Вы можете помочь расширить эту статью, переведя текст из соответствующей статьи на русском языке . (Октябрь 2023 г.) Нажмите [показать] для получения важных инструкций по переводу.
|
Страна/страны происхождения | Советский Союз (ныне Россия ) |
---|---|
Оператор(ы) | Роскосмос ( Россия ) |
Тип | Военные, гражданские |
Статус | Оперативный |
Покрытие | Глобальный |
Точность | 2,8–7,38 метра |
Размер созвездия | |
Номинальные спутники | 24 |
Текущие используемые спутники | 26 |
Первый запуск | 12 октября 1982 г ( 1982-10-12 ) |
Последний запуск | 7 августа 2023 г. |
Орбитальные характеристики | |
Режим(ы) | 3 × среднеорбитальных самолета |
Высота орбиты | 19 130 км |
Период обращения | 8 ⁄ 17 сд , 11 часов 16 минут |
Период повторного посещения | 8 звездных дней |
Веб-сайт | glonass-iac.ru/en |
ГЛОНАСС ( ГЛОНАСС , IPA: [ɡɫɐˈnas] ; русский: Глобальная навигационная спутниковая система , латинизированная : Глобальная навигационная спутниковая система , букв. «Глобальная навигационная спутниковая система») — российская спутниковая навигационная система, работающая в составе радионавигационной спутниковой службы. . Она представляет собой альтернативу глобальной системе позиционирования (GPS) и является второй действующей навигационной системой с глобальным покрытием и сопоставимой точностью.
Устройства спутниковой навигации, поддерживающие как GPS, так и ГЛОНАСС, имеют больше доступных спутников, что означает, что местоположение может быть определено быстрее и точнее, особенно в застроенных районах, где здания могут загораживать обзор для некоторых спутников. [1] [2] [3] Благодаря более высокому наклонению орбиты , дополнение ГЛОНАСС к системам GPS также улучшает позиционирование в высоких широтах (вблизи полюсов). [4]
Разработка ГЛОНАСС началась в Советском Союзе в 1976 году. Начиная с 12 октября 1982 года, многочисленные запуски ракет добавляли спутники к системе до завершения созвездия в 1995 году. В 2001 году, после снижения пропускной способности в конце 1990-х годов, восстановление системы стало государственным приоритетом, и финансирование существенно увеличилось. ГЛОНАСС является самой дорогой программой Роскосмоса , потребляя треть его бюджета в 2010 году.
К 2010 году ГЛОНАСС достигла полного покрытия территории России . В октябре 2011 года была восстановлена полная орбитальная группировка из 24 спутников, что позволило обеспечить полное глобальное покрытие. Конструкции спутников ГЛОНАСС претерпели несколько модернизаций, последняя версия, ГЛОНАСС-К2 , была запущена в 2023 году. [5]
ГЛОНАСС — это глобальная навигационная спутниковая система, обеспечивающая определение местоположения и скорости в реальном времени для военных и гражданских пользователей. Спутники расположены на средней круговой орбите на высоте 19 100 км (11 900 миль) с наклоном 64,8° и орбитальным периодом 11 часов и 16 минут (каждые 17 оборотов, совершаемых за 8 звездных суток, спутник проходит над одним и тем же местом [6] ). [7] [8] Орбита ГЛОНАСС делает ее особенно подходящей для использования в высоких широтах (северных или южных), где получение сигнала GPS может быть проблематичным. [9] [10]
Созвездие работает в трех орбитальных плоскостях, с восемью равномерно распределенными спутниками на каждой. [8] Полностью работоспособное созвездие с глобальным покрытием состоит из 24 спутников, в то время как для покрытия территории России необходимо 18 спутников. Для определения местоположения приемник должен находиться в зоне действия как минимум четырех спутников. [7]
Спутники ГЛОНАСС передают два типа сигналов: открытый сигнал стандартной точности L1OF/L2OF и завуалированный сигнал высокой точности L1SF/L2SF.
Сигналы используют аналогичное кодирование DSSS и модуляцию двоичной фазовой манипуляции (BPSK), как и в сигналах GPS. Все спутники ГЛОНАСС передают тот же код, что и их сигнал стандартной точности; однако каждый передает на другой частоте, используя 15-канальный метод множественного доступа с частотным разделением (FDMA), охватывающий обе стороны от 1602,0 МГц , известный как диапазон L1. Центральная частота составляет 1602 МГц + n × 0,5625 МГц, где n — номер частотного канала спутника ( n = −6,...,0,...,6, ранее n = 0,...,13). Сигналы передаются в конусе 38°, используя правую круговую поляризацию , при EIRP от 25 до 27 дБВт (от 316 до 500 Вт). Обратите внимание, что созвездие из 24 спутников оснащено всего 15 каналами, поскольку для поддержки пар спутников , расположенных с противоположной стороны планеты на орбите, используются идентичные частотные каналы, поскольку эти спутники никогда не находятся в поле зрения наземного пользователя одновременно.
