globální navigační družicový systém ruské vlády From Wikipedia, the free encyclopedia
GLONASS (ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система, tr.: Globalnaja navigacionnaja sputnikovaja sistěma) je globální družicový polohový systém (GNSS) využívaný ruskou armádou. S jeho pomocí je možno určit polohu a přesný čas kdekoliv na Zemi nebo nad Zemí. Stejně jako u GPS je část služeb tohoto systému s omezenou přesností volně k dispozici civilním uživatelům. Vývoj započal v SSSR v roce 1976. Ruské území bylo plně pokryto v roce 2010 a celý svět v roce 2011.[1]
GLONASS je nejdražší program ruské Federální kosmické agentury, mezi roky 2002–2011 dosáhl 140 miliardy rublů a v roce 2010 spotřeboval asi jednu třetinu jejího rozpočtu.[2] Vzhledem k oběžné dráze družic systému GLONASS je zvláště vhodný pro použití ve vysokých zeměpisných šířkách (sever nebo jih), kde může být získávání signálu GPS problematické.[3]
Vývoj GLONASS byl zahájen v roce 1970 vytvořením dokumentu Ministerstva obrany SSSR, Sovětské akademie věd a Sovětského námořnictva o vývoji jednotného systému pro navigaci na zemi, na vodě i ve vzduchu, který byl v roce 1976 přijat. První testovací družice byla vypuštěna v roce 1982. V letech 1996–2001 byla kosmická část systému GLONASS v úpadku. Od roku 2001 bylo prováděno jeho znovuobnovení a do plného celosvětového operačního stavu se dostal v roce 2011.[1]
V roce 2010 Rusko spolupracovalo při využití tohoto systému s Indií.[4]
Celý systém GLONASS lze rozdělit do 3 segmentů:
Blok (životnost#) | Období | Vypuštěno | Ve službě | Signály$ |
---|---|---|---|---|
Uragan(1) | 1982–1985 | 10 | 0 | 3+0 |
UraganA(1) | 1985–1986 | 6 | 0 | 3+0 |
UraganB(2) | 1987–1988 | 6+6✝ | 0 | 3+0 |
UraganV(3) | 1988–2005 | 59 | 0[15] | 3+0 |
Uragan-M(7) | 2001–2021 | 46+6✝ | 21 | 4+0 |
Uragan-K1(10) | 2011–2022 | 4+4p | 3+1* | 4+1 |
Uragan-K2(10) | 2022–2033 | 0+8p | 0 | 4+5 |
Uragan-V | 2026-2027 | V6p | 0 | 0+5 |
Uragan-KM | 2025+ | ? | 0 | 4+9 |
Celkem | 132+12✝+15p+V6p | 24+1* | ||
✝ Ztracen při startu nebo selhalo oživení p V přípravě * Zavádění do provozu, testy nebo v záloze, údržbě V Družice umístěné na eliptickou kvazigeostacionární dráhu # Plánovaná životnost v letech | ||||
Kosmický segment je projektován na 24 družic, které obíhají ve výšce 19 100 km nad povrchem Země na 3 kruhových drahách se sklonem 65°. Dráhy jsou vzájemně posunuty o 120° a na každé dráze je 8 symetrických pozic pro družice po 45°, které jsou číslovány:
Tato konstelace je charakteristická tím, že každých 8 siderických dní je družice nad stejným místem na zemi, nebo také že každý siderický den je jedna z 8 družic jedné dráhy nad stejným místem na zemi.
Družice
Dnes používané družice Uragan-M váží asi 1,4 tuny a na střední oběžné dráze (MEO, Medium Earth Orbit) se pohybuje rychlostí 3,9 km/s, s dobou oběhu kolem Země 11h 15min. Vynášeny jsou z kosmodromu Bajkonur v sestavách po třech družicích na jeden nosič.
