timing innerhalb von 200 Nanosekunden , alle basierend auf Messungen von vier Satelliten der ersten Generation gleichzeitig;[11] Neuere Satelliten wie GLONASS-M verbessern dies.

GLONASS verwendet ein Koordinatendatum mit dem Namen “PZ-90” (Earth Parameters 1990 – Parametry Zemli 1990), in dem die genaue Position des Nordpols als Durchschnitt seiner Position von 1990 bis 1995 angegeben wird. Dies steht im Gegensatz zu den GPS-Daten Koordinatendatum WGS 84, das 1984 die Position des Nordpols verwendet. Ab dem 17. September 2007 wurde das Datum PZ-90 auf die Version PZ-90.02 aktualisiert, die sich von WGS 84 um weniger als 400 mm (16 in) unterscheidet. in eine bestimmte Richtung. Seit dem 31. Dezember 2013 wird die Version PZ-90.11 ausgestrahlt, die in der Epoche 2011.0 auf Zentimeter-Ebene auf das Internationale Terrestrische Referenzsystem und den Rahmen ausgerichtet ist.[12][13]

CDMA[edit]

Seit 2008 werden neue CDMA-Signale für die Verwendung mit GLONASS untersucht.[14][15][16][17][18][19][20][21][22]

Die Schnittstellensteuerungsdokumente für GLONASS CDMA-Signale wurden im August 2016 veröffentlicht.[23]

Laut GLONASS-Entwicklern wird es drei offene und zwei eingeschränkte CDMA-Signale geben. Das offene Signal L3OC ist auf 1202,025 MHz zentriert und verwendet die BPSK (10) -Modulation sowohl für Daten- als auch für Pilotkanäle. Der Entfernungsmesser überträgt mit 10,23 Millionen Chips pro Sekunde, moduliert auf die Trägerfrequenz unter Verwendung von QPSK mit In-Phase-Daten und Quadraturpilot. Die Daten sind mit 5-Bit-Barker-Code und der Pilot mit 10-Bit-Neuman-Hoffman-Code fehlercodiert.[24][25]

Offene L1OC- und eingeschränkte L1SC-Signale werden bei 1600,995 MHz zentriert, und offene L2OC- und eingeschränkte L2SC-Signale werden bei 1248,06 MHz zentriert und überlappen sich mit GLONASS FDMA-Signalen. Offene Signale L1OC und L2OC verwenden Zeitmultiplex, um Pilot- und Datensignale zu übertragen, mit BPSK (1) -Modulation für Daten und BOC (1,1) -Modulation für Pilot; Breitband-beschränkte Signale L1SC und L2SC verwenden eine BOC (5, 2.5) -Modulation sowohl für Daten als auch für Piloten, die in Quadraturphase an die offenen Signale übertragen werden. Dadurch wird die Spitzensignalstärke von der Mittenfrequenz offener Schmalbandsignale entfernt.[20][26]

Die binäre Phasenumtastung (BPSK) wird von Standard-GPS- und GLONASS-Signalen verwendet. Binary Offset Carrier (BOC) ist die Modulation, die von Galileo, modernisiertem GPS und BeiDou-2 verwendet wird.

Die Navigationsnachricht von CDMA-Signalen wird als Folge von Textzeichenfolgen übertragen. Die Nachricht hat eine variable Größe – jeder Pseudo-Frame enthält normalerweise sechs Zeichenfolgen und enthält Ephemeriden für den aktuellen Satelliten (Zeichenfolgentypen 10, 11 und 12 in einer Sequenz) und einen Teil des Almanachs für drei Satelliten (drei Zeichenfolgen vom Typ 20). Um den vollständigen Almanach für alle aktuellen 24 Satelliten zu übertragen, ist ein Superframe mit 8 Pseudo-Frames erforderlich. In Zukunft wird der Superframe auf 10 Pseudo-Frames von Daten erweitert, um volle 30 Satelliten abzudecken. Die Nachricht kann auch Erdrotationsparameter, Ionosphärenmodelle, Langzeitbahnparameter für GLONASS-Satelliten und COSPAS-SARSAT-Nachrichten enthalten. Die Systemzeitmarkierung wird mit jeder Zeichenfolge übertragen. Die UTC-Schaltsekundenkorrektur wird erreicht, indem die letzte Zeichenfolge des Tages um eine Sekunde verkürzt oder verlängert wird, wobei abnormale Zeichenfolgen vom Empfänger verworfen werden.[27] Die Zeichenfolgen verfügen über ein Versions-Tag, um die Vorwärtskompatibilität zu erleichtern: Zukünftige Upgrades des Nachrichtenformats werden ältere Geräte nicht beschädigen, die weiterhin neue Daten ignorieren (solange die Konstellation noch alte Zeichenfolgentypen überträgt), sondern bis zu Datumsausrüstung kann zusätzliche Informationen von neueren Satelliten verwenden.[28]

Die Navigationsnachricht des L3OC-Signals wird mit 100 Bit / s übertragen, wobei jede Symbolfolge 3 Sekunden (300 Bit) dauert. Die Übertragung eines Pseudorahmens mit 6 Zeichenfolgen dauert 18 Sekunden (1800 Bit). Ein Superframe mit 8 Pseudo-Frames ist 14.400 Bit lang und benötigt 144 Sekunden (2 Minuten 24 Sekunden), um den vollständigen Almanach zu übertragen.

Die Navigationsnachricht des L1OC-Signals wird mit 100 Bit / s übertragen. Die Zeichenfolge ist 250 Bit lang und die Übertragung dauert 2,5 Sekunden. Ein Pseudo-Frame ist 1500 Bit (15 Sekunden) lang und ein Superframe ist 12.000 Bit oder 120 Sekunden (2 Minuten).

Das L2OC-Signal überträgt keine Navigationsnachricht, nur die Pseudo-Range-Codes:

Fahrplan der GLONASS-Modernisierung
Satellitenserie Starten Aktueller Status Uhrfehler FDMA-Signale CDMA-Signale Interoperabilitäts-CDMA-Signale
1602 + n × 0,5625 MHz 1246 + n × 0,4375 MHz 1600,995 MHz 1248,06 MHz 1202,025 MHz 1575,42 MHz 1207,14 MHz 1176,45 MHz
GLONASS 1982–2005 Außer Betrieb 5×10−13 L1OF, L1SF L2SF
GLONASS-M 2003– Im Dienst 1×10−13 L1OF, L1SF L2OF, L2SF – – – – L3OC ‡
GLONASS-K1 2011– Im Dienst 5×10−14… 1×10– –13 L1OF, L1SF L2OF, L2SF – – – – L3OC
GLONASS-K2 2022– Testen Sie die Satellitenherstellung 5×10– –15… 5×10−14 L1OF, L1SF L2OF, L2SF L1OC, L1SC L2OC, L2SC L3OC
GLONASS-V 2023–2025 Design-Phase – – – – L1OC, L1SC L2OC, L2SC L3OC
GLONASS-KМ 2030– Forschungsphase L1OF, L1SF L2OF, L2SF L1OC, L1SC L2OC, L2SC L3OC, L3SC L1OCM L3OCM L5OCM
“O”: offenes Signal (Standardgenauigkeit), “S”: verschleiertes Signal (hohe Genauigkeit); “F”: FDMA, “С”: CDMA; n = –7, –6, –5, …, 6

‡Das seit 2014 produzierte Glonass-M-Raumschiff enthält das L3OC-Signal

Der 2011 gestartete Glonass-K1-Testsatellit führte das L3OC-Signal ein. Seit 2014 produzierte Glonass-M-Satelliten (s / n 755+) senden zu Testzwecken auch das L3OC-Signal.