Сигналы диапазона L2 используют тот же FDMA, что и сигналы диапазона L1, но передают в диапазоне 1246 МГц с центральной частотой 1246 МГц + n × 0,4375 МГц, где n охватывает тот же диапазон, что и для L1. [11] В оригинальной конструкции ГЛОНАСС в диапазоне L2 транслировался только запутанный высокоточный сигнал, но, начиная с ГЛОНАСС-М, дополнительный гражданский опорный сигнал L2OF транслируется с идентичным кодом стандартной точности для сигнала L1OF.
Открытый сигнал стандартной точности генерируется с помощью сложения по модулю 2 (XOR) псевдослучайного кода дальности 511 кбит/с, навигационного сообщения 50 бит/с и вспомогательной меандровой последовательности 100 Гц ( манчестерский код ), все это генерируется с использованием одного генератора времени/частоты. Псевдослучайный код генерируется с помощью 9-ступенчатого регистра сдвига, работающего с периодом 1 миллисекунда .
Навигационное сообщение модулируется со скоростью 50 бит в секунду. Суперкадр открытого сигнала имеет длину 7500 бит и состоит из 5 кадров по 30 секунд, что занимает 150 секунд (2,5 минуты) для передачи непрерывного сообщения. Каждый кадр имеет длину 1500 бит и состоит из 15 строк по 100 бит (2 секунды на каждую строку), с 85 битами (1,7 секунды) для битов данных и контрольной суммы и 15 битами (0,3 секунды) для временной метки. Строки 1-4 предоставляют немедленные данные для передающего спутника и повторяются в каждом кадре; данные включают эфемериды , смещения часов и частоты, а также статус спутника. Строки 5-15 предоставляют ненемедленные данные (т. е. альманах ) для каждого спутника в созвездии, при этом кадры I-IV каждый описывает пять спутников, а кадр V описывает оставшиеся четыре спутника.
Эфемериды обновляются каждые 30 минут с использованием данных сегмента Ground Control; они используют декартовы координаты Earth Centred Earth Fixed (ECEF) для определения положения и скорости и включают параметры лунно-солнечного ускорения. Альманах использует модифицированные орбитальные элементы (кеплеровские элементы) и обновляется ежедневно.
Более точный высокоточный сигнал доступен для авторизованных пользователей, таких как российские военные, но в отличие от кода США P(Y), который модулируется шифрующим кодом W, коды ограниченного использования ГЛОНАСС транслируются в открытом виде, используя только безопасность через неизвестность . Подробности высокоточного сигнала не раскрываются. Модуляция (и, следовательно, стратегия отслеживания) битов данных в коде L2SF недавно изменилась с немодулированной на пакетную передачу 250 бит/с со случайными интервалами. Код L1SF модулируется навигационными данными со скоростью 50 бит/с без кода манчестерского меандра .
Высокоточный сигнал транслируется в фазовой квадратуре с сигналом стандартной точности, эффективно разделяя ту же несущую волну, но с полосой пропускания в десять раз большей, чем у открытого сигнала. Формат сообщения высокоточного сигнала остается неопубликованным, хотя попытки обратного проектирования показывают, что суперкадр состоит из 72 кадров, каждый из которых содержит 5 строк по 100 бит и требует 10 секунд для передачи, с общей длиной 36 000 бит или 720 секунд (12 минут) для всего навигационного сообщения. Дополнительные данные, по-видимому, распределены по критическим параметрам ускорения Lunisolar и условиям коррекции часов.
При максимальной эффективности сигнал стандартной точности обеспечивает точность горизонтального позиционирования в пределах 5–10 метров, вертикального позиционирования в пределах 15 м (49 футов), измерение вектора скорости в пределах 100 мм/с (3,9 дюйма/с) и синхронизацию в пределах 200 наносекунд , все это основано на измерениях с четырех спутников первого поколения одновременно; [12] более новые спутники, такие как ГЛОНАСС-М, улучшают этот показатель.
