格洛納斯 - 簡介

“格洛納斯”(GLONASS)，是俄羅斯研發(fā)的“全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)”的縮寫。該系統(tǒng)由衛(wèi)星星座、地面監(jiān)測控制站和用戶設備三部分組成。俄羅斯1993年開始獨自建立本國的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)。按計劃，該系統(tǒng)將于2007年年底之前開始運營，屆時只開放俄羅斯境內衛(wèi)星定位及導航服務。到2009年年底前，其服務范圍將拓展到全球。該系統(tǒng)主要服務內容包括確定陸地、海上及空中目標的坐標及運動速度信息等。

“格洛納斯”系統(tǒng)標準配置為24顆衛(wèi)星，而18顆衛(wèi)星就能保證該系統(tǒng)為俄羅斯境內用戶提供全部服務。該系統(tǒng)衛(wèi)星分為“格洛納斯”和“格洛納斯——M”兩種類型，后者使用壽命更長，可達7年。研制中的“格洛納斯——K”衛(wèi)星的在軌工作時間可長達10年至12年。

格洛納斯 - 系統(tǒng)概況

數(shù)量：24顆衛(wèi)星組成;

精度：10米左右;

用途：軍民兩用;

進展：目前已有17顆衛(wèi)星在軌運行，計劃2008年全部部署到位。

全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)(GLONASS)是由蘇聯(lián)(現(xiàn)由俄羅斯)國防部獨立研制和控制的第二代軍用衛(wèi)星導航系統(tǒng)，與美國的GPS相似，該系統(tǒng)也開設民用窗口。GLONASS技術，可為全球海陸空以及近地空間的各種軍、民用戶全天候、連續(xù)地提供高精度的三維位置、三維速度和時間信息。GLONASS在定位、測速及定時精度上則優(yōu)于施加選擇可用性(SA)之后的GPS，由于俄羅斯向國際民航和海事組織承諾將向全球用戶提供民用導航服務，并于1990年5月和1991年4月兩次公布GLONASS的ICD，為GLONASS的廣泛應用提供了方便。GLONASS的公開化，打破了美國對衛(wèi)星導航獨家經營的局面，既可為民間用戶提供獨立的導航服務，又可與GPS結合，提供更好的精度幾何因子(GDOP);同時也降低了美國政府利用GPS施以主權威懾給用戶帶來的后顧之憂，因此，引起了國際社會的廣泛關注。

“格洛納斯”系統(tǒng)標準配置為24顆衛(wèi)星，而18顆衛(wèi)星就能保證該系統(tǒng)為俄羅斯境內用戶提供全部服務。該系統(tǒng)衛(wèi)星分為“格洛納斯”和“格洛納斯-M”兩種類型，后者使用壽命更長，可達7年。研制中的“格洛納斯-K”衛(wèi)星的在軌工作時間可長達10年至12年。

格洛納斯 - 系統(tǒng)組成

GLONASS星座

GLONASS星座由21顆工作星和3顆備份星組成， 所以GLONASS星座共由24顆衛(wèi)星組成。24顆星均勻地分布在3個近圓形的軌道平面上，這三個軌道平面兩兩相隔120度，每個軌道面有8顆衛(wèi)星，同平面內的衛(wèi)星之間相隔45度， 軌道高度1.91萬公里，運行周期11小時15分，軌道傾角64.8度

地面支持系統(tǒng)

地面支持系統(tǒng)由系統(tǒng)控制中心、中央同步器、遙測遙控站(含激光跟蹤站)和外場導航控制設備組成。地面支持系統(tǒng)的功能由前蘇聯(lián)境內的許多場地來完成。隨著蘇聯(lián)的解體，GLONASS系統(tǒng)由俄羅斯航天局管理， 地面支持段已經減少到只有俄羅斯境內的場地了， 系統(tǒng)控制中心和中央同步處理器位于莫斯科， 遙測遙控站位于圣彼得堡、捷爾諾波爾、埃尼謝斯克和共青城。

用戶設備

GLONASS用戶設備(即接收機)能接收衛(wèi)星發(fā)射的導航信號，并測量其偽距和偽距變化率，同時從衛(wèi)星信號中提取并處理導航電文。接收機處理器對上述數(shù)據(jù)進行處理并計算出用戶所在的位置、速度和時間信息。GLONASS系統(tǒng)提供軍用和民用兩種服務。GLONASS系統(tǒng)絕對定位精度水平方向為16米，垂直方向為25米。目前，GLONASS系統(tǒng)的主要用途是導航定位，當然與GPS系統(tǒng)一樣，也可以廣泛應用于各種等級和種類的定位、導航和時頻領域等。

