俄罗斯GLONASS定位的差分增强系统

行业资讯

2020年03月26日

从1990年起,俄罗斯就开始研制下一代改进型卫星,GLONASS-M,重约1480kg 。这种新型卫星将进一步改进星上原子钟,提高频率稳定度和系统的精度,更为重要的是它的工作寿命可以达到5年以上,这对确保GLONASS空间星座维持21-24颗工作卫星发射信号至关重要。1995年按计划对GLONASS-MⅠ进行了全面的地面测试,并计划在1996年第三季度进行首次这种卫星发射。这次发射将携带两颗BlockⅡV卫星和一颗GLONASS-MⅠ卫星。以后MⅠ型卫星将作为替补卫星,一直用到2000年。


近期,俄罗斯正准备研制一种工作寿命可达7年的更大(其重约达2000kg)和功能更强的GLONASS-MⅡ型卫星。除了对星上子系统作重要改进外,还将增加星间数据通信和监视能力,因而可自主运行长达60天。MⅡ卫星还将发射第二个民用频率,以便消除电离层对民用定位精度的影响。预计,这些MⅡ型卫星将在2000年以后发射。另外,GLONASS计划的管理者正在考虑把未来空间星座卫星总数增至27颗,即在原每个轨道面上均布8颗工作卫星外,各轨道面上再增加1颗在轨备用卫星。地面控制部分的改进包括改进控制中心;开发用于轨道监测和控制的现代化测量设备;改进控制站和控制中心之间的通信设备。这些改进项目完成后,可使星历精度提高30-40%,可使导航信号相位同步的精度提高1~2倍(15ns),以及可降低伪距误差中的电离层分量。


差分增强系统


为了进一步提高GLONASS的精度,以满足三个类别的飞机精密进场/着陆的要求,俄罗斯正计划开发以下三种差分增强系统。


(1)广域差分系统(WADS)。它包括在俄罗斯境内建立3-5个WADS地面站,可为离站1500~2000km内的用户提供5-15m的位置精度。

(2)区域差分系统(RADS)。在一个很大的区域上设置多个差分站和用于控制、通信和发射的设备。它可在离台站400~600km的范围内,为空中、海上、地面以及铁路和测量用户提供3-10m的位置精度。

(3)局域差分系统(LADS)。它采用载波相位测量校正伪距,可为离台站40km以内的用户提供10cm量级的位置精度。 LADS台站可以是移动系统,还可能用地面小功率发射机--伪卫星来辅助。


另外,还制订了一个更大范围的包括独联体各国的统一的联合国家分系统(UDS)。该系统预计在1998-2000年建成,届时将为独联体的所有国家提供精密导航定位服务。自2002年起,俄罗斯联邦就开始着手研发建立GLONASS系统的卫星导航增强系统——差分校正和监测系统(SDCM)。SDCM将为GLONASS以及其他全球卫星导航系统提供性能强化,以满足所需的高精确度及可靠性。和其他的卫星导航增强系统类似,SDCM也利用了差分定位的原理,该系统主要由3部分组成:差分校准和监测站、中央处理设施以及用来中继差分校正信息的地球静止卫星。


俄罗斯的SDCM增强系统的空间段由三颗GEO卫星——“射线”(Luch或Loutch)卫星组成,分别为Luch-5A、Luch-5B和Luch-4。“射线”卫星是苏联/俄罗斯民用数据中继卫星系列,第一颗卫星“Luch-5A”,于2011年发射到西经16°的轨道位置,第二颗卫星“Luch-5B”,于2012年发射到东经95°的轨道位置。到了2014年,随着第三颗星“Luch-4”发射到东经167°轨道位置,SDCM的空间段将部署完成。