(原创)纯GLONASS还能否提供精确定位服务

来源:百度文库 编辑:超级军网 时间:2024/05/04 11:24:10
GLONASS设计时是24颗星,分布在60度夹角的三个平面上。同平面上每两颗星夹角45度。三个平面的星各有15度相位差。轨道高度19100公里。




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假设地球面上任意一点作与球面的切面,会交GLONASS球面形成一个球冠。球冠内的卫星就是这一点这一刻可以接收到的。地球半径6400公里。所以可以算出球冠对应的夹角略大于150度。所以在此球冠内,至少会有(150÷60)两条轨道经过,每一条轨道有至少(150÷45)3颗星。而要确切定位,只需要4颗星就够了。

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现在的GLONASS,只有10颗星在操作。分别在第一和第三平面上。

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<P>GLONASS Cosmos Plane/ Frequ.  Launch     Intro      Status    Outagenumber  number  slot  chann.  date        date                 date </P>
<P>794    2402   1/02    04    10.12.2003  02.02.2004 operating </P>
<P>789    2381   1/03    12    01.12.2001  04.01.2002 operating  </P>
<P>795    2403   1/04    06    10.12.2003  30.01.2004 operating </P>
<P>711    2382   1/05    02    01.12.2001  15.04.2003 operating </P>
<P>701    2404   1/06          10.12.2003            reserve</P>
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<P>787    2375   3/17    05    13.10.2000  04.11.2000 operating </P>
<P>783    2374   3/18    10    13.10.2000  05.01.2001 operating </P>
<P>792    2395   3/21    05    25.12.2002  31.01.2003 operating  </P>
<P>791    2394   3/22    10    25.12.2002  10.02.2003 operating </P>
<P>793    2396   3/23    11    25.12.2002  31.01.2003 operating </P>
<P>788    2376   3/24    03    13.10.2000  21.11.2000 operating  </P>
<P>
<P>
<P>1.SATELLITES, PLANES, SLOTS AND CHANNELS </P>
<P>Plane 1/ slot:  01  02  03  04  05  06  07  08 </P>
<P>         Channel:  --  04  12  06  02  --  --  --   </P>
<P>Plane 2/ slot:  09  10  11  12  13  14  15  16 </P>
<P>       Channel:  --  --  --  --  --  --  --  --  </P>
<P>Plane 3/ slot:  17  18  19  20  21  22  23  24 </P>
<P>        Channel:  05  10  --  --  05  10  11  03</P>
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由此可见,GLONASS只有((150-60)÷360)×2=1/2时间,可以确保1号和3号轨道在球冠可视范围内。就是说只有12个小时是可以操作的。

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由于1号轨道平面只有连续4颗星,而3号平面有连续6颗星(见上图),所以我们还要看,能否始终确保至少有4颗星在视野内。这是实现定位的基本要求。

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如果先不考虑轨道间15度的相位差,那么150度扇面里只有当完全处于1号轨道的背面(无星的连续6,7,8,1四个位置)时,才会无法确保4颗星在视野内。而这个时间只有(180-150)÷360,就是只有1/12的机会。就是1个小时的时间。实际上,由于轨道间有15度的相位差,在进入和移出这30度死角的前后各15度里,刚好3号轨道会有4颗星处于可以观测的位置,彻底弥补了这个死角!非常了不起的设计。俄国人计算好了所有一切,用最少的代价,保证了GLONASS的服务(这也是6号没有投入服务的原因)。苏联的光荣虽然不再,俄国人没有放弃对理想和未来的最求。GLONASS仍然保持了一半的操作能量。

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[此贴子已经被作者于2004-9-30 14:12:38编辑过]
GLONASS设计时是24颗星,分布在60度夹角的三个平面上。同平面上每两颗星夹角45度。三个平面的星各有15度相位差。轨道高度19100公里。




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假设地球面上任意一点作与球面的切面,会交GLONASS球面形成一个球冠。球冠内的卫星就是这一点这一刻可以接收到的。地球半径6400公里。所以可以算出球冠对应的夹角略大于150度。所以在此球冠内,至少会有(150÷60)两条轨道经过,每一条轨道有至少(150÷45)3颗星。而要确切定位,只需要4颗星就够了。

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现在的GLONASS,只有10颗星在操作。分别在第一和第三平面上。