ГЛОНАСС использует систему координат под названием « PZ-90 » (Параметры Земли 1990 – Параметры Земли 1990), в которой точное местоположение Северного полюса дается как среднее значение его положения с 1990 по 1995 год. Это контрастирует с системой координат GPS, WGS 84 , которая использует местоположение Северного полюса в 1984 году. По состоянию на 17 сентября 2007 года система координат PZ-90 была обновлена до версии PZ-90.02, которая отличается от WGS 84 менее чем на 400 мм (16 дюймов) в любом заданном направлении. С 31 декабря 2013 года транслируется версия PZ-90.11, которая согласована с Международной земной системой отсчета и рамкой 2008 на эпоху 2011.0 на сантиметровом уровне, но в идеале следует выполнить преобразование в ITRF2008. [13] [14]
С 2008 года исследуются новые сигналы CDMA для использования с ГЛОНАСС. [15] [16] [17] [18] [19] [20] [21] [22] [23]
Интерфейсные контрольные документы для сигналов ГЛОНАСС CDMA были опубликованы в августе 2016 года. [24]
По словам разработчиков ГЛОНАСС, будет три открытых и два ограниченных сигнала CDMA. Открытый сигнал L3OC центрирован на 1202,025 МГц и использует модуляцию BPSK(10) как для каналов данных, так и для пилотных каналов; дальномерный код передает 10,23 миллиона чипов в секунду, модулируется на несущей частоте с помощью QPSK с синфазными данными и квадратурным пилотом. Данные кодируются с ошибками 5-битным кодом Баркера , а пилотный сигнал — 10-битным кодом Неймана-Хоффмана. [25] [26]
Открытые сигналы L1OC и ограниченные сигналы L1SC центрированы на частоте 1600,995 МГц, а открытые сигналы L2OC и ограниченные сигналы L2SC центрированы на частоте 1248,06 МГц, перекрываясь с сигналами FDMA ГЛОНАСС. Открытые сигналы L1OC и L2OC используют мультиплексирование с временным разделением для передачи пилотных сигналов и сигналов данных с модуляцией BPSK(1) для данных и модуляцией BOC(1,1) для пилотных сигналов; широкополосные ограниченные сигналы L1SC и L2SC используют модуляцию BOC (5, 2.5) как для данных, так и для пилотных сигналов, передаваемых в квадратурной фазе к открытым сигналам; это отдаляет пиковую мощность сигнала от центральной частоты узкополосных открытых сигналов. [21] [27]
Двоичная фазовая манипуляция (BPSK) используется стандартными сигналами GPS и ГЛОНАСС. Двоичная смещенная несущая (BOC) — это модуляция, используемая Galileo , модернизированным GPS и BeiDou-2 .
Навигационное сообщение сигналов CDMA передается в виде последовательности текстовых строк. Сообщение имеет переменный размер — каждый псевдокадр обычно включает шесть строк и содержит эфемериды для текущего спутника (типы строк 10, 11 и 12 в последовательности) и часть альманаха для трех спутников (три строки типа 20). Для передачи полного альманаха для всех текущих 24 спутников требуется суперкадр из 8 псевдокадров. В будущем суперкадр будет расширен до 10 псевдокадров данных для покрытия полных 30 спутников. [28]
Сообщение также может содержать параметры вращения Земли , модели ионосферы , долгосрочные параметры орбиты для спутников ГЛОНАСС и сообщения КОСПАС-САРСАТ . Системный маркер времени передается с каждой строкой; коррекция секунды високосного времени UTC достигается путем укорачивания или удлинения (дополнения нулями) последней строки дня на одну секунду, при этом ненормальные строки отбрасываются приемником. [28]
Строки имеют тег версии для обеспечения прямой совместимости : будущие обновления формата сообщений не нарушат работу старого оборудования, которое продолжит работать, игнорируя новые данные (пока созвездие все еще передает старые типы строк), но современное оборудование сможет использовать дополнительную информацию с более новых спутников. [29]
Навигационное сообщение сигнала L3OC передается со скоростью 100 бит/с, при этом каждая строка символов занимает 3 секунды (300 бит). Псевдокадр из 6 строк занимает 18 секунд (1800 бит) для передачи. Суперкадр из 8 псевдокадров имеет длину 14 400 бит и занимает 144 секунды (2 минуты 24 секунды) для передачи полного альманаха.
Навигационное сообщение сигнала L1OC передается со скоростью 100 бит/с. Длина строки составляет 250 бит, а ее передача занимает 2,5 секунды. Псевдокадр имеет длину 1500 бит (15 секунд), а суперкадр — 12 000 бит или 120 секунд (2 минуты).