Zásadní problém družic Uragan byla krátká životnost, což se projevovalo ve zvýšené potřebě obnovovat družice. U družic Uragan/Uragan-M vyžaduje zvýšená poruchovost dlouhotrvající odstávky dlouhé až několik měsíců. Tyto problémy by měly vyřešit nové nehermetizované družice Uragan-K s poloviční hmotností.
Klíčové části družic Uragan-M jsou:
Pro popis stavu kosmického segmentu jsou definovány dva stavy implementace[19]:
Segment se skládá z několika částí[20]:
Řídící a kontrolní segment monitoruje kosmický segment, zasílá povely družicím, provádí jejich manévry a údržbu atomových hodin. Výsledek jejich monitoringu je zveřejňován v navigační zprávě každé družice a jejich platnost je řádově několik hodin:
Pozemní segment se téměř celý nachází na území Ruské federace, z čehož vyplývá časové omezení, kdy může být monitorován vesmírný segment. Řídící a kontrolní segment komunikuje s uživateli také prostřednictvím zpráv NAGU (Notice Advisory to GLONASS Users), kde zveřejňuje plánované odstávky družic, jejich stažení a uvedení do provozu nebo i zpětně informace o nezdravé družici.
Uživatelé pomocí GLONASS přijímače přijímají signály z jednotlivých družic, které jsou v danou chvíli nad obzorem. Na základě přijatých dat (časových značek z jednotlivých družic a znalosti jejich polohy) a předem definovaných parametrů, přijímač vypočítá polohu antény, nadmořskou výšku a zobrazí přesné datum a čas. Komunikace probíhá pouze od družic k uživateli, přijímač je tedy pasivní.
Uživatelé v Evropě se rekrutují především z řad geodetů a vědeckých pracovníků, civilní využívání systému není rozšířené.
Uživatelé využívající systém GLONASS můžeme rozdělit do dvou skupin:
Prezident Ruské federace Vladimir Putin oficiálně podepsal 18. května 2007 výnos o bezplatném uvolnění systému GLONASS pro nevojenské použití.
Pásmo/signály | Blok družic |
---|---|
L1/HP+SP, L2/HP | Uragan |
L1/HP+SP, L2/HP+SP | Uragan-M |
L1/HP+SP, L2/HP+SP, L3/HP+SP, L1/CR, L5/R | Uragan-K |
– | Uragan-KM |
Přenos dat z více družic k jednotlivým uživatelům je řešen frekvenční modulací (FDMA), která je pro GNSS netypická. Přináší problémy s interferencemi mezi kanály, vyžaduje rezervované širší vysílací pásmo a jinou konstrukci přijímače. Družice vysílají na několika kmitočtech, které jsou zvoleny v pásmech s minimálním vlivem meteorologických vlivů:
Pro družice Uragan-K a Uragan-MK dále navíc:
Dvacet kanálů pro každou frekvenci modulovanou pomocí FDMA jsou definovány[22]:
Do roku 1998 se užíval rozsah kanálů „n“ = 1 až 12 a 22 až 24, od 1998 do 2005 n = 1 až 12 a od roku 2005 n= -7 až 6.
Základní vysílací rychlost je 5,11 MHz, na něž jsou modulovány signály:
Jako referenční čas je používán UTC(SU), který je synchronizován s UTC.
Pro charakteristiku Země se jako vztažné těleso využívá geoid, který je ale pro matematický popis nevhodný. Proto se používá jeho aproximaci prvního stupně - koule, nebo druhého stupně - elipsoid. Pro potřeby uživatelů GLONASS je používaný geografický referenční systém PZ 90, od 20. září 2007 pak jeho modifikace PZ 90.02. Je podobný referenčnímu ITRF2000 s drobnými změnami v řádech decimetrů. PZ 90 se skládá z[24]:
Rychlost světla je definována 299 792 458 m/s.[25]
Významnou roli pro spolupráci mezi ostatními GNSS a využití GLONASSu na západě sehrál projekt IGEX 98 (International GLONASS Experiment 1998), který umožnil experimentálně najít exaktní vztah mezi používanými vztažnými soustavami v projektech GPS a GLONASS.
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.