與美國的GPS系統(tǒng)不同的是GLONASS系統(tǒng)采用頻分多址(FDMA)方式，根據(jù)載波頻率來區(qū)分不同衛(wèi)星(GPS是碼分多址(CDMA)，根據(jù)調制碼來區(qū)分衛(wèi)星)。每顆GLONASS衛(wèi)星發(fā)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(wèi)星的頻率編號。所有GPS衛(wèi)星的載波的頻率是相同，均為L1=1575.42MHZ和L2=1227.6MHZ。

GLONASS衛(wèi)星的載波上也調制了兩種偽隨機噪聲碼：S碼和P碼。俄羅斯對GLONASS系統(tǒng)采用了軍民合用、不加密的開放政策。GLONASS系統(tǒng)單點定位精度水平方向為16M，垂直方向為25M。GLONASS衛(wèi)星由質子號運載火箭一箭三星發(fā)射入軌，衛(wèi)星采用三軸穩(wěn)定體制，整量質量1400KG，設計軌道壽命5年。所有GLONASS衛(wèi)星均使用精密銫鐘作為其頻率基準。第一顆GLONASS衛(wèi)星于1982年10月12日發(fā)射升空。到目前為止，共發(fā)射了80余顆GLONASS衛(wèi)星，最近一次是2000年10月13日發(fā)射了三顆衛(wèi)星。截止2001年1月10日為止尚有10顆GLONASS衛(wèi)星正在運行。

為進一步提高GLONASS系統(tǒng)的定位能力，開拓廣大的民用市場，俄政府計劃用4年時間將其更新為GLONASS-M系統(tǒng)。內容有：改進一些地面測控站設施;延長衛(wèi)星的在軌壽命到8年;實現(xiàn)系統(tǒng)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，俄計劃將系統(tǒng)發(fā)播頻率改為GPS的頻率，并得到美羅克威爾公司的技術支援。

GLONASS系統(tǒng)的主要用途是導航定位，當然與GPS系統(tǒng)一樣，也可以廣泛應用于各種等級和種類的測量應用、GIS應用和時頻應用等。

格洛納斯 - 技術難點

1.目前GLONASS工作不穩(wěn)定，衛(wèi)星工作壽命短，在軌衛(wèi)星只12顆;

2.GLONASS用戶設備發(fā)展緩慢，生產廠家少，設備體積大而笨重;

3.由于GLONASS采用的是FDMA，所以用戶接收機中頻率綜合器復雜;

4.對GPS/GLONASS兼容接收機，需解決兩系統(tǒng)的時間和坐標系統(tǒng)問題。

格洛納斯 - 研制歷程

1995年俄羅斯耗資30多億美元，完成了GLONASS導航衛(wèi)星星座的組網工作。它也由24顆衛(wèi)星組成，原理和方案都與GPS類似，不過，其24顆衛(wèi)星分布在3個軌道平面上，這3個軌道平面兩兩相隔120°，同平面內的衛(wèi)星之間相隔45°。每顆衛(wèi)星都在19100千米高、64.8°傾角的軌道上運行，軌道周期為11小時15分鐘。地面控制部分全部都在俄羅斯領土境內。俄羅斯自稱，多功能的GLONASS系統(tǒng)定位精度可達1米，速度誤差僅為15厘米/秒。如果必要，該系統(tǒng)還可用來為精確打擊武器制導。

GLONASS一開始就沒有加SA干擾，所以其民用精度優(yōu)于加SA的GPS。不過，其應用普及情況則遠不及GPS，這主要是俄羅斯沒有開發(fā)民用市場。另外，GLONASS衛(wèi)星平均在軌道上的壽命較短，且由于經濟困難無力補網，在軌可用衛(wèi)星少，不能獨立組網。