Сигнал L2OC не передает никаких навигационных сообщений, только псевдодальностные коды:
Спутниковая серия | Запуски | Текущий статус | Ошибка часов | FDMA-сигналы | CDMA-сигналы | Совместимость сигналов CDMA | |||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
1602 + n×0,5625 МГц | 1246 + n×0,4375 МГц | 1600,995 МГц | 1248,06 МГц | 1202.025 МГц | 1575,42 МГц | 1207.14 МГц | 1176,45 МГц | ||||
ГЛОНАСС | 1982–2005 | Выведен из эксплуатации | 5 × 10 −13 | Л1ОФ, Л1СФ | L2SF | ||||||
ГЛОНАСС-М | 2003–2022 | В эксплуатации | 1 × 10 −13 | Л1ОФ, Л1СФ | Л2ОФ, Л2СФ | - | - | L3OC ‡ | |||
ГЛОНАСС-К | 2011– | В эксплуатации | 5 × 10−14 ... 1 × 10−13 | Л1ОФ, Л1СФ | Л2ОФ, Л2СФ | - | - | L3OC | |||
ГЛОНАСС-К2 | 2023– | Тестирование | 5 × 10−15 ...5 × 10 −14 | Л1ОФ, Л1СФ | Л2ОФ, Л2СФ | Л1ОК, Л1СК | L2OC, L2SC | L3OC | |||
ГЛОНАСС-В | 2025– | Фаза проектирования | - | - | Л1ОК, Л1СК | L2OC, L2SC | L3OC, L3SVI | ||||
ГЛОНАСС-КМ | 2030– | Фаза исследования | Л1ОФ, Л1СФ | Л2ОФ, Л2СФ | Л1ОК, Л1СК | L2OC, L2SC | L3OC, L3SVI | L1OCM | L3OCM | L5OCM | |
"O": открытый сигнал (стандартная точность), "S": запутанный сигнал (высокая точность); "F": FDMA , "С": CDMA ; n=−7,−6,−5,...,6 ‡ Космические аппараты Глонасс-М, выпускаемые с 2014 года, включают сигнал L3OC |
Тестовый спутник Глонасс-К1 , запущенный в 2011 году, передал сигнал L3OC. Спутники Глонасс-М, выпускаемые с 2014 года (серийный номер 755+), также будут передавать сигнал L3OC в целях тестирования.
Усовершенствованные спутники Глонасс-К1 и Глонасс-К2 , запуск которых запланирован на 2023 год, будут иметь полный набор модернизированных сигналов CDMA в существующих диапазонах L1 и L2, включая L1SC, L1OC, L2SC и L2OC, а также сигнал L3OC. Серия Глонасс-К2 должна постепенно заменить существующие спутники, начиная с 2023 года, когда прекратятся запуски Глонасс-М. [23] [30]
Спутники Глонасс-КМ будут запущены к 2025 году. Для этих спутников изучаются дополнительные открытые сигналы на основе частот и форматов, используемых существующими сигналами GPS, Galileo и Beidou/COMPASS :
Такое решение позволит упростить и удешевить внедрение многостандартных GNSS- приемников.