Die ab 2022 gestarteten erweiterten Satelliten Glonass-K1 und Glonass-K2 werden eine vollständige Suite modernisierter CDMA-Signale in den vorhandenen L1- und L2-Bändern enthalten, darunter L1SC, L1OC, L2SC und L2OC sowie das L3OC-Signal . Die Glonass-K2-Serie sollte ab 2022 schrittweise bestehende Satelliten ersetzen, wenn der Start von Glonass-M eingestellt wird.[22][29]

Glonass-KM-Satelliten werden bis 2025 gestartet. Für diese Satelliten werden zusätzliche offene Signale untersucht, die auf Frequenzen und Formaten basieren, die von vorhandenen GPS-, Galileo- und Beidou / COMPASS-Signalen verwendet werden:

  • offenes Signal L1OCM unter Verwendung der bei 1575,42 MHz zentrierten BOC (1,1) -Modulation, ähnlich dem modernisierten GPS-Signal L1C, dem Galileo-Signal E1 und dem Beidou / COMPASS-Signal B1C;
  • offenes Signal L5OCM mit BPSK (10) -Modulation bei 1176,45 MHz, ähnlich dem GPS “Safety of Life” (L5), dem Galileo-Signal E5a und dem Beidou / COMPASS-Signal B2a;[30]
  • offenes Signal L3OCM mit BPSK (10) -Modulation bei 1207,14 MHz, ähnlich dem Galileo-Signal E5b und dem Beidou / COMPASS-Signal B2b.[16]

Eine solche Anordnung ermöglicht eine einfachere und billigere Implementierung von GNSS-Empfängern mit mehreren Standards.

Mit der Einführung von CDMA-Signalen wird die Konstellation bis 2025 auf 30 aktive Satelliten erweitert. Dies kann eine eventuelle Ablehnung von FDMA-Signalen erfordern.[31] Die neuen Satelliten werden in drei zusätzlichen Flugzeugen eingesetzt, sodass von den derzeit drei Flugzeugen insgesamt sechs Flugzeuge zur Verfügung stehen – unterstützt durch das System zur differenziellen Korrektur und Überwachung (SDCM), ein GNSS-Erweiterungssystem, das auf einem Netzwerk bodengestützter Kontrollstationen basiert und Kommunikationssatelliten Luch 5A und Luch 5B.[32][33]

Sechs weitere Glonass-V-Satelliten, die die Tundra-Umlaufbahn in drei Umlaufbahnebenen nutzen, werden 2023–2025 gestartet. Dieses regionale Segment mit hoher Umlaufbahn bietet eine erhöhte regionale Verfügbarkeit und eine 25% ige Verbesserung der Präzision gegenüber der östlichen Hemisphäre, ähnlich wie das japanische QZSS-System und Beidou-1.[34] Die neuen Satelliten werden zwei Bodenspuren mit einer Neigung von 64,8 °, einer Exzentrizität von 0,072, einem Zeitraum von 23,9 Stunden und einer aufsteigenden Knotenlänge von 60 ° und 120 ° bilden. Glonass-V-Fahrzeuge basieren auf der Glonass-K-Plattform und senden nur neue CDMA-Signale.[34] Zuvor wurden für das regionale Segment auch die Molniya-Umlaufbahn, die geosynchrone Umlaufbahn oder die geneigte Umlaufbahn in Betracht gezogen.[16][27]

Navigationsnachricht[edit]

L1OC[edit]

Zeichenfolge in voller Länge für die L1OC-Navigationsnachricht
Feld Größe, Bits Beschreibung
Timecode .В 12 Konstante Bitfolge 0101 1111 0001 (5F1h)
Zeichenfolgentyp Тип 6 Typ der Navigationsnachricht
Satelliten-ID j 6 System-ID-Nummer des Satelliten (1 bis 63; 0 bleibt bis zum Ausschalten des FDMA-Signals reserviert)
Satellitenstaat Гj 1 Dieser Satellit ist:
0 – gesund,
1 – im Fehlerzustand
Datenzuverlässigkeit lj 1 Übertragene Navigationsnachrichten sind:
0 – gültig,
1 – unzuverlässig
Rückruf der Bodensteuerung П1 4 (Reserviert für den Systemgebrauch)
Orientierungsmodus П2 1 Der Satellitenorientierungsmodus ist:
0 – Sonnensensorsteuerung,
1 – Ausführen eines prädiktiven Schubes oder eines Modusübergangs
UTC-Korrektur КР 2 Am letzten Tag des aktuellen Quartals, um 00:00 (24:00), ist eine UTC-Schaltsekunde:
0 – nicht erwartet,
1 – mit positivem Wert erwartet,
2 – unbekannt,
3 – mit negativem Wert erwartet
Korrektur ausführen А 1 Nach dem Ende der aktuellen Zeichenfolge lautet die UTC-Korrektur:
0 – nicht erwartet,
1 – erwartet
Satellitenzeit .В 16 Tageszeit an Bord in Intervallen von 2 Sekunden (0 bis 43199)
Information 184 Der Inhalt des Informationsfelds wird durch den Zeichenfolgentyp definiert
CRC ЦК 16 Zyklischer Redundanzcode
Gesamt 250

L3OC[edit]

Zeichenfolge in voller Länge für die L3OC-Navigationsnachricht
Feld Größe, Bits Beschreibung
Timecode .В 20 Konstante Bitfolge 0000 0100 1001 0100 1110 (0494Eh)
Zeichenfolgentyp Тип 6 Typ der Navigationsnachricht
Satellitenzeit .В 15 Tageszeit an Bord in Intervallen von 3 Sekunden (0 bis 28799)
Satelliten-ID j 6 Das gleiche wie im L1OC-Signal
Satellitenstaat Гj 1
Datenzuverlässigkeit lj 1
Rückruf der Bodensteuerung П1 4
Orientierungsmodus 222
UTC-Korrektur КР 2
Korrektur ausführen А 1
Information 219 Der Inhalt des Informationsfelds wird durch den Zeichenfolgentyp definiert
CRC ЦК 24 Zyklischer Redundanzcode
Gesamt 300

Gemeinsame Eigenschaften offener CDMA-Signale[edit]

Zeichenfolgentypen für Navigationssignale
Art Inhalt des Informationsfeldes
0 (Reserviert für den Systemgebrauch)
1 Kurze Zeichenfolge für die negative Schaltsekunde
2 Lange Saite für die positive Schaltsekunde
10, 11, 12 Echtzeitinformationen (Ephemeriden und Zeit-Frequenz-Offsets).
Wird als Paket von drei Zeichenfolgen nacheinander übertragen
16 Satellitenorientierungsparameter für das prädiktive Schubmanöver
20 Almanach
25 Erdrotationsparameter, Ionosphärenmodelle und Zeitskalenmodell für den Unterschied zwischen UTC (SU) und TAI
31, 32 Parameter des Langzeitbewegungsmodells
50 Cospas-Sarsat-Servicemeldung – Nur L1OC-Signal
60 Textnachricht
Informationsfeld eines String-Typs 20 (Almanach) für den Orbit-Typ 0.[nb 1]
Feld Größe, Bits Gewicht des niedrigen Bits Beschreibung
Umlaufbahnart ТО 2 1 0 – Kreisbahn mit 19100 km Höhe [nb 2]
Satellitennummer N.S. 6 1 Gesamtzahl der Satelliten, die CDMA-Signale senden (1 bis 63), auf die im Almanach verwiesen wird.
Almanach Alter E.EIN 6 1 Anzahl der vollen Tage seit dem letzten Almanach-Update.
Heutige Tag N.EIN 11 1 Tagesnummer (1 bis 1461) innerhalb eines Vierjahresintervalls ab dem 1. Januar des letzten Schaltjahres [nb 3] nach Moskauer Dekret Zeit.
Signalstatus PCEIN 5 1 Bitfeldcodierungstypen von CDMA-Signalen, die vom Satelliten übertragen werden.
Drei höchste Bits entsprechen den Signalen L1, L2 и L3:
0 – übertragen,
1 – nicht übertragen
Satellitentyp PCEIN 3 1 Satellitenmodell und Satz gesendeter CDMA-Signale:
0 – Glonass-M (L3-Signal),
1 – Glonass-K1 (L3-Signal),
2 – Glonass-K1 (L2- und L3-Signale),
3 – Glonass-K2 (L1-, L2- und L3-Signale)
Zeitkorrektur τEIN 14 2−20 Grobe Korrektur von der Bordzeitskala zur GLONASS-Zeitskala (± 7,8×10−3 с).
Aufstieg λEIN 21 2−20 Länge des ersten Orbitalknotens des Satelliten (± 1 Halbzyklen).
Aufstiegszeit tλEIN 21 2−5 Tageszeit, zu der der Satellit seinen ersten Orbitalknoten überquert (0 bis 44100 s).
Neigung ΔiEIN 15 2−20 Anpassungen der nominalen Neigung (64,8 °) der Satellitenumlaufbahn zum Zeitpunkt des Aufstiegs (± 0,0156 Halbzyklen).
Exzentrizität εEIN 15 2−20 Exzentrizität der Satellitenbahn zum Aufstiegszeitpunkt (0 bis 0,03).
Perigäum ωEIN 16 2−15 Argument zum Perigäum des Satelliten zum Zeitpunkt des Aufstiegs (± 1 Halbzyklen).
Zeitraum ΔTEIN 19 2−9 Anpassungen der nominalen drakonischen Umlaufzeit des Satelliten (40544 s) zum Zeitpunkt des Aufstiegs (± 512 s).
Periodenwechsel ΔṪEIN 7 2−14 Änderungsgeschwindigkeit der drakonischen Umlaufzeit zum Zeitpunkt des Aufstiegs (± 3,9×10−3 s / orbit).
(Reserviert) L1OC: 23 – –
L3OC: 58
  1. ^ Das Navigationsnachrichtenfeld j (Satelliten-ID) verweist auf den Satelliten für den übertragenen Almanach (jEIN)
  2. ^ Der Satz der Almanachparameter hängt vom Orbit-Typ ab. In Zukunft könnten Satelliten mit geosynchronen, mittelerdigen und hochelliptischen Umlaufbahnen eingesetzt werden.
  3. ^ In Abweichung vom Gregorianischen Kalender werden alle Jahre, die genau durch 100 teilbar sind (dh 2100 usw.), als Schaltjahre behandelt

