System GLONASS

System GLONASS (GLOBALNAJA NAWIGACJONNAJA SATELITARNAJA SISTEMMA) jest rosyjskim systemem nawigacji satelitarnej, podobnym do GPS. Obecnie nie ma niedrogich odbiorników systemu GLONASS, ponieważ służy on głownie wojsku.
W latach siedemdziesiątych rozpoczęto prace nad systemem, a już w roku 1982 został wystrzelony pierwszy satelita. Następnie w latach 1983-1985 po serii badań przyjęto rozwiązanie techniczne dla konstelacji 4-6 satelitów. W 1995 roku uruchomiono system, a w kosmosie znajdowała się konstelacja 12 satelitów. W roku 2002 podjęto decyzje, o modernizacji i rozbudowaniu systemu.
Segment orbitalny systemu tworzą satelity Kosmos, produkowane przez Zjednoczenie Naukowo - Produkcyjne Mechaniki Stosowanej POLJOT. Oficjalnie występują cztery serie satelitów, jednak istnieją podejrzenia że jest ich 5 razy więcej.
Pierwsze, ważyły 12250 kg i miały żywotność rzędu 1 roku. Późniejsze serie satelity II W Uragan wyposażone w zegary cezowe, ważą 1400 kg i działają około 4 lat. Ich baterie słoneczne mają moc 1.6 kW.
Konstelacja 27 satelitów GLONASS jest rozmieszczona na 3. płaszczyznach orbitalnych, a nie na 6. jak w amerykańskim GPS. Płaszczyzny te rozłożone są co 120 stopni, a ich nachylenie wynosi 64,8 stopnia. Satelity w systemie GLONASS poruszają się 19100 km nad Ziemią i jest to o 1000 km wyżej niż satelity GPS, co powoduje, że ich czas obiegu Ziemi wynosi 11 h 15 minut i jest to około 43 minut krótszy niż w GPS.
W grudniu 1998 roku zostały rozmieszczone na orbicie trzy satelity nowszej serii GLONASS-M. Jej najważniejszymi modyfikacjami były dokładniejsze wzorce czasu i pewne zmiany w depeszy nawigacyjnej, obejmujące różnice czasu między GLONASS a GPS. Zmodernizowane satelity są w pełni kompatybilne z dotychczasowymi odbiornikami, a nowy format depeszy nawigacyjnej ma zostać wprowadzony także na starszych satelitach.
W grudniu 2003 roku konstelacja została powiększona o kolejne 3 satelity, wyniesione przez rakietę nośną Proton-K. Dwa z nich są typu Uragan ,a pozostały zmodernizowany typu Uragan-M, charakteryzujący się zwiększoną żywotnością. Przedłużono ją z 3 do 7 lat.
Satelity mają swoje częstotliwości L1 i L2. Częstotliwości te są uzależnione od miejsca satelity w konstelacji. Każdy z satelitów GLONASS ma inną częstotliwość. Częstotliwość fali nośnej dla poszczególnych satelitów można określić wzorem:
f(P,L) = L(178 + P x 0,0625)
gdzie:
P jest numerem kanału przydzielonego satelicie w systemie GLONASS
L przyjmuje wartość 9 dla częstotliwości L1 i 7 dla L2.

System GLONASS używa dwóch rodzajów kanałów:
· standardowego (kanał dokładności standardowej jest dostępny na częstotliwościach L1 i L2)
· precyzyjnego (dostępny tylko na częstotliwości L2)
Użycie kodu precyzyjnego wymaga zezwolenia rosyjskiego Ministerstwa Obrony. Nie stosuje się sztucznego błędu (SA) ani dodatkowego kodowania kanału precyzyjnego (anti-spoofing). System ten oferuje dokładność, która jest lepsza w porównaniu z system GPS przy włączonym kodzie SA, ale gorsza przy wyłączonym SA w GPS.

Widmo sygnałów nawigacyjnych systemu GLONASS jest rozproszone na wskutek dodatkowej modulacji sygnału informacyjnego sekwencjami pseudolosowymi. Taka struktura sygnału umożliwia uzyskanie jednocześnie dużej dokładności i jednoznaczności wyniku pomiaru pseudoodległości. Poziom mocy sygnału odbieranego jest wielokrotnie niższy od poziomu szumów odbiornika. Sygnał może być odebrany jedynie przez urządzenia generujące zsynchronizowaną replikę sekwencji pseudolosowej. Przemnożenie odebranego sygnału przez lokalnie generowaną, zsynchronizowaną replikę zwiększa istotnie poziom mocy sygnału użytecznego i obniża jednocześnie poziom mocy wąskopasmowych sygnałów zakłócających. Ta zaleta technologii rozproszonego widma nie ujawnia się w pełni we współczesnych, powszechnie używanych odbiornikach GPS i GLONASS. Wąskopasmowe sygnały zakłócające, nawet te o niewielkim poziomie mocy, mogą przesterować charakteryzujący się ogromnym wzmocnieniem tor radiowy, zanim dotrą do końcowych stopni odbiornika realizujących funkcję przemnażania przez sekwencje pseudolosową. W systemie GLONASS korzysta się z jednej sekwencji pseudolosowej, a każdy z satelitów nadaje swoje sygnały w odrębnym kanale. Odbiornik tego systemu musi posiadać dużo bardziej złożony radiowy tor odbiorczy.

Segment kontrolny jest funkcjonalnie zbliżony do GPS, z tym, że znajduje się w całości na terytorium Rosji. Główna stacja kontrolna jest w Golicyno koło Moskwy. Stacje monitorujące znajdują się w St. Petersburgu, Ternopolu, Jenisiejsku i Komsomolsku nad Amurem. Niezależnie w Niemczech działa stacja monitorująca Neustrelitz.
Wojsko rosyjskie z powodu kłopotów finansowych ma pewne problemy z systemem lokalizacyjnym, czego efektem jest pewna ilość niesprawnych satelitów nawigacyjnych oraz orbit zawierających luki. Przez wysoki współczynnik DOP występują istotne błędy w wyznaczanej pozycji.
Odbiorniki GLONASS produkcji rosyjskiej są przeważnie typami wojskowymi lub okrętowymi. Odbiorniki uniwersalne (dla GPS i GLONASS) są produkowane przez niektórych producentów zachodnich takich jak Ashtech Z18 i inne.
Dlatego też skuteczność systemu GLONASS jest w tej chwili nieporównywalnie niższa od odpowiednika amerykańskiego.


BIBLIOGRAFIA: [Łukasz Łukaszewski]
[1] Janusz Narkiewicz - „Globalny System Pozycyjny – GPS”
[3] http://www.glonass-center.ru/frame_e.html
[4] http://sadzik.w.interia.pl/
[5] http://www.astronet.pl/
[6] http://www.tatrzanska.org/ - zdjęcie