俄羅斯全球導航衛星系統簡稱GLONASS，是俄羅斯空間局管理的衛星定位系統，預計共發射有24顆衛星。GLONASS是GLObal NAvigation Satellite System(全球導航衛星系統)的字頭縮寫，是前蘇聯從80年代初開始建設的與美國GPS系統相類似的衛星定位系統，也由衛星星座、地面監測控制站和用戶設備三部分組成。現由俄羅斯空間局管理。
GLONASS於1982年10月2日開始啟動，由衛星星座、地面監測控制站、用戶設備3部分組成。GLONASS系統的衛星星座由24顆衛星組成，均勻分布在3個近圓形的軌道平面上，每個軌道面8顆衛星，軌道高度19100公里，運行周期11小時15分，軌道傾角64.8°。
基本介紹
- 中文名：俄羅斯全球導航衛星系統
- 外文名：GLObal NAvigation Satellite System
- 組建時間：1982年
- 現狀：現已發射8顆衛星
機制,現狀,組成,全球部署,典型套用項目,
機制
與美國的GPS系統不同的是GLONASS系統採用頻分多址(FDMA)方式，根據載波頻率來區分不同衛星（GPS是碼分多址（CDMA），根據調製碼來區分衛星）。每顆GLONASS衛星發播的兩種載波的頻率分別為L1=1,602+0.5625k(MHz)和L2=1,246+0.4375k(MHz)，其中k=1～24為每顆衛星的頻率編號。所有GPS衛星的載波的頻率是相同，均為L1=1575.42MHz和L2=1227.6MHz。
GLONASS系統單點定位精度水平方向為16m，垂直方向為25m。
GLONASS衛星由質子號運載火箭一箭三星發射入軌，衛星採用三軸穩定體制，整量質量1400kg，設計軌道壽命5年。所有GLONASS衛星均使用精密銫鐘作為其頻率基準。第一顆GLONASS衛星於1982年10月12日發射升空。到目前為止，共發射了80餘顆GLONASS衛星，僅2000年10月13日發射了三顆衛星。截止2001年1月10日為止尚有10顆GLONASS衛星正在運行。
為進一步提高Glonass系統的定位能力，開拓廣大的民用市場，俄政府計畫用4年時間將其更新為Glonass-M系統。內容有：改進一些地面測控站設施；延長衛星的在軌壽命到8年；實現系統高的定位精度：位置精度提高到10～15m，定時精度提高到20～30ns，速度精度達到0.01m/s。
另外，俄計畫將系統發播頻率改為GPS的頻率，並得到美羅克威爾公司的技術支援。
GLONASS系統的主要用途是導航定位，當然與GPS系統一樣，也可以廣泛套用於各種等級和種類的測量套用、GIS套用和時頻套用等。
現狀
起初，前蘇聯要用20年時間發射76顆GLONASS衛星。到1995年，俄羅斯只完成24顆中高度圓軌道衛星加1顆備用衛星組網，耗資30多億美元，此衛星網由俄羅斯國防部控制。 GLONASS空間部分也由24顆衛星組成。俄羅斯對GLONASS系統採用了軍民合用、不加密的開放政策。GLONASS系統單點定位精度水平方向為16m，垂直方向為25m。其套用普及情況遠不及GPS。前一時期由於經濟困難無力補網，原來在軌衛星陸續退役，現在軌道上只有6顆星可用，不能獨立組網，只能與GPS聯合使用。
全球導航衛星系統是從1982年10月2日開始啟動的。1993年9月擁有12顆衛星的這一系統正式運行。2005年該系統衛星集群的衛星從2004年的14顆增加到17顆。未來幾年衛星集群將由使用壽命為7年的新一代“全球導航衛星系統-M”型衛星和使用壽命為10年的“全球導航衛星系統-K”型衛星擴充。
在聯邦航天項目框架內，到2012年年底俄羅斯全球導航衛星系統計畫將衛星集群的衛星數量增至24顆。
俄聯邦太空署信息中心提供的資料顯示，GLONASS為提供全球、全天候免費服務衛星信號，可用性如下右圖，覆蓋全球範圍。