Satelliten[edit]

Hauptauftragnehmer des GLONASS-Programms ist das Informationssatellitensystem Reshetnev der Aktiengesellschaft (ISS Reshetnev, früher NPO-PM genannt). Das in Zheleznogorsk ansässige Unternehmen ist der Designer aller GLONASS-Satelliten in Zusammenarbeit mit dem Institut für Weltraumgerätetechnik (ru: РНИИ КП) und das Russische Institut für Funknavigation und Zeit. Die Serienproduktion der Satelliten erfolgt durch die Firma Production Corporation Polyot in Omsk.

In den drei Jahrzehnten der Entwicklung wurden die Satellitendesigns zahlreichen Verbesserungen unterzogen und können in drei Generationen unterteilt werden: das ursprüngliche GLONASS (seit 1982), GLONASS-M (seit 2003) und GLONASS-K (seit 2011). Jeder GLONASS-Satellit hat die GRAU-Bezeichnung 11F654 und jeder von ihnen hat auch die militärische Bezeichnung “Cosmos-NNNN”.[35]

Erste Generation[edit]

Die wahre erste Generation von GLONASS-Satelliten (auch Uragan genannt) waren alle dreiachsig stabilisierten Fahrzeuge mit einem Gewicht von im Allgemeinen 1.250 kg und einem bescheidenen Antriebssystem, um eine Verlagerung innerhalb der Konstellation zu ermöglichen. Im Laufe der Zeit wurden sie auf Block IIa, IIb und IIv Fahrzeuge aufgerüstet, wobei jeder Block evolutionäre Verbesserungen enthielt.

Sechs Block IIa-Satelliten wurden 1985–1986 mit verbesserten Zeit- und Frequenzstandards gegenüber den Prototypen und erhöhter Frequenzstabilität gestartet. Diese Raumfahrzeuge zeigten auch eine durchschnittliche Betriebslebensdauer von 16 Monaten. Das Raumschiff Block IIb mit einer Lebensdauer von zwei Jahren erschien 1987, von denen insgesamt 12 gestartet wurden, die Hälfte jedoch bei Unfällen mit Trägerraketen verloren ging. Die sechs Raumschiffe, die es in die Umlaufbahn schafften, funktionierten gut und arbeiteten durchschnittlich fast 22 Monate.

Block IIv war der produktivste der ersten Generation. Von 1988 bis 2000 ausschließlich verwendet und bis 2005 weiterhin in den Starts enthalten, wurden insgesamt 56 Satelliten gestartet. Die Lebensdauer des Designs betrug drei Jahre, jedoch übertrafen zahlreiche Raumfahrzeuge dies, wobei ein spätes Modell 68 Monate lang fast doppelt so lang war.[36]

Block-II-Satelliten wurden in der Regel drei Mal gleichzeitig vom Baikonur-Kosmodrom mit Proton-K Blok-DM2- oder Proton-K Briz-M-Boostern gestartet. Die einzige Ausnahme war, als bei zwei Starts ein geodätischer Reflektorsatellit von Etalon durch einen GLONASS-Satelliten ersetzt wurde.

Zweite Generation[edit]

Die zweite Generation von Satelliten, bekannt als Glonass-M, wurde ab 1990 entwickelt und erstmals 2003 gestartet. Diese Satelliten haben eine wesentlich längere Lebensdauer von sieben Jahren und wiegen mit 1.480 kg etwas mehr. Sie haben einen Durchmesser von ungefähr 2,4 m (7 Fuß 10 Zoll) und eine Höhe von 3,7 m (12 Fuß). Die Spannweite der Solaranlage beträgt 7,2 m (24 Fuß), was einer Stromerzeugungskapazität von 1600 Watt beim Start entspricht. Die Achtern-Nutzlaststruktur beherbergt 12 Primärantennen für L-Band-Übertragungen. Laser-Eckwürfelreflektoren werden ebenfalls mitgeführt, um die präzise Bestimmung der Umlaufbahn und die geodätische Forschung zu unterstützen. On-Board-Cäsiumuhren liefern die lokale Taktquelle. Glonass-M umfasst 31 Satelliten im Satellitenindex 21 – 92 und 4 aktive Ersatzsatelliten.

Bis Ende 2013 wurden insgesamt 41 Satelliten der zweiten Generation gestartet. Wie bei der vorherigen Generation wurden die Raumschiffe der zweiten Generation jeweils zu dritt mit Proton-K Blok-DM2- oder Proton-K Briz-M-Boostern gestartet. Einige wurden allein mit Sojus-2-1b / Fregat gestartet

Am 30. Juli 2015 gab ISS Reshetnev bekannt, dass sie das letzte Raumschiff GLONASS-M (Nr. 61) fertiggestellt hat und es zusammen mit acht zuvor gebauten Satelliten auf den Start wartet.[37][38]

Am 22. September 2017 wurde der Satellit GLONASS-M Nr. 52 in Betrieb genommen und die Orbitalgruppierung wurde erneut auf 24 Raumfahrzeuge erhöht.[39]

Dritte Generation[edit]

GLONASS-K ist eine wesentliche Verbesserung gegenüber der Vorgängergeneration: Es ist der erste drucklose GLONASS-Satellit mit einer stark reduzierten Masse (750 kg (1.650 lb) gegenüber 1.450 kg (3.200 lb) GLONASS-M). Es hat eine Lebensdauer von 10 Jahren im Vergleich zur 7-jährigen Lebensdauer des GLONASS-M der zweiten Generation. Es werden mehr Navigationssignale übertragen, um die Genauigkeit des Systems zu verbessern – einschließlich neuer CDMA-Signale in den L3- und L5-Bändern, die eine Modulation ähnlich wie modernisiertes GPS, Galileo und BeiDou verwenden. Glonass-K besteht aus 26 Satelliten mit dem Satellitenindex 65-98, die im russischen Militärraum weit verbreitet sind.[40][41][42] Die fortschrittliche Ausrüstung des neuen Satelliten, die ausschließlich aus russischen Komponenten besteht, wird es ermöglichen, die Genauigkeit von GLONASS zu verdoppeln.[6] Wie bei den vorherigen Satelliten handelt es sich um 3-Achsen-stabilisierte Nadir-Satelliten mit zwei Solar-Arrays.[citation needed] Der erste GLONASS-K-Satellit wurde am 26. Februar 2011 erfolgreich gestartet.[40][43]