2003年的伊拉克戰(zhàn)爭對俄羅斯產生了相當大的震動，迫使俄羅斯領導層再次對太空的軍事用途重視起來。近日，俄羅斯空間系統(tǒng)科學研究所所長孟什可夫對記者說，3年前GLONASS經歷了最糟糕的時期，當時只有8~10顆衛(wèi)星在工作，而要該系統(tǒng)發(fā)揮完全的作用，需要有24顆衛(wèi)星。現(xiàn)在只有11顆衛(wèi)星處于工作狀態(tài)，但是要使該系統(tǒng)具有軍用價值，在軌道上至少要有18顆星。俄羅斯航天的老大難問題就是經費不足。為此，俄羅斯航宇局正試圖吸引外資。按航宇局局長科普捷夫的說法，正在和包括中國在內的國家和組織進行商談來共同恢復GLONASS。希望到2011年該系統(tǒng)將完全恢復。

專家認為，當這個系統(tǒng)的衛(wèi)星達到18顆時，GLONASS便可發(fā)揮導航定位功能;當衛(wèi)星總數(shù)達24顆時，其導航范圍可覆蓋整個地球表面和近地空間。屆時，GLONASS系統(tǒng)的用戶便可不間斷地獲得地面、水面、天空、近地空間內相關物體的準確坐標信息。按照計劃，俄將于2006年之前將該系統(tǒng)的24顆衛(wèi)星全部部署完畢。

2003年9月24日，是俄聯(lián)邦政府總統(tǒng)正式宣布俄羅斯GLONASS系統(tǒng)開始服役的十周年紀念日。

事實上，GLONASS在1993年只是具備了初始作戰(zhàn)能力。直到1995年末1996年初GLONASS才真正實現(xiàn)了完整星座的部署。GLONASS的第一顆衛(wèi)星是1982年發(fā)射入軌的，同年還發(fā)射了兩顆同軌道(19100千米)的Etalon geodetic衛(wèi)星，對規(guī)劃的高度和傾角的地球引力場特性進行全面表征。原計劃1991年建成完整的工作系統(tǒng)。

GLONASS的工作衛(wèi)星有21顆，分布在3個軌道平面上，同時有三顆備份星。這三個軌道平面兩兩相隔120度，同平面內的衛(wèi)星之間相隔45度。每顆衛(wèi)星都在19100千米高、64.8度傾角的軌道上運行。每顆衛(wèi)星需要11小時15分鐘完成一個軌道周期。

地面控制部分全部都位于前蘇聯(lián)領土境內，地面控制中心和時間標準位于莫斯科，遙測和跟蹤站位于圣彼得堡、Ternopol、Eniseisk和共青城。

1960年晚些時候，俄羅斯軍方確認需要一個衛(wèi)星無線電導航系統(tǒng)(SRNS))用于規(guī)劃中的新一代彈道導彈的精確導引。當時已有的Tsiklon衛(wèi)星導航系統(tǒng)接收站需要好幾分鐘的觀測才能確定一個位置，因此不能達到導航定位的目的。1968-1969年，國防部、科學院和海軍的一些研究所聯(lián)合起來要為海、陸、空、天武裝力量建立一個單一的解決方案。1970年這個系統(tǒng)的需求文件編制完成。進一步研究之后，在1976年，前蘇聯(lián)頒布法令建立GLONASS(Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema)。

GLONASS衛(wèi)星星座基本上一直處于降效運行狀態(tài)，只有8顆衛(wèi)星是全功能工作的。90年代曾經制定過一個GLONASS星座漸進增強計劃，企圖在2001年開始有12顆全功能工作的衛(wèi)星，但根據(jù)最新情報，目前仍然只有8顆全功能工作的衛(wèi)星。

俄羅斯目前正在著手GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化的工作。俄羅斯太空部隊打算開始進行新一代GLONASS-M計劃的飛行試驗，發(fā)射將在2004年左右進行。新型GLONASS-M衛(wèi)星除了將有更長的設計壽命(從現(xiàn)行的3年提高到7-8年)以外，還將具有更好的訊號特性。俄羅斯還計劃要在將來轉變到低質量(MASS)第三代GLONASS-K衛(wèi)星，確保衛(wèi)星工作壽命在10年以上。

GLONASS衛(wèi)星星座目前基本上處于降效運行狀態(tài)。俄羅斯正在著手GLONASS系統(tǒng)現(xiàn)代化的改進工作。新型GLONASS-M衛(wèi)星除了將設計壽命從現(xiàn)行的3年提高到7～8年以外，還將具有更好的訊號特性。第3代GLONASS-K衛(wèi)星的工作壽命將在10年以上，俄擬在2005年開始設計名為GLONASS-K的第3代GLONASS衛(wèi)星。

