GLONASS

GLONASS (russisch ГЛОНАСС – Глобальная Навигационная Спутниковая Система, übersetzt Globales Navigations-Satelliten-System) ist die Kurzbezeichnung für ein Satellitennavigationssystem, das vom russischen Verteidigungsministerium betrieben wird.

Technik

GLONASS ähnelt in Aufbau und Funktionsweise dem US-amerikanischen GPS. Die Satelliten der GLONASS-Konstellation tragen den Namen Uragan. Technisch basiert GLONASS auf den gleichen Prinzipien wie GPS. Aus militärstrategischen Gründen war die Einrichtung eines eigenen, dem der USA gleichwertigen Systems während des Kalten Krieges unabdingbar.

Vollausbau (1996) mit 24 Satelliten (21 Standard + 3 Reservesatelliten), angeordnet in
3 Bahnebenen mit 64,8° Neigung gegen den Äquator (bei GPS sind es 55°)
Große Halbachse 25.500 km, Bahnhöhe 19.100 km (GPS 20.200 km)
Umlaufzeit 11:15 Stunden (entspricht einem 8/17 Sterntag - GPS 11:58, genau 1/2 Sterntag)
Alle Satelliten senden mit gleichem Code (PRN: Pseudozufallsrauschen), aber auf verschiedenen Frequenzen im MHz-Bereich

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, sodass nur Teile der Erdoberfläche bedient werden konnten und ein praktischer Nutzen, außer zur Zeitbestimmung, nicht gegeben ist. - Theoretisch reichen die Signale aus drei Satelliten, da daraus die genaue Position und Höhe bestimmt werden kann. In der Praxis haben aber die meisten Empfänger keine Uhr, die genau genug ist, um daraus die Laufzeiten korrekt berechnen zu können. Deshalb wird meist das Signal eines vierten Satelliten benötigt.

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. Die Kombination von GLONASS und Galileo zu einem Gemeinschaftssystem von Russland und der EU verspricht die gleichen Synergien wie die Zusammenarbeit mit GPS.

Systemarchitektur

Satellitenkonstellation (Space Segment)

Der erste Uragan-Testsatellit 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 2008 geplant). Diese Satelliten sollen in Kooperation mit Indien entwickelt werden. Uragan und Uragan-M werden in einem Tripel mit schweren Proton-Raketen gestartet, leichtere 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, ein weiterer mit drei Satelliten im Oktober 2007. Bis Ende 2008 sollen sechs weitere Uragan-M-Satelliten folgen.

2009 sollen die ersten Uragan-K-Satelliten mit einer Sojus-2-Rakete gestartet werden, die später die Uragan-M-Satelliten ersetzen sollen. Es ist geplant bis 2008 ein System aus 18 einsatzfähigen Satelliten im Orbit zu haben, was eine völlige räumliche und zeitliche Abdeckung des russischen Territoriums erlaubt. Bis Ende 2009 soll das System 24 Satelliten umfassen, um eine weltweite Abdeckung zu erreichen.

GLONASS Konstellation 17. November 2007
Slot	Kanal	GLONASS-Nr.	Kosmos-Nr.	Startdatum	in Betrieb	Status	COSPAR-Nr.	Katalog-Nr.	Typ
1/01	07	796	2411	26.12.2004	06.02.2005	in Nutzung	2004-053A	28508
1/02
1/03	12	789	2381	01.12.2001	04.01.2002	temporär ausgeschaltet	2001-053B	26988
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	797	2412	26.12.2004	06.02.2005	in Nutzung	2004-053C	28510
2/09
2/10	04	717	2426	25.12.2006	03.04.2007	in Nutzung	2006-062B	29671	M
2/11
2/12
2/13
2/14	04	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	'-01'	718	2431	26.10.2007	04.12.2007	in Nutzung	2007-052A	32275	M
3/18
3/19	03	720	2433	26.10.2007	25.11.2007	in Nutzung	2007-052C	32277	M
3/20	02	719	2432	26.10.2007	27.11.2007	in Nutzung	2007-052B	32276	M
3/21	08	792	2395	25.12.2002	31.01.2003	in Nutzung	2002-060C	27619
3/22
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

Bodenstationen (Control Segment)

Alle Bodenstationen befinden sich auf dem Gebiet der der ehemaligen Sowjetunion.

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.

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

Weblinks

Status der GLONASS-Konstellation