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<P>GLONASS Cosmos Plane/ Frequ.  Launch     Intro      Status    Outagenumber  number  slot  chann.  date        date                 date </P>
<P>794    2402   1/02    04    10.12.2003  02.02.2004 operating </P>
<P>789    2381   1/03    12    01.12.2001  04.01.2002 operating  </P>
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<P>787    2375   3/17    05    13.10.2000  04.11.2000 operating </P>
<P>783    2374   3/18    10    13.10.2000  05.01.2001 operating </P>
<P>792    2395   3/21    05    25.12.2002  31.01.2003 operating  </P>
<P>791    2394   3/22    10    25.12.2002  10.02.2003 operating </P>
<P>793    2396   3/23    11    25.12.2002  31.01.2003 operating </P>
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<P>Plane 1/ slot:  01  02  03  04  05  06  07  08 </P>
<P>         Channel:  --  04  12  06  02  --  --  --   </P>
<P>Plane 2/ slot:  09  10  11  12  13  14  15  16 </P>
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由此可见,GLONASS只有((150-60)÷360)×2=1/2时间,可以确保1号和3号轨道在球冠可视范围内。就是说只有12个小时是可以操作的。

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由于1号轨道平面只有连续4颗星,而3号平面有连续6颗星(见上图),所以我们还要看,能否始终确保至少有4颗星在视野内。这是实现定位的基本要求。

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如果先不考虑轨道间15度的相位差,那么150度扇面里只有当完全处于1号轨道的背面(无星的连续6,7,8,1四个位置)时,才会无法确保4颗星在视野内。而这个时间只有(180-150)÷360,就是只有1/12的机会。就是1个小时的时间。实际上,由于轨道间有15度的相位差,在进入和移出这30度死角的前后各15度里,刚好3号轨道会有4颗星处于可以观测的位置,彻底弥补了这个死角!非常了不起的设计。俄国人计算好了所有一切,用最少的代价,保证了GLONASS的服务(这也是6号没有投入服务的原因)。苏联的光荣虽然不再,俄国人没有放弃对理想和未来的最求。GLONASS仍然保持了一半的操作能量。

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[此贴子已经被作者于2004-9-30 14:12:38编辑过]
[此贴子已经被作者于2004-9-30 14:48:37编辑过]
估计看的懂的人不多啊!但好顶的俺就是要顶上去!不知道GLONASS的精度到底是多少?没HP码是否可以想GPS一样,利用SP码搞个差分方式在近距离内(300公里内)提高精度?这十二个小时的服务是否有规律可言,比如每天出现的时间是固定的?
<P>GLONASS精度SP码是水平约60米,垂直约70米。当然用差分法可以提高精度。如果可以得到HP码就更好。12小时是没有考虑地球自转轴和轨道面交轴的夹角和卫星速度的。纯几何考虑下,GLONASS的确可以提供两次每次6小时的服务。两次服务间隔也是6小时。下一步我会把轴夹角问题考虑进去,就可以回答最后一个问题了。(粗略考虑,似乎只和第一和第三平面的起始位置有关,和夹角没有太大关系)</P><P>这篇文章本来是写出来和台湾人辩论的,遗憾他们没有这个雅量再看下去,就BAN了我的帐号。等我找时间把具体的思路和计算都写出来,然后完整的再贴一遍吧。不过最近没有时间。</P>
为什么GLONASS比GPS更能抗干扰?
好题目,等。
GLONASS 是频分多址的,GPS 是码分多值,谁说GLONASS 精度只有那么低??SPP精度与GPS 差不多。现在民用多用GLONASS+GPS双系统,只要能有一两颗GLONASS ,那么RTK精密差分可用性和可靠性将大幅度提高。
有个说法ГЛОНАСС的码速率是GPS的一半,因此定位精度差距较大?[em06]
<B>以下是引用<I>Casablanca</I>在2004-10-10 2:27:00的发言:</B>
GLONASS 是频分多址的,GPS 是码分多值,谁说GLONASS 精度只有那么低??SPP精度与GPS 差不多。现在民用多用GLONASS+GPS双系统,只要能有一两颗GLONASS ,那么RTK精密差分可用性和可靠性将大幅度提高。