GLONASS的研制開始于70年代中期，歷經20多年的曲折歷程，雖然曾遭遇了前蘇聯(lián)解體，俄羅斯經濟不景氣，但始終沒有中斷過系統(tǒng)的研制和衛(wèi)星的發(fā)射。終于1996年1月18日實現(xiàn)了空間滿星座24顆工作衛(wèi)星正常地播發(fā)導航信號，使系統(tǒng)達到了一個重要的里程碑。

GLONASS工作測試開始于蘇聯(lián)1982年10月12日發(fā)射第一顆試驗衛(wèi)星，整個測試計劃分兩個階段完成。

第一階段(1982-1990年)

到1984-1985年，由4顆衛(wèi)星組成的試驗系統(tǒng)達到驗證系統(tǒng)的基本性能指標?？臻g星座從1986年開始逐步擴展，到1990年系統(tǒng)第一階段的測試計劃已經完成，當時空間星座已有10顆衛(wèi)星，布置在軌道面1(6顆)和軌道面3(4顆)上。該星座每天至少能提供15小時的二維定位覆蓋，而三維覆蓋至少可達8小時。

第二階段(1990年-1995年)

GLONASS測試計劃的第二階段主要完成對用戶設備的測試，隨著空間星座1996年1月18日最終布滿24顆工作衛(wèi)星而告結束。隨后系統(tǒng)開始進入完全工作階段。

GLONASS由空間衛(wèi)星系統(tǒng)(即空間部分)、地面監(jiān)測與控制子系統(tǒng)(即地面控制部分)、用戶設備(即用戶接收設備)三個基本部分組成。

GLONASS空間星座由24顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星有六種類型：BlockⅠ,BlockⅡa, BlockⅡb, BlockⅡ以及正在研制中的下一代改進型衛(wèi)星GLONASS-MⅠ和GLONASS-MⅡ。每顆GLONASS衛(wèi)星都在L波段上發(fā)射兩個載波信號L1和L2，民用碼僅調制在L1上，而軍用碼在(L-1和L2)雙頻上，GLONASS采用頻分多址(FDMA)區(qū)分衛(wèi)星信號。

格洛納斯 - 技術改進

為了提高系統(tǒng)完全工作階段的效率和精度性能、增強系統(tǒng)工作的完善性，已經開始了GLONASS系統(tǒng)的現(xiàn)代化計劃。主要內容如下：

改善GLONASS與其它無線電系統(tǒng)的兼容性;

改進衛(wèi)星子系統(tǒng);

改進地面控制系統(tǒng);

配置養(yǎng)分子系統(tǒng)。

1.改頻計劃

GLONASS采用頻分制，24顆衛(wèi)星L1信號的總頻帶寬度為1602～1615.5±0.51MHz。顯然該頻段的高端頻率與傳統(tǒng)的射電天文頻段(1610.6～1613.8MHz)重疊。另外ITU WARC-92又決定將1016-1626.5MHz頻段分配給低地球軌道(LEO)移動通信衛(wèi)星使用，因此要求GLONASS改變頻率，即讓出高端頻率。

1993年9月俄羅斯作出響應，決定在同一軌道面上相隔180°(即在地球相反兩側)的兩顆衛(wèi)星使用同一頻道。于是，在仍保持頻分多址的情況下，系統(tǒng)總頻道數(shù)可減少一半，因而可讓出高端頻率。

應該指出，在改頻計劃第Ⅰ和第Ⅱ階段，不排除在新發(fā)射的衛(wèi)星上使用-7～ 4中的頻道，并裝上濾除1610.6～1613.8MHz和在(第Ⅲ階段及其以后的發(fā)射衛(wèi)星再裝上)1060～1670MHz的濾波器，以消除強的帶外干擾。此外，為了保持L2與L1的間隔，改頻計劃還包括對L2信號頻率(按L2/L1=7/9)作相應的改變。

在1996年12月的有關會議上，美國的代表要求俄羅斯加快實施GLONASS的改頻計劃，并希望俄羅斯能在2000年完成。而俄羅斯的代表仍堅持原計劃不能改變，因為改變計劃受到因此要升級衛(wèi)星和其它設備的限制。

