GLONASS
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GLONASS (russisch ГЛОНАСС, ГЛОбальная НАвигационная Спутниковая Система, als Akronym für Globalnaja Nawigazionnaja Sputnikowaja Sistema, d. h. Globales Satellitennavigationssystem) ist ein Satellitennavigationssystem, das vom Verteidigungsministerium der Russischen Föderation betrieben wird.
Inhaltsverzeichnis |
[Bearbeiten] Technik
GLONASS ähnelt in Aufbau und Funktionsweise dem US-amerikanischen NAVSTAR-GPS. Die Satelliten der GLONASS-Konstellation tragen den Namen Uragan. Technisch basiert GLONASS auf ähnlichen Prinzipien wie GPS. Die parallele Entwicklung der beiden gleichwertigen Systeme während des Kalten Krieges war aus militärstrategischen Gründen unabdingbar.
Die Entwicklung des Systems begann 1972. Die ersten drei Satelliten starteten am 12. Oktober 1982, das System ist am 24. September 1993 offiziell als operationell erklärt worden. Der Vollausbau, bestehend aus 21 Standard- und drei Reservesatelliten, wurde 1996 erreicht. Die Satelliten sind in drei Bahnebenen mit 64,8° Neigung gegen den Äquator (bei GPS 55°). Die Große Halbachse beträgt 25.500 km, die Bahnhöhe 19.100 km (GPS 20.200 km). Die Umlaufzeit liegt bei 11:15 Stunden (GPS 11:58). Im Gegensatz zum GPS senden bei GLONASS alle Satelliten mit gleichem Code (PRN: Pseudozufallsrauschen) auf unterschiedlichen Frequenzen (FDMA), aber maximal senden zwei Satelliten auf der gleichen Frequenz im Dezimeterwellen-Bereich. Beim GPS nutzen alle die gleichen Frequenzen.
Wie GPS benötigt GLONASS zum Regelbetrieb knapp 24 Satelliten, damit gewährleistet werden kann, dass immer zumindest drei davon an einem Ort sichtbar sind. Bisher reichte die Anzahl der funktionsfähigen Satelliten dafür nicht aus, so dass nicht immer an jedem Ort der Erdoberfläche genügend Satelliten für die Ortsbestimmung verfügbar sind. Bei bekanntem Standort ist dann lediglich eine Zeitbestimmung möglich. Wenn drei Satelliten sichtbar sind, können aus den Signalen drei Parameter abgeleitet werden, z.B. bei bekannter Höhe (Schiff auf dem Meer) der Ort (geogr. Breite und geogr. Länge) und die Zeit. An die Zeit werden relativ hohe Genauigkeitsanforderungen gestellt, da ein Zeitfehler von eine Mikrosekunde bereits zu einem Ortsfehler in der Größenordnung von 300 Metern führt. Mobile Empfänger benötigen daher für eine vollständige Ortsbestimmung mit den vier Parametern geogr. Breite, geogr. Länge, Höhe und Zeit auch immer vier Satelliten.
Im Januar 2003 kamen die Leitung der ESA und Roskosmos überein, die GLONASS-M-Satelliten zum Testen von Hardware für das zukünftige System Galileo der EU zu nutzen.
Am 12. September 2008 ordnete Russlands Premierminister Putin den Ausbau von GLONASS für 67 Milliarden Rubel (1,8 Milliarden Euro) an. Im Jahr 2012 sollen alle für den weltweiten Regelbetrieb notwendigen Satelliten einsatzbereit und im Orbit sein. [1]
[Bearbeiten] Systemarchitektur
[Bearbeiten] Satellitenkonstellation (Space Segment)
Der erste Uragan-Testsatellit Kosmos 1413 wurde im Oktober 1982 zusammen mit zwei Uragan-Attrappen in seine Umlaufbahn gebracht. Ursprünglich sollte das System 21 Satelliten für den Normalbetrieb sowie drei Reservesatelliten umfassen. Nach dem Zerfall der Sowjetunion konnten bis ins Jahr 1995 noch weitere Satelliten pro Jahr gestartet werden, die wohl schon zu Sowjetzeiten fertiggestellt wurden, so dass man 1995 ein System von 25 funktionierenden Satelliten hatte. Im Jahr 1998 war die Anzahl jedoch schon auf 13 gesunken und verringerte sich bis 2001 auf nur sieben Satelliten. Ab 2002 begann die Anzahl der funktionsfähigen Satelliten wieder anzusteigen. Das Problem dabei war die hohe Ausfallrate aufgrund der sehr kurzen Lebensdauer der einzelnen Uragan-Satelliten von nur drei Jahren.