С введением сигналов CDMA созвездие будет расширено до 30 активных спутников к 2025 году; это может потребовать окончательного отказа от сигналов FDMA. [32] Новые спутники будут развернуты в трех дополнительных плоскостях, доведя общее количество плоскостей до шести с текущих трех — с помощью Системы дифференциальной коррекции и мониторинга ( SDCM ), которая является системой дополнения GNSS, основанной на сети наземных станций управления и спутников связи Луч 5А и Луч 5Б . [33] [34]
Шесть дополнительных спутников Glonass-V , использующих орбиту Tundra в трех орбитальных плоскостях, будут запущены, начиная с 2025 года; [5] этот региональный сегмент высокой орбиты обеспечит повышенную региональную доступность и 25%-ное улучшение точности над Восточным полушарием , аналогично японской системе QZSS и Beidou-1 . [35] Новые спутники будут формировать два наземных следа с наклоном 64,8°, эксцентриситетом 0,072, периодом 23,9 часа и долготой восходящего узла 60° и 120°. Аппараты Glonass-V основаны на платформе Glonass-K и будут транслировать только новые сигналы CDMA. [35] Ранее для регионального сегмента также рассматривались орбита Molniya , геосинхронная орбита или наклонная орбита . [17] [28]
Поле | Размер, бит | Описание | ||
---|---|---|---|---|
Таймкод | СМВ | 12 | Постоянная битовая последовательность 0101 1111 0001 (5F1h) | |
Тип строки | Тип | 6 | Тип навигационного сообщения | |
Спутниковый идентификатор | дж | 6 | Номер системного идентификатора спутника (от 1 до 63; 0 зарезервирован до отключения сигнала FDMA) | |
Спутниковое государство | Г j | 1 | Этот спутник: 0 — исправен, 1 — в состоянии ошибки | |
Надежность данных | л дж | 1 | Передаваемые навигационные сообщения: 0 — достоверны, 1 — недостоверны | |
Обратный вызов наземного управления | П1 | 4 | (Зарезервировано для использования системой) | |
Режим ориентации | П2 | 1 | Режим ориентации спутника: 0 — управление датчиком Солнца, 1 — выполнение прогнозируемой тяги или переход режима | |
Коррекция UTC | КР | 2 | В последний день текущего квартала, в 00:00 (24:00), дополнительная секунда UTC составляет: 0 — не ожидается, 1 — ожидается с положительным значением, 2 — неизвестно, 3 — ожидается с отрицательным значением. | |
Выполнить исправление | А | 1 | После окончания текущей строки коррекция UTC: 0 — не ожидается, 1 — ожидается | |
Спутниковое время | ОМВ | 16 | Время суток на борту с интервалом в 2 секунды (от 0 до 43199) | |
Информация | 184 | Содержимое информационного поля определяется типом строки. | ||
КПР | ЦК | 16 | Циклический избыточный код | |
Общий | 250 |
Поле | Размер, бит | Описание | |
---|---|---|---|
Таймкод | СМВ | 20 | Постоянная последовательность бит 0000 0100 1001 0100 1110 (0494Eh) |
Тип строки | Тип | 6 | Тип навигационного сообщения |
Спутниковое время | ОМВ | 15 | Время суток на борту с интервалом в 3 секунды (от 0 до 28799) |
Спутниковый идентификатор | дж | 6 | То же, что и в сигнале L1OC |
Спутниковое государство | Г j | 1 | |
Надежность данных | л дж | 1 | |
Обратный вызов наземного управления | П1 | 4 | |
Режим ориентации | 222 | ||
Коррекция UTC | КР | 2 | |
Выполнить исправление | А | 1 | |
Информация | 219 | Содержимое информационного поля определяется типом строки. | |
КПР | ЦК | 24 | Циклический избыточный код |
Общий | 300 |
Тип | Содержание информационного поля |
---|---|
0 | (Зарезервировано для использования системой) |
1 | Короткая строка для отрицательной дополнительной секунды |
2 | Длинная нить для положительной секунды координации |
10, 11, 12 | Информация в реальном времени (эфемериды и частотно-временные смещения). Передается в виде пакета из трех строк в последовательности |
16 | Параметры ориентации спутника для прогнозируемого маневра тяги |
20 | Альманах |
25 | Параметры вращения Земли, модели ионосферы и модель шкалы времени для разницы между UTC(SU) и TAI |
31, 32 | Параметры модели долгосрочного движения |
50 | Сообщение службы Коспас-Сарсат — только сигнал L1OC |
60 | Текстовое сообщение |
Поле | Размер, бит | Вес нижнего бита | Описание | ||
---|---|---|---|---|---|
Тип орбиты | ТО | 2 | 1 | 0 — круговая орбита высотой 19100 км [примечание 2] | |
Номер спутника | Н С | 6 | 1 | Общее количество спутников, передающих сигналы CDMA (от 1 до 63), которые упоминаются в альманахе. | |
Возраст альманаха | Э А | 6 | 1 | Количество полных дней, прошедших с момента последнего обновления альманаха. | |
Текущий день | Н А | 11 | 1 | Номер дня (от 1 до 1461) в пределах четырёхлетнего интервала, начинающегося с 1 января последнего високосного года [nb 3] по Московскому указному времени . | |