Aufgrund ihrer Gewichtsreduzierung kann das GLONASS-K-Raumschiff paarweise vom Startplatz Plesetsk Cosmodrome mit den wesentlich kostengünstigeren Sojus-2.1b-Boostern oder zu sechs gleichzeitig vom Baikonur-Kosmodrom mit Proton-K Briz-M-Start gestartet werden Fahrzeuge.[6][7]

Bodenkontrolle[edit]

Karte mit Bodenkontrollstationen

Das Bodenkontrollsegment von GLONASS befindet sich fast ausschließlich auf dem Gebiet der ehemaligen Sowjetunion, mit Ausnahme einiger in Brasilien.[citation needed]

Das GLONASS-Bodensegment besteht aus:[44]

  • ein Systemkontrollzentrum;
  • fünf Telemetrie-, Verfolgungs- und Kommandozentralen;
  • zwei Laser-Entfernungsstationen;[45] und
  • zehn Überwachungs- und Messstationen.[46]

Empfänger[edit]

Unternehmen, die GNSS-Empfänger herstellen, die GLONASS verwenden:

NPO Progress beschreibt einen Empfänger namens GALS-A1, die GPS- und GLONASS-Empfang kombiniert.

SkyWave Mobile Communications stellt ein Inmarsat-basiertes Satellitenkommunikationsterminal her, das sowohl GLONASS als auch GPS verwendet.[47]

Stand 2011Einige der neuesten Empfänger der Garmin eTrex-Reihe unterstützen auch GLONASS (zusammen mit GPS).[48] Garmin produziert auch einen eigenständigen Bluetooth-Empfänger, den GLO for Aviation, der GPS, WAAS und GLONASS kombiniert.[49]

Verschiedene Smartphones ab 2011 verfügen zusätzlich zu ihren bereits vorhandenen GPS-Empfängern über eine integrierte GLONASS-Funktion, um die Signalerfassungszeiten zu verkürzen, indem das Gerät mehr Satelliten als mit einem einzelnen Netzwerkempfänger aufnehmen kann, einschließlich Geräten von:

Verfügbarkeit[edit]

Stand 31. Mai 2020,[57] das GLONASS Konstellationsstatus ist:[57]

Gesamt 27 SC
Betriebsbereit 24 SC (Glonass-M / K)
Bei der Inbetriebnahme 0 SC
In Wartung 0 SC
Wird vom Satellite Prime Contractor überprüft 0 SC
Ersatzteile 2 SC
In der Flugtestphase 1 SC (Glonass-K)
– –

Das System benötigt 18 Satelliten für kontinuierliche Navigationsdienste, die das gesamte Gebiet der Russischen Föderation abdecken, und 24 Satelliten, um Dienste weltweit bereitzustellen.[58] Das GLONASS-System deckt 100% des weltweiten Territoriums ab.

Am 2. April 2014 trat bei dem System ein technischer Fehler auf, der dazu führte, dass das Navigationssignal für etwa 12 Stunden praktisch nicht verfügbar war.[59]

Am 14. und 15. April 2014 hatten neun GLONASS-Satelliten einen technischen Fehler aufgrund von Softwareproblemen.[60]

Am 19. Februar 2016 war bei drei GLONASS-Satelliten ein technischer Fehler aufgetreten: Die Batterien von GLONASS-738 explodierten, die Batterien von GLONASS-737 waren erschöpft, und bei GLONASS-736 kam es aufgrund menschlicher Fehler beim Manövrieren zu einem Ausfall der Stationierung. GLONASS-737 und GLONASS-736 werden voraussichtlich nach der Wartung wieder betriebsbereit sein. Ein neuer Satellit (GLONASS-751) als Ersatz für GLONASS-738 wird voraussichtlich Anfang März 2016 die Inbetriebnahme abschließen. Die volle Kapazität der Satellitengruppe wird voraussichtlich erreicht Mitte März 2016 restauriert werden.[61]

Nach dem Start von zwei neuen Satelliten und der Wartung von zwei weiteren wurde die volle Kapazität der Satellitengruppe wiederhergestellt.

Richtigkeit[edit]

Die GLONASS-Genauigkeit beträgt bis zu 2,8 Meter im Vergleich zu GPS mit dem L5, dessen Genauigkeit innerhalb von 30 cm liegt.[62][63]

Nach Angaben des russischen Systems zur differenzierten Korrektur und Überwachung ab 2010Die Genauigkeit der GLONASS-Navigationsdefinitionen (für p = 0,95) für Breiten- und Längengrade betrug 4,46 bis 7,38 m (14,6 bis 24,2 ft), wobei die mittlere Anzahl von Navigationsraumfahrzeugen (NSV) 7 bis 8 (je nach Station) betrug. Im Vergleich dazu betrug die zeitliche Genauigkeit der GPS-Navigationsdefinitionen 2,00 bis 8,76 m (6 Fuß 7 Zoll – 28 Fuß 9 Zoll), wobei die mittlere Anzahl von NSV 6 bis 11 (je nach Station) betrug. Das allein verwendete zivile GLONASS ist daher etwas ungenauer als GPS. In hohen Breiten (Nord oder Süd) ist die Genauigkeit von GLONASS aufgrund der Orbitalposition der Satelliten besser als die von GPS.[64]

Einige moderne Empfänger können sowohl GLONASS- als auch GPS-Satelliten zusammen verwenden. Dies bietet eine erheblich verbesserte Abdeckung in städtischen Canyons und eine sehr schnelle Reparaturzeit, da über 50 Satelliten verfügbar sind. In Innen-, Stadt- oder Berggebieten kann die Genauigkeit gegenüber der alleinigen Verwendung von GPS erheblich verbessert werden. Bei gleichzeitiger Verwendung beider Navigationssysteme betrug die Genauigkeit der GLONASS / GPS-Navigationsdefinitionen 2,37 bis 4,65 m (7 Fuß 9 Zoll – 15 Fuß 3 Zoll), wobei die mittlere Anzahl von NSV 14 bis 19 betrug (abhängig von der Station).

Im Mai 2009 erklärte Anatoly Perminov, der damalige Direktor des Roscosmos, dass Maßnahmen ergriffen wurden, um die Konstellation von GLONASS zu erweitern und das Bodensegment zu verbessern, um die Navigationsdefinition von GLONASS bis 2011 auf eine Genauigkeit von 2,8 m (9 ft 2 in) zu erhöhen.[65] Insbesondere das neueste Satellitendesign, GLONASS-K, bietet die Möglichkeit, die Genauigkeit des Systems nach seiner Einführung zu verdoppeln. Das Bodensegment des Systems soll ebenfalls verbessert werden. Anfang 2012 befinden sich in Russland und in der Antarktis an den Stützpunkten Bellingshausen und Novolazarevskaya 16 Positionierungsstationen im Bau. Rund um die südliche Hemisphäre von Brasilien bis Indonesien werden neue Stationen gebaut. Zusammen werden diese Verbesserungen die Genauigkeit von GLONASS voraussichtlich bis 2020 auf 0,6 m oder besser bringen.[66] Der Aufbau einer GLONASS-Empfangsstation auf den Philippinen wird derzeit ebenfalls verhandelt.[67]

Geschichte[edit]

Russische Briefmarke 2016 mit einem GLONASS-Satelliten.