定位精度一直在提升，2013年可以達到1.5米（2D RMS）。
組成
GLONASS衛星星座
GLONASS衛星導航系統擁有工作衛星21顆，同時還有3顆備份衛星。衛星星座的軌道為3個等間隔橢圓軌道面，24顆衛星均布於該3個軌道。3個軌道平面的相互夾角按升交點經度計算為120°，編號按地球自西向東的旋轉方向遞增，分別為No．1、No．2、No．3。1～8號衛星在No．1軌道，其餘類推。各軌道的衛星編號均按衛星運動的反方向遞增。軌道傾角64．8°±0．3°，軌道偏心率為±0．01。衛星距地面高度為1．91萬km，運行周期為1 1h15m45 s。由於GLONASS衛星軌道傾角大於GPS衛星的軌道傾角，故在高緯度(50度以上)地區的可視性較好。地面用戶每天提前4．07min見到同一顆衛星，在中國境內可見到24顆中高度角5度以上的11顆衛星，比能夠見到的GPS衛星要多3～4顆。每顆GLONASS衛星上都裝有銫原子鐘，以產生高穩定的時間標準，並向所有星載設備提供同步信號。星載計算機將從地面控制站接收到的信息進行處理，生成導航電文向地面用戶播發。
地面控制系統
地面控制系統包括一個系統控制中心(設在莫斯科的Golisyno-2)，一個指令跟蹤站(CTS)，網路分布在俄羅斯境內。CTS跟蹤著GLONASS可視衛星，遙測所有衛星，進行測距數據的採集和處理，並向各衛星傳送控制指令和導航信息。在地面控制站(GCS)內有雷射測距設備對測距數據作周期修正，為此所有GLONASS衛星上都裝有雷射反射鏡。
用戶設備
GLONASS用戶端設備為用戶接收機。用戶通過GLONASS用戶接收機同步、追蹤4顆及以上衛星，將接收的
NV08C-CSM
NV08C-CSM信號計算出導航者位置坐標值、時間等。實際套用中一般設計為能同時接收GLONASS、GPS衛星信號，如下圖示。用戶接收機可以單獨使用GLONASS衛星信號定位，也可與GPS組合使用定位。結合GPS與GLONASS，對提升精度或整體性改善度是一個很好的選擇。相對於GPS設備，GLONASS組合定位用戶接收機優勢如下：
1、精度因子改善。由於結合GPS與GLONASS衛星，可視衛星數量增加與幾何關係的改善，可降低精度因子，也可提升定位精度。
2、避免地形遮蔽的影響。對於城市峽谷或山區而言，可視衛星數量可能低於4顆而導致無法定位。若結合GPS與GLONASS，可克服地形遮蔽的影響。
3、增強整體性。由於有了更多可視衛星，導航者在自主式偵測時，可以較容易偵測與分辨異常現象，也增強了整體性。
4、增強妥善性。結合了GPS與GLONASS後，導航者的正常動作較不會是受到某顆衛星異常的影響。較容易取得持續的服務與較高的妥善率。
全球部署
根據俄羅斯GLONASS-NIS（俄羅斯GLONASS國家服務運營商）提供的信息，俄羅斯GLONASS在全球布局推廣：
烏克蘭：合作中；白俄羅斯：合作中；哈薩克斯坦：談判中；印度：合作中；委拉瑞拉：談判中；巴西：合作中；埃及：談判中；南非：談判中；土耳其：談判中。
典型套用項目
在俄羅斯，已經在如下項目中套用GLONASS：
- ERA-GLONASS交通事故應急回響
- ITS Moscow智慧型交通莫斯科
- Navigation support for majorsporting events國際體育賽事導航支持
- Logistics & Transportation Center for the 2014 Winter Olympics in Sochi 2014索契冬奧會物流與交通中心導航支持
- Industry solutions 行業套用
- International Activities全球部署
- Workshop APEC亞太合作
在中國，GLONASS也在越來越多的領域套用，如精確農業、無人機導航、GIS測繪、個人定位、車載定位與導航、船舶海航等。