Статус сигнала | ПК А | 5 | 1 | Типы кодирования битового поля сигналов CDMA, передаваемых спутником. Три старших бита соответствуют сигналам L1, L2 и L3: 0 — передан, 1 — не передан | |
Тип спутника | ПК А | 3 | 1 | Модель спутника и набор передаваемых CDMA-сигналов: 0 — Глонасс-М (сигнал L3), 1 — Глонасс-К1 (сигнал L3), 2 — Глонасс-К1 (сигналы L2 и L3), 3 — Глонасс-К2 (сигналы L1, L2 и L3) | |
Коррекция времени | τ А | 14 | 2 −20 | Грубая коррекция бортовой шкалы времени на шкалу времени ГЛОНАСС (±7,8 × 10−3 с ). | |
Вознесение | λ А | 21 | 2 −20 | Долгота первого орбитального узла спутника (±1 полуцикл). | |
Время Вознесения | т λ А | 21 | 2 −5 | Время суток, когда спутник пересекает свой первый орбитальный узел (от 0 до 44100 с). | |
Наклон | Δi А | 15 | 2 −20 | Корректировки номинального наклонения (64,8°) орбиты спутника в момент восхождения (±0,0156 полуцикла). | |
Эксцентриситет | ε А | 15 | 2 −20 | Эксцентриситет орбиты спутника в момент восхождения (от 0 до 0,03). | |
Перигей | ω А | 16 | 2 −15 | Аргумент перигея спутника в момент восхождения (±1 полуцикл). | |
Период | ΔT А | 19 | 2 −9 | Корректировки номинального драконического орбитального периода спутника (40544 с) в момент восхождения (±512 с). | |
Изменение периода | ΔṪ А | 7 | 2 −14 | Скорость изменения периода обращения дракона в момент вознесения (±3,9 × 10−3 с / орбита). | |
(Сдержанный) | L1OC: 23 | - | |||
L3OC: 58 |
Головным исполнителем программы ГЛОНАСС является Акционерное общество « Информационные спутниковые системы имени академика М. Ф. Решетнёва» (АО «ИСС имени академика М. Ф. Решетнёва», ранее НПО «ПМ»). Предприятие, расположенное в Железногорске , является разработчиком всех спутников ГЛОНАСС совместно с Институтом космического приборостроения (РНИИ КП) и Российским институтом радионавигации и времени. Серийное производство спутников осуществляется компанией Производственное объединение «Полет» в Омске .
За три десятилетия разработки конструкции спутников претерпели многочисленные усовершенствования и их можно разделить на три поколения: оригинальный ГЛОНАСС (с 1982 года), ГЛОНАСС-М (с 2003 года) и ГЛОНАСС-К (с 2011 года). Каждый спутник ГЛОНАСС имеет обозначение ГРАУ 11Ф654, и каждый из них также имеет военное обозначение «Космос-NNNN». [36]
Настоящее первое поколение спутников ГЛОНАСС (также называемых Ураган) представляло собой трехосные стабилизированные аппараты, обычно весом 1250 кг (2760 фунтов) и оснащенные скромной двигательной установкой, позволяющей перемещаться в пределах созвездия. Со временем они были модернизированы до аппаратов Block IIa, IIb и IIv, причем каждый блок содержал эволюционные усовершенствования.
Шесть спутников Block IIa были запущены в 1985–1986 годах с улучшенными стандартами времени и частоты по сравнению с прототипами и повышенной стабильностью частоты. Эти космические аппараты также продемонстрировали средний срок службы 16 месяцев. Космические аппараты Block IIb с двухлетним проектным сроком службы появились в 1987 году, из них было запущено в общей сложности 12, но половина была потеряна в результате аварий ракет-носителей. Шесть космических аппаратов, которые вышли на орбиту, работали хорошо, проработав в среднем около 22 месяцев.
Block IIv был самым плодовитым из первого поколения. Использовался исключительно с 1988 по 2000 год и продолжал включаться в запуски до 2005 года, всего было запущено 56 спутников. Проектный срок службы составлял три года, однако многочисленные космические аппараты превысили этот срок, а одна поздняя модель прослужила 68 месяцев, почти вдвое больше. [37]
Спутники Block II обычно запускались по три за раз с космодрома Байконур с использованием ракет-носителей «Протон-К Блок-ДМ2» или «Протон-К Бриз-М» . Единственным исключением было то, что в двух запусках спутник ГЛОНАСС был заменен на геодезический рефлектор «Эталон» .
Второе поколение спутников, известных как Глонасс-М , разрабатывалось с 1990 года и впервые было запущено в 2003 году. Эти спутники обладают существенно увеличенным сроком службы — семь лет — и весят немного больше — 1480 кг (3260 фунтов). Они имеют диаметр около 2,4 м (7 футов 10 дюймов) и высоту 3,7 м (12 футов), с размахом солнечной батареи 7,2 м (24 фута) для обеспечения мощности генерации электроэнергии 1600 Вт при запуске. В кормовой части полезной нагрузки размещены 12 основных антенн для передач в L-диапазоне. Также установлены лазерные уголковые кубические отражатели для точного определения орбиты и геодезических исследований. Бортовые цезиевые часы обеспечивают локальный источник часов. Было произведено и запущено 52 спутника Глонасс-М.