Seit 2001 werden auch verbesserte Uragan-M-Satelliten mit einer Lebensdauer von sieben Jahren eingesetzt. Eine neue Uragan-K-Generation mit geringerer Startmasse und einer Lebensdauer von zehn Jahren befindet sich in Entwicklung (der erste Start ist für 2009 geplant). Diese Satelliten sollen in Kooperation mit Indien entwickelt werden. Uragan und Uragan-M werden in einem Tripel mit schweren Proton-Raketen gestartet, die leichteren Uragan-K sollen zu zweit mit einer deutlich günstigeren Sojus-2/Fregat starten können.
Ende 2005 wurden drei weitere GLONASS-Satelliten (zwei Uragan-M und ein Uragan) mit einer Proton-Rakete gestartet, Ende 2006 folgte ein weiterer Proton-Start mit drei Uragan-M-Satelliten; im Oktober 2007, Dezember 2007, September 2008 und Dezember 2008 wurden jeweils drei Satelliten gestartet.
Damit besteht das Satellitensegment von Glonass zur Zeit (Jan 2009) aus 20 Satelliten. Bei erfolgreicher Inbetriebnahme der im Dezember gestarteten Satelliten werden 19 Satelliten Glonass-Signale ausstrahlen.
Die neue Planung sieht 30 Satelliten vor, die sich auf drei Orbits mit jeweils 8 Satelliten und 2 Reservesatelliten verteilen. Ab 2010 wird Russland die neuen GLONASS-K-Satelliten starten. Da sie leichter sind, wird die Trägerrakete Sojus jeweils zwei von ihnen in den Weltraum bringen können. Damit halbieren sich die Startkosten. Bisher war eine Proton-Rakete erforderlich, die dafür drei Satelliten transportieren konnte.
| GLONASS-Konstellation vom 31. März 2009 | ||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Slot | Kanal | GLONASS-Nr. | Kosmos-Nr. | Startdatum | in Betrieb | Status | COSPAR-Nr. | Space Command Katalog-Nr. | Typ | |
| 1/01 | ||||||||||
| 1/02 | 01 | 728 | 2448 | 25.12.2008 | 20.01.2009 | in Nutzung | 2008-067B | 33467 | M | |
| 1/03 | 05 | 727 | 2447 | 25.12.2008 | 17.01.2008 | in Nutzung | 2008-067A | 33466 | M | |
| 1/04 | 06 | 795 | 2403 | 10.12.2003 | 30.01.2004 | in Nutzung | 2003-056C | 28114 | ||
| 1/05 | ||||||||||
| 1/06 | 01 | 701 | 2404 | 10.12.2003 | 08.12.2004 | in Nutzung | 2003-056A | 28112 | M | |
| 1/07 | 05 | 712 | 2413 | 26.12.2004 | 07.10.2005 | in Nutzung | 2004-053B | 28509 | M | |
| 1/08 | 06 | 729 | 2449 | 25.12.2008 | 12.02.2009 | in Nutzung | 2008-067C | 33468 | M | |
| 2/09 | '-02' | 722 | 2435 | 25.12.2007 | 25.01.2008 | in Nutzung | 2007-065B | 32394 | M | |
| 2/10 | '-07' | 717 | 2426 | 25.12.2006 | 03.04.2007 | in Nutzung | 2006-062B | 29671 | M | |
| 2/11 | 00 | 723 | 2436 | 25.12.2007 | 22.01.2008 | in Nutzung | 2007-065C | 32395 | M | |
