俄羅斯GLONASS定位的差分增強(qiáng)系統(tǒng)

從1990年起，俄羅斯就開始研制下一代改進(jìn)型衛(wèi)星，GLONASS-M，重約1480kg 。這種新型衛(wèi)星將進(jìn)一步改進(jìn)星上原子鐘，提高頻率穩(wěn)定度和系統(tǒng)的精度，更為重要的是它的工作壽命可以達(dá)到5年以上，這對確保GLONASS空間星座維持21-24顆工作衛(wèi)星發(fā)射信號(hào)至關(guān)重要。1995年按計(jì)劃對GLONASS-MⅠ進(jìn)行了全面的地面測試，并計(jì)劃在1996年第三季度進(jìn)行首次這種衛(wèi)星發(fā)射。這次發(fā)射將攜帶兩顆BlockⅡV衛(wèi)星和一顆GLONASS-MⅠ衛(wèi)星。以后MⅠ型衛(wèi)星將作為替補(bǔ)衛(wèi)星，一直用到2000年。

近期，俄羅斯正準(zhǔn)備研制一種工作壽命可達(dá)7年的更大（其重約達(dá)2000kg）和功能更強(qiáng)的GLONASS-MⅡ型衛(wèi)星。除了對星上子系統(tǒng)作重要改進(jìn)外，還將增加星間數(shù)據(jù)通信和監(jiān)視能力，因而可自主運(yùn)行長達(dá)60天。MⅡ衛(wèi)星還將發(fā)射第二個(gè)民用頻率，以便消除電離層對民用定位精度的影響。預(yù)計(jì)，這些MⅡ型衛(wèi)星將在2000年以后發(fā)射。另外，GLONASS計(jì)劃的管理者正在考慮把未來空間星座衛(wèi)星總數(shù)增至27顆，即在原每個(gè)軌道面上均布8顆工作衛(wèi)星外，各軌道面上再增加1顆在軌備用衛(wèi)星。地面控制部分的改進(jìn)包括改進(jìn)控制中心；開發(fā)用于軌道監(jiān)測和控制的現(xiàn)代化測量設(shè)備；改進(jìn)控制站和控制中心之間的通信設(shè)備。這些改進(jìn)項(xiàng)目完成后，可使星歷精度提高30-40%，可使導(dǎo)航信號(hào)相位同步的精度提高1～2倍（15ns），以及可降低偽距誤差中的電離層分量。

差分增強(qiáng)系統(tǒng)

為了進(jìn)一步提高GLONASS的精度，以滿足三個(gè)類別的飛機(jī)精密進(jìn)場/著陸的要求，俄羅斯正計(jì)劃開發(fā)以下三種差分增強(qiáng)系統(tǒng)。

（1）廣域差分系統(tǒng)（WADS）。它包括在俄羅斯境內(nèi)建立3-5個(gè)WADS地面站，可為離站1500～2000km內(nèi)的用戶提供5-15m的位置精度。

（2）區(qū)域差分系統(tǒng)（RADS）。在一個(gè)很大的區(qū)域上設(shè)置多個(gè)差分站和用于控制、通信和發(fā)射的設(shè)備。它可在離臺(tái)站400～600km的范圍內(nèi)，為空中、海上、地面以及鐵路和測量用戶提供3-10m的位置精度。

（3）局域差分系統(tǒng)（LADS）。它采用載波相位測量校正偽距，可為離臺(tái)站40km以內(nèi)的用戶提供10cm量級(jí)的位置精度。 LADS臺(tái)站可以是移動(dòng)系統(tǒng)，還可能用地面小功率發(fā)射機(jī)--偽衛(wèi)星來輔助。

另外，還制訂了一個(gè)更大范圍的包括獨(dú)聯(lián)體各國的統(tǒng)一的聯(lián)合國家分系統(tǒng)（UDS）。該系統(tǒng)預(yù)計(jì)在1998-2000年建成，屆時(shí)將為獨(dú)聯(lián)體的所有國家提供精密導(dǎo)航定位服務(wù)。自2002年起，俄羅斯聯(lián)邦就開始著手研發(fā)建立GLONASS系統(tǒng)的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)——差分校正和監(jiān)測系統(tǒng)（SDCM）。SDCM將為GLONASS以及其他全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)提供性能強(qiáng)化，以滿足所需的高精確度及可靠性。和其他的衛(wèi)星導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)類似，SDCM也利用了差分定位的原理，該系統(tǒng)主要由3部分組成：差分校準(zhǔn)和監(jiān)測站、中央處理設(shè)施以及用來中繼差分校正信息的地球靜止衛(wèi)星。

俄羅斯的SDCM增強(qiáng)系統(tǒng)的空間段由三顆GEO衛(wèi)星——“射線”（Luch或Loutch）衛(wèi)星組成，分別為Luch-5A、Luch-5B和Luch-4。“射線”衛(wèi)星是蘇聯(lián)/俄羅斯民用數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星系列，第一顆衛(wèi)星“Luch-5A”，于2011年發(fā)射到西經(jīng)16°的軌道位置，第二顆衛(wèi)星“Luch-5B”，于2012年發(fā)射到東經(jīng)95°的軌道位置。到了2014年，隨著第三顆星“Luch-4”發(fā)射到東經(jīng)167°軌道位置，SDCM的空間段將部署完成。