Entstehung und Gestaltung[edit]

Das erste satellitengestützte Funknavigationssystem, das in der Sowjetunion entwickelt wurde, war Tsiklon, das den Zweck hatte, U-Booten mit ballistischen Raketen eine Methode zur genauen Positionierung bereitzustellen. 31 Tsiklon-Satelliten wurden zwischen 1967 und 1978 gestartet. Das Hauptproblem des Systems bestand darin, dass es, obwohl es für stationäre oder sich langsam bewegende Schiffe sehr genau war, mehrere Stunden Beobachtung durch die Empfangsstation erforderte, um eine Position zu bestimmen, was es für viele unbrauchbar machte Navigationszwecke und zur Führung der neuen Generation ballistischer Raketen.[68] In den Jahren 1968–1969 wurde ein neues Navigationssystem konzipiert, das nicht nur die Marine, sondern auch die Luft-, Land- und Raumstreitkräfte unterstützen sollte. Die formalen Anforderungen wurden 1970 erfüllt. 1976 beschloss die Regierung, die Entwicklung des “Unified Space Navigation System GLONASS” zu starten.[69]

Die Aufgabe, GLONASS zu entwerfen, wurde einer Gruppe junger Spezialisten bei NPO PM in der Stadt Krasnojarsk-26 (heute Zheleznogorsk genannt) übertragen. Unter der Leitung von Vladimir Cheremisin entwickelten sie verschiedene Vorschläge, aus denen der Direktor des Instituts, Grigory Chernyavsky, den endgültigen auswählte. Die Arbeiten wurden Ende der 1970er Jahre abgeschlossen; Das System besteht aus 24 Satelliten, die in einer Höhe von 20.000 km in einer mittleren Kreisbahn operieren. Es wäre in der Lage, die Position der Empfangsstation basierend auf Signalen von vier Satelliten sofort zu bestimmen und auch die Geschwindigkeit und Richtung des Objekts anzuzeigen. Die Satelliten würden jeweils zu drei auf der Schwerlast-Protonenrakete gestartet. Aufgrund der großen Anzahl von Satelliten, die für das Programm benötigt wurden, delegierte NPO PM die Herstellung der Satelliten an PO Polyot in Omsk, das über bessere Produktionskapazitäten verfügte.[70][71]

Ursprünglich war GLONASS für eine Genauigkeit von 65 m (213 ft) ausgelegt, in Wirklichkeit hatte es jedoch eine Genauigkeit von 20 m (66 ft) im zivilen Signal und 10 m (33 ft) im militärischen Signal.[8] Die GLONASS-Satelliten der ersten Generation waren 7,8 m (26 ft) hoch, hatten eine Breite von 7,2 m (24 ft), gemessen über ihre Sonnenkollektoren, und eine Masse von 1.260 kg (2.780 lb).[8]

Vollständige Orbital-Konstellation erreichen[edit]

In den frühen 1980er Jahren erhielt NPO PM die ersten Prototypsatelliten von PO Polyot für Bodentests. Viele der produzierten Teile waren von geringer Qualität, und die NPO-PM-Ingenieure mussten erhebliche Umgestaltungen vornehmen, was zu einer Verzögerung führte.[70] Am 12. Oktober 1982 wurden drei Satelliten mit den Bezeichnungen Kosmos-1413, Kosmos-1414 und Kosmos-1415 an Bord einer Proton-Trägerrakete gestartet. Da nur ein GLONASS-Satellit anstelle der erwarteten drei rechtzeitig zum Start bereit war, wurde beschlossen, ihn zusammen mit zwei Modellen zu starten. Die US-Medien berichteten über das Ereignis als Start eines Satelliten und “zwei geheimer Objekte”. Lange Zeit konnten die Vereinigten Staaten die Natur dieser “Objekte” nicht herausfinden. Die Telegraph Agency der Sowjetunion (TASS) berichtete über den Start und beschrieb GLONASS als ein System, das “zur Bestimmung der Positionierung von Flugzeugen der Zivilluftfahrt, Seetransporten und Fischerbooten der Sowjetunion geschaffen wurde”.[70]

Von 1982 bis April 1991 startete die Sowjetunion insgesamt 43 GLONASS-bezogene Satelliten sowie fünf Testsatelliten erfolgreich. Als die Sowjetunion am 25. Dezember 1991 zerfiel, waren zwölf GLONASS-Satelliten in zwei Flugzeugen einsatzbereit. genug, um eine begrenzte Nutzung des Systems zu ermöglichen (um das gesamte Gebiet der Union abzudecken, wären 18 Satelliten erforderlich gewesen). Die Russische Föderation übernahm die Kontrolle über das Sternbild und setzte ihre Entwicklung fort.[71] GLONASS wurde 1993 mit 12 Satelliten in 2 Umlaufbahnen auf einer Höhe von 19.130 km in Betrieb genommen. Das US-amerikanische GPS-System hat ein Jahr später den vollen Betrieb erreicht. Im Dezember 1995 wurde die GLONASS-Konstellation auf 24 Satelliten erhöht. Derzeit befinden sich insgesamt 27 Satelliten im Orbit und alle sind betriebsbereit.

Wirtschaftskrise[edit]

Da die Satelliten der ersten Generation jeweils drei Jahre lang betrieben wurden, wären zwei Starts pro Jahr erforderlich gewesen, um das gesamte Netzwerk von 24 Satelliten aufrechtzuerhalten, um die volle Kapazität des Systems aufrechtzuerhalten. In der finanziell schwierigen Zeit von 1989 bis 1999 wurde die Finanzierung des Weltraumprogramms jedoch um 80% gekürzt, und Russland konnte sich diese Startrate folglich nicht leisten. Nachdem die vollständige Ergänzung im Dezember 1995 erreicht worden war, gab es bis Dezember 1999 keine weiteren Starts. Infolgedessen erreichte die Konstellation 2001 ihren niedrigsten Punkt von nur sechs operativen Satelliten. Als Auftakt zur Entmilitarisierung wurde die Verantwortung für das Programm von übertragen das Verteidigungsministerium der russischen zivilen Raumfahrtbehörde Roscosmos.[8]

Erneute Anstrengungen und Modernisierung[edit]

Präsident Wladimir Putin inspiziert ein GLONASS-Autonavigationsgerät. Als Präsident widmete Putin der Entwicklung von GLONASS besondere Aufmerksamkeit.

In den 2000er Jahren erholte sich die russische Wirtschaft und die Staatsfinanzen verbesserten sich erheblich. Wladimir Putin interessierte sich besonders für GLONASS[8] und die Wiederherstellung des Systems wurde zu einer der obersten Prioritäten der Regierung gemacht.[9] Zu diesem Zweck wurde im August 2001 das Bundeszielprogramm “Globales Navigationssystem” 2002–2011 (Regierungsbeschluss Nr. 587) ins Leben gerufen. Das Programm erhielt ein Budget von 420 Millionen US-Dollar und zielte darauf ab, die vollständige Konstellation bis 2009 wiederherzustellen.[citation needed]

Am 10. Dezember 2003 wurde erstmals das Satellitendesign der zweiten Generation, GLONASS-M, gestartet. Es hatte eine etwas größere Masse als das Basis-GLONASS und lag bei 1.415 kg (3.120 lb), hatte jedoch eine Lebensdauer von sieben Jahren, vier Jahre länger als die Lebensdauer des ursprünglichen GLONASS-Satelliten, was die erforderliche Ersatzrate verringerte. Der neue Satellit hatte auch eine bessere Genauigkeit und Fähigkeit, zwei zusätzliche zivile Signale zu senden.

Im Jahr 2006 ordnete Verteidigungsminister Sergej Iwanow an, eines der Signale (mit einer Genauigkeit von 30 m) zivilen Nutzern zur Verfügung zu stellen. Putin war damit jedoch nicht zufrieden und forderte, dass das gesamte System allen zur Verfügung gestellt werden sollte. Infolgedessen wurden am 18. Mai 2007 alle Beschränkungen aufgehoben.[72][73] Das genaue, früher nur für das Militär bestimmte Signal mit einer Genauigkeit von 10 m (33 ft) ist seitdem für zivile Benutzer frei verfügbar.