解決GLONASS信號與其它電子系統(tǒng)相互干擾的另外一種有效辦法是使GLONASS象GPS那樣，使用碼分多址(CDMA)，即所有衛(wèi)星均采用相同的發(fā)射頻率，該頻率可以很接近GPS的或者就用GPS的頻率。這樣，兩個系統(tǒng)的兼容問題可大大改善，并使某些干擾問題降到最小。據(jù)報道，美國洛克韋爾公司決定協(xié)助俄羅斯改進GLONASS。其一是將GLONASS的頻率改為GPS的頻率，便于世界民用。此項計劃將耗資470萬美元。

2.下一代改進型衛(wèi)星和未來的星座

從1990年起，俄羅斯就開始研制下一代改進型衛(wèi)星，GLONASS-MⅠ，重約1480kg 。這種新型衛(wèi)星將進一步改進星上原子鐘，提高頻率穩(wěn)定度和系統(tǒng)的精度，更為重要的是它的工作壽命可以達到5年以上，這對確保GLONASS空間星座維持21-24顆工作衛(wèi)星發(fā)射信號至關重要。1995年按計劃對GLONASS-MⅠ進行了全面的地面測試，并計劃在1996年第三季度進行首次這種衛(wèi)星發(fā)射。這次發(fā)射將攜帶兩顆BlockⅡV衛(wèi)星和一顆GLONASS-MⅠ衛(wèi)星。以后MⅠ型衛(wèi)星將作為替補衛(wèi)星，一直用到2000年。

近期，俄羅斯正準備研制一種工作壽命可達7年的更大(其重約達2000kg)和功能更強的GLONASS-MⅡ型衛(wèi)星。除了對星上子系統(tǒng)作重要改進外，還將增加星間數(shù)據(jù)通信和監(jiān)視能力，因而可自主運行長達60天。MⅡ衛(wèi)星還將發(fā)射第二個民用頻率，以便消除電離層對民用定位精度的影響。預計，這些MⅡ型衛(wèi)星將在2000年以后發(fā)射。

另外，GLONASS計劃的管理者正在考慮把未來空間星座衛(wèi)星總數(shù)增至27顆，即在原每個軌道面上均布8顆工作衛(wèi)星外，各軌道面上再增加1顆在軌備用衛(wèi)星。

3.地面控制部分的改進

地面控制部分的改進包括改進控制中心;開發(fā)用于軌道監(jiān)測和控制的現(xiàn)代化測量設備;改進控制站和控制中心之間的通信設備。這些改進項目完成后，可使星歷精度提高30-40%，可使導航信號相位同步的精度提高1～2倍(15ns)，以及可降低偽距誤差中的電離層分量。

4.差分增強系統(tǒng)

為了進一步提高GLONASS的精度，以滿足三個類別的飛機精密進場/著陸的要求，俄羅斯正計劃開發(fā)以下三種差分增強系統(tǒng)。

(1)廣域差分系統(tǒng)(WADS)。它包括在俄羅斯境內建立3-5個WADS地面站，可為離站1500～2000km內的用戶提供5-15m的位置精度。

(2)區(qū)域差分系統(tǒng)(RADS)。在一個很大的區(qū)域上設置多個差分站和用于控制、通信和發(fā)射的設備。它可在離臺站400～600km的范圍內，為空中、海上、地面以及鐵路和測量用戶提供3-10m的位置精度。

(3)局域差分系統(tǒng)(LADS)。它采用載波相位測量校正偽距，可為離臺站40km以內的用戶提供10cm量級的位置精度。 LADS臺站可以是移動系統(tǒng)，還可能用地面小功率發(fā)射機--偽衛(wèi)星來輔助。

另外，還制訂了一個更大范圍的包括獨聯(lián)體各國的統(tǒng)一的聯(lián)合國家分系統(tǒng)(UDS)。該系統(tǒng)預計在1998-2000年建成，屆時將為獨聯(lián)體的所有國家提供精密導航定位服務。

格洛納斯 - 應用范圍

簡況

衛(wèi)星導航首先是在軍事需求的推動下發(fā)展起來的，GLONASS與GPS一樣可為全球海陸空以及近地空間的各種用戶提供全天候、連續(xù)提供高精度的各種三維位置、三維速度和時間信息(PVT信息)，這樣不僅為海軍艦船、空軍飛機、陸軍坦克、裝甲車、炮車等提供精確導航;也在精密導彈制導、C3I精密敵我態(tài)勢產生、部隊準確的機動和配合、武器系統(tǒng)的精確瞄準等方面廣泛應用。另外，衛(wèi)星導航在大地和海洋測繪、郵電通信、地質勘探、石油開發(fā)、地震預報、地面交通管理等各種國民經濟領域有越來越多的應用。GLONASS的出現(xiàn)，打破了美國對衛(wèi)星導航獨家籠斷的地位，消除了美國利用GPS施以主權威懾給用戶帶來的后顧之憂，GPS/GLONASS兼容使用可以提供更好的精度幾何因子，消除GPS的SA影響，從而提高定位精度。