Всего к концу 2013 года было запущено 41 спутник второго поколения. Как и в случае с предыдущим поколением, космические аппараты второго поколения запускались по три за раз с помощью разгонных блоков «Протон-К Блок-ДМ2» или «Протон-К Бриз-М». Некоторые запускались отдельно с помощью ракет-носителей «Союз-2-1б» / «Фрегат» .
В июле 2015 года ИСС имени Решетнёва объявила, что завершила последний космический аппарат ГЛОНАСС-М (№ 61) и отправила его на хранение в ожидании запуска вместе с восемью ранее построенными спутниками. [38] [39]
По состоянию на 22 сентября 2017 года спутник ГЛОНАСС-М №52 был введен в эксплуатацию, а орбитальная группировка вновь увеличилась до 24 космических аппаратов. [40]
ГЛОНАСС-К — это существенное улучшение предыдущего поколения: это первый негерметичный спутник ГЛОНАСС с гораздо меньшей массой 750 кг (1650 фунтов) по сравнению с 1450 кг (3200 фунтов) ГЛОНАСС-М. Он имеет эксплуатационный срок службы 10 лет по сравнению с 7-летним сроком службы второго поколения ГЛОНАСС-М. Он будет передавать больше навигационных сигналов для повышения точности системы — включая новые сигналы CDMA в диапазонах L3 и L5, которые будут использовать модуляцию, похожую на модернизированные GPS, Galileo и BeiDou. ГЛОНАСС-К состоит из 26 спутников, имеющих спутниковый индекс 65-98 и широко используемых в российском военном космосе. [41] [42]
Передовое оборудование нового спутника, изготовленное исключительно из российских компонентов, позволит удвоить точность ГЛОНАСС. [7] Как и предыдущие спутники, они стабилизированы по 3 осям, наведены на надир с помощью двух солнечных батарей. [ требуется ссылка ] Первый спутник ГЛОНАСС-К был успешно запущен 26 февраля 2011 года. [41] [43]
Благодаря уменьшению веса космические аппараты ГЛОНАСС-К могут запускаться парами с космодрома Плесецк с использованием существенно более дешевых разгонных блоков «Союз-2.1б» или сразу шестью с космодрома Байконур с использованием ракет-носителей «Протон-К» «Бриз-М». [7] [8]
Наземный сегмент управления ГЛОНАСС почти полностью расположен на территории бывшего Советского Союза, за исключением нескольких в Бразилии и одного в Никарагуа. [44] [45] [46] [47]
Наземный сегмент ГЛОНАСС состоит из: [48]
Расположение | Системный контроль | Телеметрия, отслеживание и управление | Центральные часы | Загрузить станции | Лазерная локация | Мониторинг и измерение |
---|---|---|---|---|---|---|
Краснознаменск | Да | - | - | - | - | Да |
Щелково | - | Да | Да | Да | Да | Да |
Комсомольск | - | Да | - | Да | Да | Да |
Санкт-Петербург | - | Да | - | - | - | - |
Уссурийск | - | Да | - | - | - | - |
Енисейск | - | Да | - | Да | - | Да |
Якутск | - | - | - | - | - | Да |
Улан-Удэ | - | - | - | - | - | Да |
Нурек | - | - | - | - | - | Да |
Воркута | - | - | - | - | - | Да |
Мурманск | - | - | - | - | - | Да |
Зеленчук | - | - | - | - | - | Да |
Компании, производящие GNSS-приемники, использующие ГЛОНАСС:
НПО «Прогресс» описывает приемник ГАЛС-А1 , который совмещает прием сигналов GPS и ГЛОНАСС.
