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GLONASS系统简介  

2012-10-05 21:57:58|  分类: GNSS |  标签: |举报 |字号 订阅

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本文转载自滨城飞雪《 GLONASS系统简介》

GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(全球导航卫星系统)的字头缩写,是前苏联从80年代初开始建设的与美国GPS系统相类似的卫星定位系统,也由卫星星座、地面监测控制站和用户设备三部分组成。现在由俄罗斯空间局管理。

  GLONASS系统的卫星星座由24颗卫星组成,均匀分布在3个近圆形的轨道平面上,每个轨道面8颗卫星,轨道高度19100公里,运行周期11小时15分,轨道倾角64.8°。

  与美国的GPS系统不同的是GLONASS系统采用频分多址(FDMA)方式,根据载波频率来区分不同卫星(GPS是码分多址(CDMA),根据调制码来区分卫星)。每颗GLONASS卫星发播的两种载波的频率分别为L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz),其中k=1~24为每颗卫星的频率编号。所有GPS卫星的载波的频率是相同,均为L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。

GLONASS卫星的载波上也调制了两种伪随机噪声码:S码和P码。俄罗斯对GLONASS系统采用了军民合用、不加密的开放政策。

  GLONASS系统单点定位精度水平方向为16m,垂直方向为25m。

  GLONASS卫星由质子号运载火箭一箭三星发射入轨,卫星采用三轴稳定体制,整量质量1400kg,设计轨道寿命5年。所有GLONASS卫星均使用精密铯钟作为其频率基准。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射升空。到目前为止,共发射了80余颗GLONASS卫星,最近一次是2000年10月13日发射了三颗卫星。截止2001年1月10日为止尚有10颗GLONASS卫星正在运行。

  为进一步提高Glonass系统的定位能力,开拓广大的民用市场,俄政府计划用4年时间将其更新为Glonass-M系统。内容有:改进一些地面测控站设施;延长卫星的在轨寿命到8年;实现系统高的定位精度:位置精度提高到10~15m,定时精度提高到20~30ns,速度精度达到0.01m/s。

  另外,俄计划将系统发播频率改为GPS的频率,并得到美罗克威尔公司的技术支援。

GLONASS系统的主要用途是导航定位,当然与GPS系统一样,也可以广泛应用于各种等级和种类的测量应用、GIS应用和时频应用等。

GLONASS系统和GPS系统的比较

项目 GPS系统 GLONASS系统

星座卫星数 24 24

轨道面个数 6 3

轨道高度 20183公里 19100公里

运行周期 11小时58分 11小时15分

轨道倾角 55度 65度

载波频率 L1:1575.42MHz L1:1602.56-1615.50MHz

L2:1227.60MHz L2:1246.44-1256.50MHz

传输方式 码分多址 频分多址

调制码 C/A-码和P-码 S码和P码

时间系统 UTC UTC

坐标系统 WGS-84 SGS-E90

SA 有(2000年5月1日取消) 无

AS 有 无

GPS+GLONASS系统对纯GPS系统的改进

1) 可见卫星数增加一倍:GLONASS卫星星座组网完成后,可用于导航定位的卫星总数将增加一倍。在地平线以上的可见卫星数纯GPS系统时,一般为7-11颗;GPS+GLONASS系统则可达到14-20颗。在山区或城市中,有时因障碍物遮挡,纯GPS可能无法工作, GPS+GLONASS则可以工作。

2) 提高生产效率:在测量应用中,GPS测量所需要的观测时间取决于求解载波相位整周模糊度所需要的时间。观测时间越长或可观测到的卫星数越多,则用于求解载波相位整周模糊度的数据也就越多,求解结果的可靠性越好。为了提高生产效率,常使用快速定位、实时动态测量(RTK)或后处理动态测量。但要满足一定的精度要求,必须正确求解载波相位整周模糊度,可观测到的卫星数增加得越多,则求解载波相位整周模糊度所需要的观测时间就可缩短得越多,因此GPS+GLONASS可以提高生产效率。

3) 提高观测结果的可靠性:用卫星系统进行测量定位的观测结果的可靠性主要决定于用于定位计算的卫星颗数。因此GPS+GLONASS将大大提高观测结果的可靠性。

4) 提高观测结果的精度:观测卫星相对于测站的几何分布(DOP值)直接影响观测结果的精度。可观测到的卫星越多,则可以 大大改善观测卫星相对于测站的几何分布,从而提高观测结果的精度。

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