伽利略、GLONASS和GPS對比

目前，世界上正在運行的全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)主要有兩大系統(tǒng)：一是美國的GPS系統(tǒng)，二是俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)。近年來，歐洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球衛(wèi)星定位計劃。因而，未來密布在太空的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)將形成美、俄、歐操縱的GPS、“格魯納斯”、“伽利略”三大系統(tǒng)“競風流”的局面。

GPS獨占鰲頭

GPS系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和4顆備用衛(wèi)星組成。它們分布在6個等間距的軌道平面上，軌道面相對赤道的夾角為55度，每個軌道面上有4顆工作衛(wèi)星，衛(wèi)星的軌道接近圓形，軌道高度為2.01836萬公里，周期約12小時。GPS能覆蓋全球，用戶數(shù)量不受限制。其所發(fā)射的信號編碼有精碼與粗碼。精碼保密，主要提供給本國和盟國的軍事用戶使用;粗碼提供給本國民用和全世界使用。精碼給出的定位信息比粗碼的精度高。GPS系統(tǒng)能夠連續(xù)、適時、隱蔽地定位，一次定位時間僅幾秒到十幾秒，用戶不發(fā)射任何電磁信號，只要接受衛(wèi)星導航信號即可定位，所以可全天候晝夜作業(yè)，隱蔽性好。

GLONASS不甘落后

俄羅斯GLONASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)擁有工作衛(wèi)星21顆，分布在 3個軌道平面上，同時有3顆備份星。每顆衛(wèi)星都在1.91萬公里高的軌道上運行，周期為11小時15分。因GLONASS衛(wèi)星星座一直處于降效運行狀態(tài)，現(xiàn)只有8顆衛(wèi)星能夠正常工作。GLONASS的精度要比GPS系統(tǒng)的精度低。為此，俄羅斯正在著手對 GLONASS進行現(xiàn)代化改造，12月就發(fā)射了3顆新型“旋風”衛(wèi)星。該衛(wèi)星的設計壽命將為7～8年(現(xiàn)行衛(wèi)星壽命為3年)，具有更好的訊號特性。

與GPS不同之處

一是衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號頻率和調制方式相同，不同衛(wèi)星的信號靠不同的偽碼區(qū)分。而GLONASS采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠頻率不同來區(qū)分，每組頻率的偽隨機碼相同。由于衛(wèi)星發(fā)射的載波頻率不同，GLONASS可以防止整個衛(wèi)星導航系統(tǒng)同時被敵方干擾，因而，具有更強的抗干擾能力。

二是坐標系不同。GPS使用世界大地坐標系(WGS-84)，而GLONASS使用前蘇聯(lián)地心坐標系(PE-90)。

三是時間標準不同。GPS系統(tǒng)時與世界協(xié)調時相關聯(lián)，而GLONASS則與莫斯科標準時相關聯(lián)。

“伽利略”后來居上

“伽利略”系統(tǒng)是歐洲計劃建設的新一代民用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，預計2008年系統(tǒng)建成并投入運營。按照規(guī)劃，“伽利略”計劃將耗資約27億美元，星座由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬公里的3個軌道面上，星座包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星。系統(tǒng)的典型功能是信號中繼，即向用戶接收機的數(shù)據(jù)傳輸可以通過一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來實現(xiàn)，例如通過移動通信網來實現(xiàn)。“伽利略”接收機不僅可以接受本系統(tǒng)信號，而且可以接受GPS、“格魯納斯”這兩大系統(tǒng)的信號，并且具有導航功能與移動電話功能相結合、與其他導航系統(tǒng)相結合的優(yōu)越性能。

“伽利略”系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)的主要區(qū)別

“伽利略”系統(tǒng)確定地面位置或近地空間位置要比GPS精確10倍。其水平定位精度優(yōu)于10米，時間信號精度達到1 00納秒。必要時，免費使用的信號精確度可達6米，如與GPS合作甚至能精確至4米。一位電子工程師舉例說明了這個區(qū)別：“如今的GPS只能找到街道，而‘伽利略 ’系統(tǒng)則能找到車庫門?！?/p>