<P>GLONASS官方网站上对其精度有这么一段描述:
<P> SP positioning and timing services are available to all GLONASS civil users on a continuous, worldwide basis and provide the capability to obtain horizontal positioning accuracy within 57-70 meters (99.7% probability), vertical positioning accuracy within 70 meters (99.7% probability), velocity vector components measuring accuracy within 15 cm/s (99.7% probability) and timing accuracy within 1 mks (99.7% probability). These characteristics may be significantly increased using differential mode of navigation and special methods of measurements (e.g. carrier phase etc.).
<P>所以前面sitem00n引用的精度数据是对的,SP码确实只能达到这个水平。
<P>注意上面这段文字的最后一句话:上述精度数值可以通过不同的导航方式和特殊的测算手段获得显著提高。
<P>我觉得GLONASS的最大问题不是精度,可能也不是运行时间上的漏洞,毕竟我军作为进攻方有选择进攻时间的优势,可以选择有更多GLONASS卫星出现的时机发难。GLONASS的硬伤是维护太差。原因自然是因为俄国没钱,现在勉强运行的十颗星状态也不怎么样,随时可能出故障。最近看到有报导说,普京对此很重视,拔巨款重振该项目雄风,扬言在2006年恢复GLONASS的战备值班(换言之,现在还不具备战备值班的能力)。所以台湾人认为GLONASS已是昨日黄花的想法恐怕要落空了。
<P>值得一提的是,新的Glonass-M系统距离精度可达(10~15)m,定时精度为(20~30)ns,速度精度达到0.01m/s。当然这应该指的是HP军码,我们不一定能得到。
<P>GLONASS和GPS都分民、军两码,并且都只开放前者。我理解,这两种系统的抗干扰能力在理论上不会有大的区别,只是在战时美军人为增大GPS民码误差(也可以理解为自我干扰)的可能性要比俄国人大。因此许多国际用户都脚踩两只船。
<P>如Casablanca所言,民用GLONASS+GPS双系统已卖得满大街都是。我相信我们的双系统军用品肯定在搞,这一点可以从许多国内专家的论文中可以看出来。
<P>总之,我觉得我军肯定不能将未来产品研发只依赖于GLONASS系统,但通过双系统利用这一资源来提高精度和可靠性是很有意义的。此外,伽利略计划也要参与,自己的北斗要抓紧,甚至可以未雨绸缪地规划我们自己真正的全球定位系统。</P>
俄罗斯已经开始补射GLONASS卫星了!!!
<P>12月9号2004,6号位上的701号星正式投入运行.现在Glonass有11颗星运行.</P><P>原来希望可以用纯几何的方法找出Glonass的可靠度答案,后来发现由于星系平面的倾角问题,对于地球上每个点Glonass星座的Availablity都有区别.从平均可靠时间来看,原来只有9颗星的时候,平均工作时间是11小时左右.现在06号位的701投入工作,对于原来最大的缺口:06,07,08,01共180度的轨道起了非常大的补充作用.</P><P>更令人振奋的是下面的消息:</P><P> ATTENTION: Block 33 launch is sheduled on December 26, 2004 (16:53:31).
The new GLONASS satellite (712/796/797) to be launched will be
placed into slots 1, 7, 8 of orbit plane 1 . </P><P>本月(12月2004)26号(老毛生日),又有三颗星发射到空缺的1,7,8号位!</P>
sitem00n兄,为什么说Glonass比GPS难干扰?
确实是刚补了三颗星。
一天提供12小时服务,这弱点太要命了
<P>自己没有的话,先沾点光吧</P><P>不过一向靠不住的说啊</P>
<P>这个帖子很厉害,听不大懂但知道对我们很重要,我先顶一下,再问个问题。</P><P>无论是GPS还是Glonass,如何应对反卫星攻击,应该说这个技术很多技术大国都是比较成熟的。</P>
到了最后还是要搞自己得天基定位系统~~~北斗得潜力不够,怎么看都不能给巡航导弹提供导航。
<P>没关系,至少在东亚地区,我们在军事上的应用可以得到北斗24小时的军码级导航,就算再差也因该比美国的民码强。</P>
现在GPS的C/A码没有SA了,所以北斗真得还不见得比C/A码强/ 不过北斗是自己的,这个是大不同/
glonass 与 gps 时间有无钟差呢?