格洛納斯衛星

格洛納斯衛星

格洛納斯衛星是俄羅斯/蘇聯發展的時間測距體制無源全球導航衛星系統的空間部分。 1976年蘇聯頒布建立GLONASS系統的法令,第一顆GLONASS衛星於1982年10月12日發射升空。歷經13年,共發射27次,把67顆衛星送入太空,僅僅有兩次發射失敗(第9次和第11次發射失敗,損失了6顆衛星)。 在1996一1998年間,由於經濟困難,GLONASS星座得不到正常的維護,導致系統性能衰退。從2001年12月1日至2002年5月30日,GLONASS系統僅有7顆衛星在正常運行。

基本信息

研製歷史

1960年晚些時候,前蘇聯軍方確認需要一個衛星無線電導航系統用於新一代彈道飛彈的精確導引,而當時己有的旋風( Tsiklon )衛星導航系統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,前蘇聯國防部、科學院和海軍等一些研究所聯合起來,計畫為海、陸、空、天武裝力量的定位與導航需求建立一個單一的解決方案,直到1970年這個系統的需求檔案才編制完成。

經過深入研究和討論之後,1976年前蘇聯頒布建立GLONASS系統的法令。該計畫的第一次衛星發射是在1982年10月12日進行的,1993年9月俄羅斯總統葉爾欽正式宣布GLONASS將成為一個工作系統。
1994年開始進行布滿星座的7次發射計畫的第一次發射。

1995年3月俄聯邦政府提出GLONASS系統對民用開放的政策。

1995年12月14日俄羅斯最後一次一箭三星將GLONASS衛星成功地發射到預定軌道,標誌著GLONASS星座己經布滿。經過數據載入、調整和檢驗,1996年1月18日24顆衛星正常發射信號,健康有效地工作,至此GLONASS系統正式建成並投入運行。

GLONASS系統比GPS起步晚9年,全系統正常運行比GPS晚近3年。從1982年10月12日發射第一顆GLONASS衛星以後,歷經13年,共發射27次,把67顆衛星送入太空,僅僅有兩次發射失敗(第9次和第11次發射
失敗,損失了6顆衛星)。

在1996一1998年間,由於經濟困難,GLONASS星座得不到正常的維護,導致系統性能衰退。 從2001年
12月1日至2002年5月30日,GLONASS系統僅有7顆衛星在正常運行。

三個發展階段

事實上,GLONASS系統的建立被規劃為3個階段:
第一階段(1983一1985年):
星座實驗時期。進行系統概念實驗,軌道上僅有4一6顆衛星。
第二階段(1986一1993年):
完成飛行實驗驗證,初始系統運行。軌道上有12顆衛星,並展開了廣泛的系統實驗。當時,俄羅斯進一步認為GLONASS系統是俄羅斯武器裝備的組成部分,也是俄羅斯無線電導航規劃的基礎。

第三階段(1993一1995年):
完成了24顆星的星座系統,系統投入運行,與此同時,俄羅斯宣布GLONASS具備了完全工作能力。

組成與結構

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顆衛星,同平面內的衛星之間相隔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。

GLONASS衛星結構採用增壓密封圓柱體,衛星下面裝有12個導航信號天線、各種測控天線和姿態敏感器等,圓柱側壁是軌道校正發動機、姿態控制系統、熱控制通氣窗和太陽帆板等。衛星均採用三軸穩定方式,採用精密艷鍾作為其頻率基準,整星質量1400千克,高3米,太陽帆板展開時寬度為7米以上,功率為1600瓦,壽命1一3年。

在建立GLONASS星座系統共使用了兩種火箭發射衛一種是質子號火箭(一箭三星發射入軌),另一種是聯盟號火箭。

地面支持系統

地面支持系統由系統控制中心、中央同步器、遙測遙控站(含雷射跟蹤站)和外場導航控制設備組成。

地面支持系統的功能由前蘇聯境內的許多場地來完成。隨著蘇聯的解體,GLONASS系統由俄羅斯航天局管
理,地面支持段己經減少到只有俄羅斯境內的場地了,系統控制中心和中央同步處理器位於莫斯科,遙測遙控站
位於聖彼得堡、捷爾諾波爾、埃尼謝斯克和共青城。

地面支持系統的作用主要包括如下幾個方面:

(1)測量和預測各顆衛星的星曆;

(2)將預測的星曆、時鐘校正值和曆書信息上行載入給每顆衛星,以便以後編入導航電文;

(3)使星鍾與GLONASS系統同步;

(4)計算GLONASS系統時和UTC(SU)之間的偏差;

(5)進行衛星跟蹤、控制與管理;

(6)監測GLONASS導航信號,如果發現異常,便將這些異常回報給系統控制中心。

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