格洛納斯 - 將與GPS相當

據(jù)全球按全網2007年5月24日報道，俄羅斯聯(lián)邦航天局副主任尤里·諾森科(Yury Nosenko)23日稱，Glonass全球定位系統(tǒng)將在2011年達到美國全球定位系統(tǒng) (GPS) 的精度水平。這是他在在莫斯科舉辦的一次Glonass頂級設計專家新聞發(fā)布會議上宣布的，2011年之前將Glonass系統(tǒng)民用精度提高至一米。 會上，負責建造Glonass衛(wèi)星的公司總裁稱，2007年底之前，將發(fā)射六顆Glonass-M衛(wèi)星入軌。另有六顆將在2008年加入系統(tǒng)，首批兩顆改進型Glonass-K衛(wèi)星將于2009年發(fā)射。

格洛納斯 - 前景

Glonass-K衛(wèi)星是完全基于非壓力式平臺的新型衛(wèi)星， 使用壽命達到十年，該型號衛(wèi)星完成后，Glonass系統(tǒng)將與GPS不相上下，用戶可以使用兩套系統(tǒng)。系統(tǒng)目前使用的衛(wèi)星為兩種型號衛(wèi)星——Glonass衛(wèi)星與其升級型號Glonass-M。Glonass-M衛(wèi)星使用壽命更長，為七年，裝有先進的天線饋電系統(tǒng)，并為民用客戶增加了一個額外的導航頻率。

Glonass系統(tǒng)為軍民兩用而設計，可使用戶實時標明位置。在2007聯(lián)邦預算中共分配給Glonass 3.8億美元，2006年則為1.81億美元。

格洛納斯 - 覆蓋全球

2009年12月16日俄羅斯聯(lián)邦航天署署長佩爾米諾夫稱，俄“格洛納斯”導航系統(tǒng)信號2010年將覆蓋全球。 據(jù)俄航天署網站介紹，佩爾米諾夫2009年12月15日向總理普京匯報了“格洛納斯”全球導航系統(tǒng)的部署情況。他介紹說，俄計劃2010年發(fā)射3次共計9顆“格洛納斯”導航系統(tǒng)衛(wèi)星，2010年年底前“格洛納斯”系統(tǒng)在軌衛(wèi)星總數(shù)將達到24顆，其信號將覆蓋全球。屆時，“格洛納斯”系統(tǒng)與美國全球定位系統(tǒng)(GPS)相比將具有明顯的競爭力?！案衤寮{斯”系統(tǒng)完成全部衛(wèi)星的部署后，其衛(wèi)星導航范圍可覆蓋整個地球表面和近地空間，定位精度將達到1.5米以內。

格洛納斯 - 應用范圍

衛(wèi)星導航首先是在軍事需求的推動下發(fā)展起來的，GLONASS與GPS一樣可為全球海陸空以及近地空間的各種用戶提供全天候、連續(xù)提供高精度的各種三維位置、三維速度和時間信息(PVT信息)，這樣不僅為海軍艦船、空軍飛機、陸軍坦克、裝甲車、炮車等提供精確導航;也在精密導彈制導、C3I精密敵我態(tài)勢產生、部隊準確的機動和配合、武器系統(tǒng)的精確瞄準等方面廣泛應用。另外，衛(wèi)星導航在大地和海洋測繪、郵電通信、地質勘探、石油開發(fā)、地震預報、地面交通管理等各種國民經濟領域有越來越多的應用。GLONASS的出現(xiàn)，打破了美國對衛(wèi)星導航獨家籠斷的地位，消除了美國利用GPS施以主權威懾給用戶帶來的后顧之憂，GPS/GLONASS兼容使用可以提供更好的精度幾何因子，消除GPS的SA影響，從而提高定位精度。

格洛納斯 - 伽利略、GLONASS和GPS對比

目前，世界上正在運行的全球衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)主要有兩大系統(tǒng)：一是美國的GPS系統(tǒng)，二是俄羅斯的“格魯納斯”系統(tǒng)。近年來，歐洲也提出了有自己特色的“伽利略”全球衛(wèi)星定位計劃。因而，未來密布在太空的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)將形成美、俄、歐操縱的GPS、“格魯納斯”、“伽利略”三大系統(tǒng)“競風流”的局面。