SkyWave Mobile Communications производит спутниковый коммуникационный терминал на базе Inmarsat , который использует как ГЛОНАСС, так и GPS. [51]
По состоянию на 2011 год [обновлять]некоторые из последних приемников в линейке Garmin eTrex также поддерживают ГЛОНАСС (наряду с GPS). [52] Garmin также выпускает автономный приемник Bluetooth , GLO for Aviation, который объединяет GPS, WAAS и ГЛОНАСС. [53]
Различные смартфоны, выпущенные с 2011 года, в дополнение к уже имеющимся GPS- приемникам оснащаются интегрированной функцией ГЛОНАСС с целью сокращения периодов приема сигнала за счет возможности приема устройством большего количества спутников, чем при использовании односетевого приемника, в том числе устройства от:
По состоянию на 17 февраля 2024 года [обновлять]статус созвездия ГЛОНАСС следующий: [61]
Общий | 26 СК |
---|---|
Оперативный | 24 КА (Глонасс-М/К) |
Ввод в эксплуатацию | 0 СК |
В обслуживании | 0 СК |
Проверяется главным подрядчиком спутниковой связи | 0 СК |
Запчасти | 0 СК |
На этапе летных испытаний | 2 СК |
Системе требуется 18 спутников для непрерывного навигационного обслуживания, охватывающего всю территорию России, и 24 спутника для предоставления услуг по всему миру. [ необходима цитата ] Система ГЛОНАСС охватывает 100% территории мира.
2 апреля 2014 года в системе произошел технический сбой, который привел к практической недоступности навигационного сигнала в течение примерно 12 часов. [62]
14–15 апреля 2014 года девять спутников ГЛОНАСС столкнулись с техническим сбоем из-за проблем с программным обеспечением. [63]
19 февраля 2016 года три спутника ГЛОНАСС столкнулись с технической неисправностью: взорвались батареи ГЛОНАСС-738, батареи ГЛОНАСС-737 разрядились, а ГЛОНАСС-736 потерял устойчивость из-за человеческой ошибки во время маневрирования. Ожидалось, что ГЛОНАСС-737 и ГЛОНАСС-736 снова выйдут из строя после технического обслуживания, а один новый спутник (ГЛОНАСС-751) для замены ГЛОНАСС-738 должен был завершить ввод в эксплуатацию в начале марта 2016 года. Ожидалось, что полная мощность спутниковой группировки будет восстановлена в середине марта 2016 года. [64]
После запуска двух новых спутников и обслуживания двух других была восстановлена полная работоспособность спутниковой группировки.
По данным Российской системы дифференциальной коррекции и мониторинга, по состоянию на 2010 год [обновлять]точность навигационных определений ГЛОНАСС (при p=0,95) по широте и долготе составляла 4,46–7,38 м (14,6–24,2 фута) при среднем количестве навигационных космических аппаратов (НКА) 7—8 (в зависимости от станции). Для сравнения, точность навигационных определений GPS за тот же период времени составляла 2,00–8,76 м (6 футов 7 дюймов – 28 футов 9 дюймов) при среднем количестве НКА 6—11 (в зависимости от станции).
Некоторые современные приемники способны использовать спутники ГЛОНАСС и GPS одновременно, обеспечивая значительно улучшенное покрытие в городских каньонах и давая очень быстрое время для определения местоположения благодаря наличию более 50 спутников. В закрытых помещениях, городских каньонах или горных районах точность может быть значительно улучшена по сравнению с использованием только GPS. При одновременном использовании обеих навигационных систем точность навигационных определений ГЛОНАСС/GPS составила 2,37–4,65 м (7 футов 9 дюймов – 15 футов 3 дюйма) при среднем количестве NSV, равном 14–19 (в зависимости от станции).
В мае 2009 года Анатолий Перминов , тогдашний директор Роскосмоса , заявил, что были предприняты действия по расширению созвездия ГЛОНАСС и улучшению наземного сегмента для повышения навигационного определения ГЛОНАСС до точности 2,8 м (9 футов 2 дюйма) к 2011 году. [65] В частности, последняя конструкция спутника, ГЛОНАСС-К, способна удвоить точность системы после ее введения. Наземный сегмент системы также должен подвергнуться усовершенствованиям. По состоянию на начало 2012 года в России и в Антарктиде на базах Беллинсгаузен и Новолазаревская ведется строительство шестнадцати наземных станций позиционирования . Новые станции будут построены по всему южному полушарию от Бразилии до Индонезии . Ожидается, что в совокупности эти усовершенствования доведут точность ГЛОНАСС до 0,6 м или лучше к 2020 году. [66] Установка приемной станции ГЛОНАСС на Филиппинах также в настоящее время находится в стадии переговоров. [67]
рисунке 2 показано улучшение PDOP в процентах при сравнении значений PDOP только GPS и GPS-плюс-ГЛОНАСС. На высоких широтах, то есть выше 55°, улучшение составляет 30%.
{{cite news}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite news}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite news}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка ){{cite news}}
: CS1 maint: неподходящий URL ( ссылка )