GPS/GNSS原理与应用(第3版)
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4.1 简介

全球导航卫星系统(GLONASS)是俄罗斯联邦推出的对应于美国的GPS的系统[作为项目名称,GLONASS是大写的,但在说明实际航天器时只大写卫星名称的首字母(如Glonass、Glonass-M和Glonass-K)]。GLONASS提供军用和民用的多频L波段定位、导航和定时解算,为俄罗斯境内和国际上的海事、空中、陆地和太空应用提供多频段导航服务。

GLONASS项目的历史与GPS的相似。类似于GPS,为支持军事要求,苏联军方在20世纪70年代中期启动了该计划。第一颗GLONASS卫星于1982年10月12日发射。最初的4颗卫星于1984年1月用于部署测试星座。最初,GLONASS是为了支持海军的导航和时间传播需求。早期的系统测试令人信服地表明,GLONASS除满足苏联的防务要求外,也可以民用。因此,该任务扩大到了包括民用用户[1]

1988年,在国际民用航空组织(ICAO)的未来空中导航系统(FANS)特别委员会会议上,苏联声明向全世界免费提供GLONASS导航信号,以用于航空安全。同年,在国际海事组织(IMO)第35届航海安全小组委员会上,苏联也提出了类似的建议[1, 2]

1991年苏联解体后,俄罗斯建立了10~12颗卫星的测试星座,随后对系统进行了广泛的测试。因此,1993年9月,俄罗斯总统叶利钦正式宣布GLONASS投入使用,是俄罗斯军用设施的一部分,也是俄罗斯无线电导航计划的基础[3]

从1994年4月到1995年12月,俄罗斯又进行了7次发射,完成了24颗卫星星座的部署。1996年2月,这些卫星被宣布正式投入运营,首次完整地部署了这个星座。然而,此后不久,一些老卫星失效,星座迅速退化。从1996年到2001年,俄罗斯只发射了两组3颗卫星,最终只剩下6~8颗工作的卫星。直到2011年,俄罗斯才将其星座恢复到全面的全球服务水平。

在组建期间,俄罗斯政府于1995年3月7日颁布237号法令,肯定了苏联于1988年的声明,开放了民用GLONASS C/A码信号,并且保证免费提供这些信号。俄罗斯还公布了一份接口控制文件(ICD),它详细说明了开放式服务GLONASS信号和导航电文的结构。最新版本的ICD于2008年发布[4, 5]

1999年2月18日,俄罗斯总统发布第38-RP号令,宣布GLONASS为双用途系统。随后于1999年3月29日颁布法令,将GLONASS对国际合作开放[6, 7]

2001年8月,俄罗斯为2001-2011年推出了第一个GLONASS联邦目标计划,稳定了项目的发展,获得了资金并且开发了相关的基础设施。2007年5月17日,俄罗斯联邦总统普京在颁布第638号令时进一步加强了该方案,宣布GLONASS开放式服务可供所有国内和国际用户无任何限制地使用[8]。今天,GLONASS的维护和现代化通过联邦目标计划“GLONASS 2012-2020年的维护、开发和使用”提供资金,该计划涵盖空间段、地面段和用户段的升级以及运输和大地测量应用[9]

到2016年,该项目已成功发射49次(外加4次运载火箭故障),共成功发射了86颗Glonass卫星、45颗Glonass-M卫星、2颗Glonass-K1卫星和2颗Etalon无源大地卫星。下面详细介绍目前的星座和这些航天器类型。