GPS獨占鰲頭

GPS系統(tǒng)由24顆工作衛(wèi)星和3顆備用衛(wèi)星組成。它們分布在6個等間距的軌道平面上，軌道面相對赤道的夾角為55度，每個軌道面上有4顆工作衛(wèi)星，衛(wèi)星的軌道接近圓形，軌道高度為2.01836萬公里，周期約12小時。GPS能覆蓋全球，用戶數(shù)量不受限制。其所發(fā)射的信號編碼有精碼與粗碼。精碼保密，主要提供給本國和盟國的軍事用戶使用;粗碼提供給本國民用和全世界使用。精碼給出的定位信息比粗碼的精度高。GPS系統(tǒng)能夠連續(xù)、適時、隱蔽地定位，一次定位時間僅幾秒到十幾秒，用戶不發(fā)射任何電磁信號，只要接受衛(wèi)星導航信號即可定位，所以可全天候晝夜作業(yè)，隱蔽性好。

GLONASS不甘落后

俄羅斯GLONASS衛(wèi)星定位系統(tǒng)擁有工作衛(wèi)星21顆，分布在 3個軌道平面上，同時有3顆備份星。每顆衛(wèi)星都在1.91萬公里高的軌道上運行，周期為11小時15分。因GLONASS衛(wèi)星星座一直處于降效運行狀態(tài)，現(xiàn)只有8顆衛(wèi)星能夠正常工作。GLONASS的精度要比GPS系統(tǒng)的精度低。為此，俄羅斯正在著手對 GLONASS進行現(xiàn)代化改造，12月就發(fā)射了3顆新型“旋風”衛(wèi)星。該衛(wèi)星的設計壽命將為7～8年(現(xiàn)行衛(wèi)星壽命為3年)，具有更好的訊號特性。

GLONASS與GPS有許多不同之處

一是衛(wèi)星發(fā)射頻率不同。GPS的衛(wèi)星信號采用碼分多址體制，每顆衛(wèi)星的信號頻率和調制方式相同，不同衛(wèi)星的信號靠不同的偽碼區(qū)分。而GLONASS采用頻分多址體制，衛(wèi)星靠頻率不同來區(qū)分，每組頻率的偽隨機碼相同。由于衛(wèi)星發(fā)射的載波頻率不同，GLONASS可以防止整個衛(wèi)星導航系統(tǒng)同時被敵方干擾，因而，具有更強的抗干擾能力。

二是坐標系不同。GPS使用世界大地坐標系(WGS-84)，而GLONASS使用前蘇聯(lián)地心坐標系(PE-90)。

三是時間標準不同。GPS系統(tǒng)時與世界協(xié)調時相關聯(lián)，而GLONASS則與莫斯科標準時相關聯(lián)。

“伽利略”后來居上

“伽利略”系統(tǒng)是歐洲計劃建設的新一代民用全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，預計2008年系統(tǒng)建成并投入運營。按照規(guī)劃，“伽利略”計劃將耗資約27億美元，星座由30顆衛(wèi)星組成。衛(wèi)星采用中等地球軌道，均勻地分布在高度約為2.3萬公里的3個軌道面上，星座包括27顆工作星，另加3顆備份衛(wèi)星。系統(tǒng)的典型功能是信號中繼，即向用戶接收機的數(shù)據(jù)傳輸可以通過一種特殊的聯(lián)系方式或其他系統(tǒng)的中繼來實現(xiàn)，例如通過移動通信網來實現(xiàn)。“伽利略”接收機不僅可以接受本系統(tǒng)信號，而且可以接受GPS、“格魯納斯”這兩大系統(tǒng)的信號，并且具有導航功能與移動電話功能相結合、與其他導航系統(tǒng)相結合的優(yōu)越性能。

“伽利略”系統(tǒng)與GPS系統(tǒng)的主要區(qū)別

“伽利略”系統(tǒng)確定地面位置或近地空間位置要比GPS精確10倍。其水平定位精度優(yōu)于10米，時間信號精度達到1 00納秒。必要時，免費使用的信號精確度可達6米，如與GPS合作甚至能精確至4米。一位電子工程師舉例說明了這個區(qū)別：“如今的GPS只能找到街道，而‘伽利略 ’系統(tǒng)則能找到車庫門?！?/p>