In der Mitte des ersten Jahrzehnts des 21. Jahrhunderts boomte die russische Wirtschaft, was zu einer erheblichen Erhöhung des Weltraumbudgets des Landes führte. 2007 wurde die Finanzierung des GLONASS-Programms erheblich aufgestockt; Das Budget wurde mehr als verdoppelt. Während der GLONASS 2006 181 Millionen US-Dollar aus dem Bundeshaushalt erhalten hatte, wurde der Betrag 2007 auf 380 Millionen US-Dollar erhöht.[72]

Am Ende wurden 140,1 Milliarden Rubel (4,7 Milliarden US-Dollar) für das Programm 2001–2011 ausgegeben. Damit ist es das größte Projekt von Roscosmos und verbraucht ein Drittel seines Budgets für 2010 von 84,5 Milliarden Rubel.[74]

Für den Zeitraum von 2012 bis 2020 wurden 320 Milliarden Rubel (10 Milliarden US-Dollar) zur Unterstützung des Systems bereitgestellt.[75]

Wiederherstellung der vollen Kapazität[edit]

Im Juni 2008 bestand das System aus 16 Satelliten, von denen 12 zu diesem Zeitpunkt voll funktionsfähig waren. Zu diesem Zeitpunkt strebte Roscosmos eine vollständige Konstellation von 24 Satelliten im Orbit bis 2010 an, ein Jahr später als zuvor geplant.[76]

Im September 2008 unterzeichnete Ministerpräsident Wladimir Putin ein Dekret, mit dem GLONASS aus dem Bundeshaushalt weitere 67 Milliarden Rubel (2,6 Milliarden US-Dollar) zugewiesen wurden.[77]

Förderung der kommerziellen Nutzung[edit]

Obwohl die GLONASS-Konstellation eine weltweite Abdeckung erreicht hat, hat ihre Kommerzialisierung, insbesondere die Entwicklung des Benutzersegments, im Vergleich zum amerikanischen GPS gefehlt. Zum Beispiel wurde 2007 das erste kommerzielle russische GLONASS-Navigationsgerät für Autos, Glospace SGK-70, eingeführt, das jedoch viel größer und teurer als ähnliche GPS-Empfänger war.[9] Ende 2010 gab es nur eine Handvoll GLONASS-Empfänger auf dem Markt, von denen nur wenige für normale Verbraucher bestimmt waren. Um die Situation zu verbessern, hat die russische Regierung GLONASS aktiv für den zivilen Gebrauch gefördert.[citation needed]

Um die Entwicklung des Benutzersegments zu verbessern, kündigte Sergei Ivanov am 11. August 2010 einen Plan zur Einführung eines Einfuhrzolls von 25% für alle GPS-fähigen Geräte, einschließlich Mobiltelefone, an, sofern diese nicht mit GLONASS kompatibel sind. Die Regierung plante außerdem, ab 2011 alle Autohersteller in Russland zu zwingen, GLONASS zu unterstützen. Dies würde alle Autohersteller betreffen, einschließlich ausländischer Marken wie Ford und Toyota, die in Russland über Montagemöglichkeiten für Autos verfügen.[78]

GPS- und Telefon-Basisband-Chips der großen Anbieter Qualcomm, Exynos und Broadcom[79] Alle unterstützen GLONASS in Kombination mit GPS.

Im April 2011 war das schwedische Unternehmen SWEPOS – ein nationales Netzwerk von Satellitenreferenzstationen, das Positionsdaten in Echtzeit mit Messgenauigkeit liefert – das erste bekannte ausländische Unternehmen, das GLONASS einsetzte.[80]

Auf Smartphones und Tablets wurde 2011 auch die GLONASS-Unterstützung mit Geräten implementiert, die in diesem Jahr von der Xiaomi Tech Company (Xiaomi Phone 2), Sony Ericsson, Samsung (Galaxy Note, Samsung Galaxy Note II, Galaxy SII, Galaxy SIII mini und Google Nexus 10) veröffentlicht wurden Ende 2012), Asus, Apple (iPhone 4S und iPad Mini Ende 2012), HTC und Sony Mobile unterstützen das System und ermöglichen so eine höhere Genauigkeit und Geschwindigkeitssteigerung unter schwierigen Bedingungen.[81][82][83]

Die Konstellation beenden[edit]

Russlands Ziel, die Konstellation 2010 zu beenden, erlitt einen Rückschlag, als ein Start von drei GLONASS-M-Satelliten im Dezember 2010 fehlschlug. Die Proton-M-Rakete selbst lief einwandfrei, aber der Blok D-M3 der oberen Stufe (eine neue Version, die ihren Jungfernflug machen sollte) war aufgrund eines Sensorausfalls mit zu viel Treibstoff beladen. Infolgedessen stürzten die obere Stufe und die drei Satelliten in den Pazifik. Kommersant schätzte, dass der Startfehler bis zu 160 Millionen US-Dollar kostete.[84]Der russische Präsident Dmitri Medwedew ordnete eine vollständige Prüfung des gesamten Programms und eine Untersuchung des Scheiterns an.[85]

Nach dem Missgeschick aktivierte Roscosmos zwei Reservesatelliten und beschloss, den ersten verbesserten GLONASS-K-Satelliten, der im Februar 2011 gestartet werden soll, als Teil der Betriebskonstellation zu verwenden, anstatt hauptsächlich wie ursprünglich geplant zu testen. Dies würde die Gesamtzahl der Satelliten auf 23 erhöhen und eine nahezu vollständige weltweite Abdeckung erreichen.[86] Der GLONASS-K2 sollte ursprünglich bis 2013 auf den Markt kommen, bis 2012 sollte er jedoch erst 2015 auf den Markt kommen.[87]

Im Jahr 2010 befahl Präsident Dmitri Medwedew der Regierung, ein neues Bundesprogramm für GLONASS vorzubereiten, das die Jahre 2012–2020 abdeckt. Das ursprüngliche Programm von 2001 sollte 2011 enden.[84]

Am 22. Juni 2011 gab Roscosmos bekannt, dass die Agentur eine Finanzierung von 402 Milliarden Rubel (14,35 Milliarden US-Dollar) für das Programm anstrebt. Die Mittel würden für die Aufrechterhaltung der Satellitenkonstellation, für die Entwicklung und Pflege von Navigationskarten sowie für das Sponsoring zusätzlicher Technologien ausgegeben, um GLONASS für Benutzer attraktiver zu machen.[88] Am 2. Oktober 2011 wurde der 24. Satellit des Systems, ein GLONASS-M, erfolgreich vom Kosmodrom Plesetsk aus gestartet und ist nun in Betrieb.[89] Damit wurde die GLONASS-Konstellation zum ersten Mal seit 1995 vollständig wiederhergestellt.[90] Am 5. November 2011 brachte der Proton-M-Booster drei GLONASS-M-Einheiten erfolgreich in die endgültige Umlaufbahn.[91] Am 28. November 2011 platzierte eine Sojus-Trägerrakete, die vom Kosmodrom Plesetsk aus gestartet wurde, einen einzelnen GLONASS-M-Satelliten in die Umlaufbahn von Flugzeug 3.

Am 26. April 2013 wurde ein einzelner GLONASS-M-Satellit von einer Sojus-Rakete aus dem Kosmodrom Plesetsk in die Umlaufbahn gebracht, wodurch die Konstellation auf 24 betriebsbereite Satelliten wiederhergestellt wurde. Dies ist das Minimum für eine globale Abdeckung.[92] Am 2. Juli 2013 stürzte eine Proton-M-Rakete mit 3 GLONASS-M-Satelliten beim Start vom Kosmodrom Baikonur ab. Es bog kurz nach dem Verlassen des Pads vom Kurs ab und stürzte zuerst in die Bodennase. Die Rakete setzte zum ersten Mal seit dem Start im Dezember 2010, als das Fahrzeug ebenfalls ausgefallen war, einen DM-03-Booster ein, was zu einem Verlust von weiteren 3 Satelliten führte.[93]

Während das System 2014 aus technischer Sicht fertiggestellt wurde, wurde die operative Seite vom Verteidigungsministerium noch nicht geschlossen, und sein formeller Status befand sich noch in der “Entwicklung”.[59]

Am 7. Dezember 2015 wurde das System offiziell fertiggestellt.[94]

Siehe auch[edit]

  1. ^ Umlaufzeiten und Geschwindigkeiten werden unter Verwendung der Relationen 4π berechnet2R.3 = T.2GM und V.2R. = GM, wo R.Umlaufradius in Metern; T.Umlaufzeit in Sekunden; V.Umlaufgeschwindigkeit in m / s; GGravitationskonstante, ungefähr 6.673×10−11 Nm2/kg2;; M.Masse der Erde, ungefähr 5.98×1024 kg.
  2. ^ Ungefähr 8,6-mal (in Radius und Länge), wenn der Mond am nächsten ist (363104 km ÷ 42164 km) bis 9,6 mal, wenn der Mond am weitesten ist (405696 km ÷ 42164 km).

