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GLONASS

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Uragan (GLONASS) Satellit

GLONASS (russisch ГЛОНАСС, als Akronym für Globalnaja Nawigazionnaja Sputnikowaja Sistema, d.h. Globales Satelliten-Navigationssystem) ist ein Satellitennavigationssystem, das vom Verteidigungsministerium der Russischen Föderation 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.

  • Entwicklungsbeginn 1972
  • Start des ersten Satelliten im Oktober 1982
  • 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)
  • 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 Frequenzen 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 an einem Ort der Erdoberfläche nicht immer 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]

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 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, und September 2008 wurden jeweils drei Satelliten gestartet.

2009 sollen die ersten Uragan-K-Satelliten mit einer Sojus-2-Rakete gestartet werden, die später die Uragan-M-Satelliten ersetzen. 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 2012 soll das System 24 Satelliten umfassen, um eine weltweite Abdeckung zu erreichen.

GLONASS-Konstellation vom 17. Oktober 2008
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 außer Betrieb seit 04.05.2008 2004-053A 28508
1/02
1/03
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 wieder in Nutzung seit 19.03.2008 2004-053B 28509 M
1/08 06 797 2412 26.12.2004 06.02.2005 außer Betrieb seit 16.06.2008 2004-053C 28510
2/09 '-02' 722 2435 25.12.2007 25.01.2008 in Nutzung 2007-065B 32394 M
2/10 04 717 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 2437 25.12.2007 08.02.2008 in Nutzung 2007-065A 32393 M
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 2007-052C 32277 M
3/18 '-03- 724 2442 25.09.2008 gestartet 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 '-01' 725 2443 25.09.2008 gestartet 2008-046B 33379 M
3/22 '-03' 726 2444 25.09.2008 gestartet 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 wieder in Nutzung seit 22.02.2008 2005-050B 28916 M

Bodenstationen (Control Segment)

Alle Bodenstationen befinden sich auf dem Gebiet der ehemaligen Sowjetunion, nämlich in Moskau, Komsomolsk am Amur, Sankt Petersburg, Ternopil, und Jenisseisk.

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.

Einzelnachweise

  1. ↑ Putin orders additional $2.6 bln on Glonass development [1], RIA NOVOSTI, abgerufen 13. September 2008 (englisch).

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
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