| 2/12 | ||||||||||
| 2/13 | '-02' | 721 | 2434 | 25.12.2007 | 08.02.2008 | in Nutzung | 2007-065A | 32393 | M | |
| 2/14 | '-07' | 715 | 2424 | 25.12.2006 | 03.04.2007 | in Nutzung | 2006-062C | 29672 | M | |
| 2/15 | 00 | 716 | 2425 | 25.12.2006 | 12.10.2007 | in Nutzung | 2006-062A | 29670 | M | |
| 2/16 | ||||||||||
| 3/17 | 04 | 718 | 2431 | 26.10.2007 | 04.12.2007 | in Nutzung | 2007-052C | 32277 | M | |
| 3/18 | '-03' | 724 | 2442 | 25.09.2008 | 26.10.2008 | in Nutzung | 2008-046A | 33378 | M | |
| 3/19 | 03 | 720 | 2433 | 26.10.2007 | 25.11.2007 | in Nutzung | 2007-052A | 32275 | M | |
| 3/20 | 02 | 719 | 2432 | 26.10.2007 | 27.11.2007 | in Nutzung | 2007-052B | 32276 | M | |
| 3/21 | 04 | 725 | 2443 | 25.09.2008 | 05.11.2008 | in Nutzung | 2008-046B | 33379 | M | |
| 3/22 | '-03' | 726 | 2444 | 25.09.2008 | 13.11.2008 | in Nutzung | 2008-046C | 33380 | M | |
| 3/23 | 03 | 714 | 2419 | 25.12.2005 | 31.08.2006 | in Nutzung | 2005-050A | 28915 | M | |
| 3/24 | 02 | 713 | 2418 | 25.12.2005 | 31.08.2006 | in Nutzung | 2005-050B | 28916 | M | |
[Bearbeiten] Bodenstationen (Control Segment)
Alle Bodenstationen befinden sich auf dem Gebiet der ehemaligen Sowjetunion, nämlich in Moskau, Komsomolsk am Amur, Sankt Petersburg, Jenisseisk (alle auf dem Gebiet der russischen Föderation) und Ternopil (Ukraine).
[Bearbeiten] Benutzersegment (User Segment)
Nach Aussagen des russischen Verteidigungsministeriums im November 2006 soll ab 2009 die kommerzielle Nutzung von GLONASS möglich werden. Das System würde damit in direkter Konkurrenz zum US-amerikanischen GPS, dem europäischen Galileo-System und dem chinesischen Compass-System stehen.
Entsprechend konstruierte Navigationsgeräte könnten Daten sowohl von den GLONASS- als auch GPS-Satelliten empfangen und durch Kombination beider Signale eine erhöhte Genauigkeit erzielen. Auch bei dem Ausfall eines Systems oder als Schutz gegen Manipulation (siehe GPS-Jammer) hätte diese Anwendung Vorteile.
[Bearbeiten] Literatur
- Bernhard Hofmann-Wellenhof, Herbert Lichtenegger, Elmar Wasle: GNSS Global Navigation Satellite Systems: GPS, GLONASS, Galileo & more. Wien: Springer, 2007. ISBN 978-3-211-73012-6
- A.I. Petrov (Hrsg.): GLONASS: Printsipy postroeniia i funktsionirovaniia. Moskau: Radiotekhnika, 2005. ISBN 978-5-93108-076-5
[Bearbeiten] Weblinks
- Status der GLONASS-Konstellation
- aktuelle Abdeckung der Erdoberfläche mit GLONASS-Signalen
- Russland: Hightech für Putins Hund GLONASS-Peilung für Putins Hund sueddeutsche.de 26. Dezember 2007