Verweise[edit]

  1. ^ Angrisano, A.; Petovello, M.; Pugliano, G. (2012). “Vorteile von kombiniertem GPS / GLONASS mit kostengünstigen MEMS-IMUs für die städtische Fahrzeugnavigation”. Sensoren. 12 (4): 5134–5158. doi:10.3390 / s120405134. PMC 3355462. PMID 22666079.
  2. ^ “GLONASS kommt GPS erheblich zugute”. 15. September 2010.
  3. ^ “Entwicklertools – Sony Developer World”. sonymobile.com.
  4. ^ “GPS, GLONASS und mehr” (PDF). Universität von New Brunswick. Abbildung 2 zeigt die prozentuale PDOP-Verbesserung beim Vergleich der Nur-GPS-Werte mit den GPS-plus-GLONASS-PDOP-Werten. In hohen Breiten, dh über 55 °, liegt die Verbesserung bei 30%.
  5. ^ Pietrobon, Steven (18. Juni 2018). “Russisches Startmanifest”. Abgerufen 2. August 2018.
  6. ^ ein b c d Afanasyev, Igor; Dmitri Vorontsov (26. November 2010). “Glonass kurz vor dem Abschluss”. Russland & GUS-Beobachter. Archiviert von das Original am 30. November 2010.
  7. ^ ein b c “Das globale Navigationssystem GLONASS: Entwicklung und Nutzung im 21. Jahrhundert”. 34. Jahrestagung zur genauen Zeit und zum Zeitintervall (PTTI). 2002.
  8. ^ ein b c d e Harvey, Brian (2007). “Militärprogramme”. Die Wiedergeburt des russischen Weltraumprogramms (1. Aufl.). Deutschland: Springer. ISBN 978-0-387-71354-0.
  9. ^ ein b c Moskvitch, Katia (2. April 2010). “Glonass: Ist das russische Navigationssystem erwachsen geworden?”. BBC News.
  10. ^ GLONASS Senderspezifikationen
  11. ^ “Ein Rückblick auf GLONASS” Miller, 2000
  12. ^ In GLONASS verwendete nationale Referenzsysteme der Russischen Föderation. V. Vdovin und M. Vinogradova (TSNIImash), 8. ICG-Sitzung, Dubai, November 2013
  13. ^ “Der Übergang zur Verwendung des terrestrischen geozentrischen Koordinatensystems” Parametry Zemli 1990 “(PZ-90.11) beim Betrieb des GLObal NAvigation Satellite Systems (GLONASS) wurde implementiert.”. glonass-iac.ru. Abgerufen 2. September 2015.
  14. ^ “Russland genehmigt CDMA-Signale für GLONASS und diskutiert gemeinsames Signaldesign”. Innerhalb von GNSS. Archiviert von das Original am 13. März 2018. Abgerufen 30. Dezember 2010.
  15. ^ GLONASS Status und Fortschritt Archiviert 14. Juni 2011 auf der Wayback-Maschine, SGRevnivykh, 47. CGSIC-Treffen, 2007. “L1CR und L5R CDMA interoperabel mit GPS und Galileo”
  16. ^ ein b c GLONASS Status und Entwicklung, G.Stupak, 5. ICG-Sitzung
  17. ^ Russlands erster GLONASS-K im Orbit, CDMA-Signale kommen Archiviert 7. März 2011 an der Wayback-Maschine Innerhalb von GNSS (2011-02-26) Abgerufen am 6. Oktober 2011
  18. ^ GLONASS Status und Modernisierung Ekaterina Oleynik, Sergey Revnivykh, 51. CGSIG-Sitzung, September 2011
  19. ^ GLONASS Status und Modernisierung Sergey Revnivykh, 6. ICG-Sitzung, September 2011
  20. ^ ein b GLONASS Status und Modernisierung, Sergey Revnivykh, 7. ICG-Treffen, November 2012
  21. ^ GLONASS Regierungspolitik, Status und Modernisierungspläne, Tatiana Mirgorodskaya, IGNSS-2013, 16. Juli 2013
  22. ^ ein b GLONASS Programm Update, Ivan Revnivykh, Roscosmos, 11. ICG-Treffen, November 2016
  23. ^ Russische Raumfahrtsysteme JSC – GLONASS Interface Control Documents (auf Russisch)
  24. ^ “GLONASS Modernisierung”. GPS-Welt. 2. November 2011. Archiviert von das Original am 17. November 2015. Abgerufen 2. September 2015.
  25. ^ “Daten” (PDF). insidegnss.com. 2011.
  26. ^ GLONASS Modernisierung, Juri Urlichich, Valery Subbotin, Grigory Stupak, Vyacheslav Dvorkin, Alexander Povalyaev, Sergey Karutin und Rudolf Bakitko, Russische Raumfahrtsysteme, GPS World, November 2011
  27. ^ ein b GLONASS: Strategien für die Zukunft entwickeln, Juri Urlichich, Valeriy Subbotin, Grigory Stupak, Vyacheslav Dvorkin, Alexander Povalyaev und Sergey Karutin. GPS World, November 2011
  28. ^ Neue Struktur für GLONASS Nav Message Archiviert 12. Dezember 2013 an der Wayback-Maschine, Alexander Povalyaev, GPS World, 2. November 2013
  29. ^ Testoyedov, Nikolay (18. Mai 2015). “Raumfahrt in Russland: Entwicklungsgeschichte” (PDF). Abgerufen 21. September 2016.
  30. ^ “Russland setzt 8 CDMA-Signale auf 4 GLONASS-Frequenzen”. Innerhalb von GNSS. 17. März 2010. Archiviert von das Original am 5. Dezember 2010. Abgerufen 30. Dezember 2010.
  31. ^ “GLONASS Update befasst sich mit Konstellationsdetails”. GPS-Welt. Archiviert von das Original am 1. Januar 2011. Abgerufen 30. Dezember 2010.
  32. ^ “GLONASS-Modernisierung: Vielleicht sechs Flugzeuge, wahrscheinlich mehr Satelliten”. GPS-Welt. 10. Januar 2012. Archiviert von das Original am 2. November 2018. Abgerufen 24. Dezember 2018.
  33. ^ DEZA-Status und Pläne, Grigory Stupak, 7. ICG-Treffen, November 2012
  34. ^ ein b “Richtungen 2019: Hochbahn-GLONASS- und CDMA-Signal”. 12. Dezember 2018. Archiviert von das Original am 22. Dezember 2018. Abgerufen 22. Dezember 2018.
  35. ^ Uragan, Russisches Weltraumnetz
  36. ^ GLONASS # 787, 68,7 Betriebsmonate; wie von RSA “GLONASS Constellation Status” am 6. April 2007 gemeldet
  37. ^ “Glonass-M – ein Kapitel in der Geschichte der Satellitennavigation”. JSC-Informationssatellitensysteme. 30. Juli 2015. Abgerufen 13. August 2015.
  38. ^ “Russland stellt die Herstellung von Glonass-M-Navigationssatelliten ein”. ITAR-TASS. 30. Juli 2015. Abgerufen 20. August 2015.
  39. ^ “Russland erhöht die GLONASS-Orbitalgruppierung auf 24 Satelliten”. Geospatial World. 23. Oktober 2017. Abgerufen 23. Oktober 2017.
  40. ^ ein b “Glonass-K: ein zukünftiger Satellit des GLONASS-Systems” (PDF). Reshetnev Informationssatellitensysteme. 2007. Archiviert von das Original (PDF) am 13. Juli 2011.
  41. ^ “Russland startet am 24. Februar den Satelliten Glonass”. RIA Novosti. 9. Februar 2011.
  42. ^ Langley, Richard (2010). “GLONASS Vorhersage hell und reichlich”. GPS-Welt. Archiviert von das Original am 11. Juli 2012.
  43. ^ “Russland startet Satellit für globales Navigationssystem”. BBC News. 26. Februar 2011.
  44. ^ “GLONASS Ground Segment”. navipedia.net.
  45. ^ “Russisches Laser Tracking Network” (PDF).
