格洛納斯（GLONASS）全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)是一個基于無線電通信技術的衛(wèi)星導航系統(tǒng)，由前蘇聯(lián)開發(fā)，目前由俄羅斯國家空軍管理運營，為俄羅斯政府服務。在俄羅斯，Glonss全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)相當于美國的GPS全球定位系統(tǒng)。最早開發(fā)于蘇聯(lián)時期，后由俄羅斯繼續(xù)該計劃。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)于2007年開始運營，當時只開放俄羅斯境內衛(wèi)星定位及導航服務。到2009年，其服務范圍已經(jīng)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。

機制

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。GPS由24顆衛(wèi)星組成，分布在6條交點互隔60度的軌道面上，精度約為10米，軍民兩用，正在試驗第二代衛(wèi)星系統(tǒng)。

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。共發(fā)射了80余顆GLONASS衛(wèi)星，僅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?！百|子”號系列運載火箭是蘇聯(lián)研制的第一種非導彈衍生的、專為航天任務設計的大型運載器。?

所謂一箭三星，2018年3月31日上午11時22分，中國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心以“一箭三星”方式成功發(fā)射三顆高分辨率光學衛(wèi)星，組成中國首個民用業(yè)務衛(wèi)星星座。

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。

現(xiàn)狀

起初，前蘇聯(lián)要用20年時間發(fā)射76顆GLONASS衛(wèi)星。到1995年，俄羅斯只完成24顆中高度圓軌道衛(wèi)星加1顆備用衛(wèi)星組網(wǎng)，耗資30多億美元，此衛(wèi)星網(wǎng)由俄羅斯國防部控制。?GLONASS空間部分也由24顆衛(wèi)星組成。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。其應用普及情況遠不及GPS。前一時期由于經(jīng)濟困難無力補網(wǎng)，原來在軌衛(wèi)星陸續(xù)退役，現(xiàn)在軌道上只有6顆星可用，不能獨立組網(wǎng)，只能與GPS聯(lián)合使用。

全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)是從1982年10月2日開始啟動的。1993年9月?lián)碛?2顆衛(wèi)星的這一系統(tǒng)正式運行。2005年該系統(tǒng)衛(wèi)星集群的衛(wèi)星從2004年的14顆增加到17顆。未來幾年衛(wèi)星集群將由使用壽命為7年的新一代“全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)-M”型衛(wèi)星和使用壽命為10年的“全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)-K”型衛(wèi)星擴充。

在聯(lián)邦航天項目框架內，到2012年年底俄羅斯全球導航衛(wèi)星系統(tǒng)計劃將衛(wèi)星集群的衛(wèi)星數(shù)量增至24顆。

俄聯(lián)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(wèi)星信號，可用性如圖2所示，覆蓋全球范圍。

同時，從衡量定位精度的幾何精度因子（PDOP）快照截圖可以看出，世界上大多數(shù)國家的PDOP值小于3（黃色標識），表明良好的能見度和GLONASS星座有利的幾何位置精度。數(shù)值越小精度越高。

定位精度一直在提升，2013年可以達到1.5米（2D?RMS）。??

組成

GLONASS衛(wèi)星星座

GLONASS衛(wèi)星導航系統(tǒng)擁有工作衛(wèi)星21顆，同時還有3顆備份衛(wèi)星。衛(wèi)星星座的軌道為3個等間隔橢圓軌道面，24顆衛(wèi)星均布于該3個軌道。3個軌道平面的相互夾角按升交點經(jīng)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(wèi)星在No．1軌道，其余類推。各軌道的衛(wèi)星編號均按衛(wèi)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(wèi)星距地面高度為1．91萬km，運行周期為1?1h15m45?s。由于GLONASS衛(wèi)星軌道傾角大于GPS衛(wèi)星的軌道傾角，故在高緯度 - 50度以上地區(qū)的可視性較好。地面用戶每天提前4．07min見到同一顆衛(wèi)星，在中國境內可見到24顆中高度角5度以上的11顆衛(wèi)星，比能夠見到的GPS衛(wèi)星要多3～4顆。每顆GLONASS衛(wèi)星上都裝有銫原子鐘，以產(chǎn)生高穩(wěn)定的時間標準，并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(fā)。??

地面控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)包括一個系統(tǒng)控制中心 - 設在莫斯科的Golisyno-2，一個指令跟蹤站 - CTS，網(wǎng)絡分布在俄羅斯境內。CTS跟蹤著GLONASS可視衛(wèi)星，遙測所有衛(wèi)星，進行測距數(shù)據(jù)的采集和處理，并向各衛(wèi)星發(fā)送控制指令和導航信息。在地面控制站 - GCS內有激光測距設備對測距數(shù)據(jù)作周期修正，為此所有GLONASS衛(wèi)星上都裝有激光反射鏡。??

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(wèi)星，將接收的

信號計算出導航者位置坐標值、時間等。實際應用中一般設計為能同時接收GLONASS、GPS衛(wèi)星信號。用戶接收機可以單獨使用GLONASS衛(wèi)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。相對于GPS設備，GLONASS組合定位用戶接收機優(yōu)勢如下：

1、精度因子改善。由于結合GPS與GLONASS衛(wèi)星，可視衛(wèi)星數(shù)量增加與幾何關系的改善，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。對于城市峽谷或山區(qū)而言，可視衛(wèi)星數(shù)量可能低于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。由于有了更多可視衛(wèi)星，導航者在自主式偵測時，可以較容易偵測與分辨異?，F(xiàn)象，也增強了整體性。

4、增強妥善性。結合了GPS與GLONASS后，導航者的正常動作較不會是受到某顆衛(wèi)星異常的影響。較容易取得持續(xù)的服務與較高的妥善率。??

全球部署

根據(jù)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。??

典型應用項目

在俄羅斯，已經(jīng)在如下項目中應用GLONASS：

ERA-GLONASS交通事故應急響應

ITS?Moscow智能交通莫斯科

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(yè)應用

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應用，如精確農(nóng)業(yè)、無人機導航、GIS測繪、個人定位、車載定位與導航、船舶海航等。