  46. ^ Aktuelle und geplante globale und regionale Navigationssatellitensysteme und satellitengestützte Erweiterungssysteme
  47. ^ “GLONASS zu SkyWave-Terminals hinzugefügt”, Digital Ship, 4. Dezember 2009, Thedigitalship.com Archiviert 16. Juli 2011 an der Wayback-Maschine
  48. ^ [Garmin eTrex 20 https://buy.garmin.com/shop/shop.do?cID=145&pID=87771#overviewTab]
  49. ^ GLO für die Luftfahrt | Garmin, buy.garmin.com, Abgerufen am 2. August 2013
  50. ^ “Sony Xperia ™ -Unterstützung (Englisch)” (PDF). sonyericsson.com. Abgerufen 2. September 2015.[permanent dead link]
  51. ^ “Sony Ericsson и Huawei готовят смартфоны с ГЛОНАСС”. CNews.ru. Archiviert von das Original am 23. Juli 2015. Abgerufen 2. September 2015.
  52. ^ “Samsung Galaxy Note”. samsung.com. Abgerufen 2. September 2015.
  53. ^ Windows Phone 8X von HTC Übersicht – HTC Smartphones, htc.com, Abgerufen am 2. August 2013
  54. ^ Google Drive Viewer, docs.google.com, Abgerufen am 2. August 2013
  55. ^ “Der offizielle Motorola Blog”. motorola.com. Abgerufen 2. September 2015.
  56. ^ “GLONASS wird von Nokia unterstützt und will es mit COMPASS aufnehmen”. Reuters. 9. August 2011. Abgerufen 2. September 2015.
  57. ^ ein b “Sternbildstatus”. glonass-iac.ru. Abgerufen 16. Februar 2018.
  58. ^ Russland stellt mit 39 Weltraumstarts im Jahr 2009 einen Weltrekord auf, RIA Novosti, abgerufen am 29. Dezember 2008
  59. ^ ein b “Роскосмос ищет причины сбоя ГЛОНАСС”. Izvestia. 2014.
  60. ^ “Система ГЛОНАСС вышла из строя второй раз за месяц”. 2014.
  61. ^ “Роскосмос обещает восстановить ГЛОНАСС к середине марта”. 18. Februar 2016.
  62. ^ “GPS wird nächstes Jahr bei einigen Handys innerhalb eines Fußes genau sein”. Der Rand. Archiviert vom Original am 18. Januar 2018. Abgerufen 17. Januar 2018.
  63. ^ “Supergenaue GPS-Chips kommen 2018 auf Smartphones”. IEEE-Spektrum: Technologie-, Ingenieur- und Wissenschaftsnachrichten. 21. September 2017. Archiviert vom Original am 18. Januar 2018. Abgerufen 17. Januar 2018.
  64. ^ “Erste ausländische Firma umarmt Glonass”. Die Moscow Times. 11. April 2011.
  65. ^ “Роскосмос обещает повысить точность работы ГЛОНАСС с 10 до 5,5 метров”. РИА Новости. Abgerufen 2. September 2015.
  66. ^ Kramnik, Ilya (16. Februar 2012). “GLONASS-Vorteile sind die zusätzlichen Kosten wert”. Russland jenseits der Schlagzeilen.
  67. ^ “DOST schließt Absichtserklärung mit der russischen Weltraumbehörde ab”. Außenministerium (Philippinen). 7. September 2018. Abgerufen 24. September 2018.
  68. ^ “Tsiklon”. Enzyklopädie Astronautica. Archiviert von das Original am 28. Juni 2011.
  69. ^ “Glonass”. Enzyklopädie Astronautica. Archiviert von das Original am 29. November 2010.
  70. ^ ein b c “Start von GLONASS” (PDF). ISS Reshetnev. 2007. Archiviert von das Original (PDF) am 13. Juli 2011.
  71. ^ ein b “Satellitennavigation des 21. Jahrhunderts” (PDF). ISS Reshetnev. 2009. Archiviert von das Original (PDF) am 21. November 2010.
  72. ^ ein b “Putin macht das Glonass-Navigationssystem für Kunden kostenlos”. RIA Novosti. 18. Mai 2007.
  73. ^ “Russland hebt die Glonass-Beschränkungen für den genauen zivilen Gebrauch auf”. RIA Novosti. 13. November 2006.
  74. ^ GLONASS trifft einen Haken, Russland jenseits der Schlagzeilen, 7. Dezember 2010, Abgerufen am 6. Oktober 2011
  75. ^ “Работа в интересах развития ГЛОНАСС” [Work for the development of GLONASS] (PDF) (Nr. 30 (318)). Сибирский спутник [Siberian Satellite]. 14. September 2012. p. 3. Archiviert von das Original (PDF) am 21. Oktober 2012. Abgerufen 12. Mai 2013.
  76. ^ “Russlands Glonass-Satellitensystem soll 2010 voll funktionsfähig sein”. RIA Novosti. 7. Juni 2008.
  77. ^ “Putin bestellt zusätzliche 2,6 Milliarden US-Dollar für die Entwicklung von Glonass”. RIA Novosti. 12. September 2008.
  78. ^ Сотовые и навигаторы без ГЛОНАСС обложат пошлиной в 25% [Non-GLONASS-capable mobiles and satnavs will incur 25% duty] (auf Russisch). RBC-Informationssysteme. 27. Oktober 2010. Archiviert von das Original am 28. Oktober 2010. Abgerufen 27. Oktober 2010.
  79. ^ Broadcom erweitert seinen A-GPS-Datendienst und sein GPS LTO-Produkt / Service mit GLONASS Satellite Support Archiviert 3. September 2012 bei Archive.today, broadcom.com, 9. Februar 2011, Abgerufen am 6. Oktober 2011
  80. ^ “Schwedische Firma nutzt russisches Navi”. Reuters. 11. April 2011. Archiviert von das Original am 2. Januar 2012.
  81. ^ GLONASS-Unterstützung in unseren neuesten Xperia ™ -Telefonen – Developer World Archiviert 24. Januar 2012 auf der Wayback-Maschine, developer.sonyericsson.com, abgerufen am 2. August 2013.
  82. ^ Samsung Galaxy Note, samsung.com, Abgerufen am 2. August 2013
  83. ^ iPhone 5 – Alle technischen Daten anzeigen, apple.com, Abgerufen am 2. August 2013
  84. ^ ein b “GLONASS trifft einen Haken”. Kommersant. 7. Dezember 2010.
  85. ^ Weir, Fred (6. Dezember 2010). “Russlands 2-Milliarden-US-Dollar-Projekt gegen Amerikas GPS erleidet einen Rückschlag”. Christian Science Monitor.
  86. ^ Perminov, Anatoly (7. Dezember 2010). “Interview von Anatoly Perminov mit der Izvestia-Zeitung” (auf Russisch). Roscosmos.
  87. ^ “GLONASS Netzwerk”. 11. Juli 2013. Archiviert von das Original am 3. März 2016. Abgerufen 24. Oktober 2013.
  88. ^ “Glonass bittet um 14,35 Milliarden US-Dollar”. Die Moscow Times. 22. Juni 2011.
  89. ^ GLONASS wird endlich global NTV, 3. Oktober 2011, (auf Russisch)
  90. ^ Russland stellt seine GLONASS-Orbitalgruppe wieder her – offiziell, Die Stimme Russlands, 3. Oktober 2011, (auf Russisch)
  91. ^ “TASS: Archiv – 3 GLONASS-Satelliten im Endorbit”. TASS. Abgerufen 2. September 2015.
  92. ^ “Der dritte Sojus-Start in einer Woche stärkt das Glonass-System”. 26. April 2013. Abgerufen 2. Juli 2013.
  93. ^ “Russlands Proton stürzt mit drei Navigationssatelliten ab”. 2. Juli 2013. Archiviert von das Original am 12. August 2015. Abgerufen 2. Juli 2013.
  94. ^ “Разработчики объявили о завершении создания ГЛОНАСС”.

Standards[edit]

Literaturverzeichnis[edit]

Externe Links[edit]


after-content-x4