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1982年10月12日，蘇聯(lián)發(fā)射了第一顆GLONASS衛(wèi)星。但是，由于發(fā)射失敗和衛(wèi)星壽命很短的原因，共發(fā)射了70顆衛(wèi)星才在1996年初實(shí)現(xiàn)了由24顆功能齊全的衛(wèi)星組成的星座。蘇聯(lián)解體后，到2002年，星座已經(jīng)只剩下7顆衛(wèi)星。2001年12月1日發(fā)射了一顆原型GLONASS-M現(xiàn)代化衛(wèi)星。直到2011年12月8日，再次實(shí)現(xiàn)全面運(yùn)行能力。

2011年2月26日和2014年11月30日發(fā)射兩顆GLONASS-K1衛(wèi)星。GLONASS-K1衛(wèi)星明顯不同。類似于GPS，使用非加壓外殼使質(zhì)量更輕，具有更高的時(shí)鐘穩(wěn)定性和10年設(shè)計(jì)壽命。還首次包括第三頻率上的碼分多址（CDMA）信號(hào)，與傳統(tǒng)的頻分多址信號(hào)共存。

GLONASS-K2現(xiàn)在還顧不上。

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其他GNSS系統(tǒng)使用碼分多址（CDMA）進(jìn)行信號(hào)傳輸，而傳統(tǒng)GLONASS使用頻分多址（FDMA）。

最初，GLONASS有兩個(gè)頻段：Ll，1602.0-1615.5 MHz和L2，1246.0-1256.5 MHz。L1間隔0.5625 MHz，L2間隔0.4375 MHz，分為25 個(gè)頻道。因此 24顆衛(wèi)星都可以分配一個(gè)頻率。

由于對(duì)天文觀測(cè)頻段產(chǎn)生影響，GLONASS將頻段轉(zhuǎn)移到略低的頻率。1993年9月開始，GLONASS僅使用 14 個(gè)主頻率通道。14個(gè)頻道如何分配給24顆衛(wèi)星？讓同一軌道平面上緯度相隔180度的衛(wèi)星共享同一頻道。因?yàn)榈厍蛏先魏挝恢玫挠脩粲肋h(yuǎn)不會(huì)同時(shí)接收來自這樣一對(duì)衛(wèi)星的信號(hào)。

GLONASS信號(hào)包括兩個(gè)偽隨機(jī)噪聲碼（PRN）：標(biāo)準(zhǔn)定位ST和精確定位VT，類似于GPS C/A和P碼（但碼率為其一半），調(diào)制到L1和L2載波上。GLONASS ST碼長511碼片，碼速率為每秒511千碼片，重復(fù)間隔為1毫秒。VT碼長33 554 432個(gè)碼片，碼速率為每秒5.11兆碼片。碼序列被截?cái)?，重?fù)間隔1秒。與GPS碼分多址不同， 所有GLONASS衛(wèi)星都傳輸相同的碼。

FDMA L1、L2 和 L3 載波頻率的標(biāo)稱值定義為：

GLONASS-K1在新的L3頻率（1202.025 MHz）上傳輸CDMA信號(hào)，GLONASS-K2在L1和L2頻率上傳輸CDMA信號(hào)。

與其他GNSS一樣，GLONASS信號(hào)也包含導(dǎo)航電文，提供衛(wèi)星軌道，時(shí)鐘和其他信息。每秒50比特的導(dǎo)航電文用模2和調(diào)制到ST和VT碼中。ST碼包括衛(wèi)星時(shí)鐘歷元和GLONASS系統(tǒng)時(shí)間的鐘速偏移；和包含參考?xì)v元衛(wèi)星位置、速度和加速度矢量的衛(wèi)星星歷；以及同步位、數(shù)據(jù)齡期、衛(wèi)星健康狀況、UTC（SU） 與協(xié)調(diào)世界時(shí)（UTC）的偏移量，以及所有GLONASS衛(wèi)星的歷書（近似星歷）。

注意，與其他GNSS系統(tǒng)時(shí)間不同，GLONASS系統(tǒng)時(shí)與UTC同樣跳秒。但GLONASS 系統(tǒng)時(shí)間有3小時(shí)偏移，以匹配莫斯科標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間。

L1波段

L1的ST和VT兩種服務(wù)都是BPSK調(diào)制，ST和VT的鐘速率分別為0.511和5.11 MHz。L1信號(hào)通過偽隨機(jī)碼、導(dǎo)航電文和輔助序列進(jìn)行模2和生成。上述所有頻率均由單個(gè)星載時(shí)間/頻率振蕩器生成。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)精度ST（C/A），測(cè)距碼是一個(gè)序列，其長度為M序列的最大長度，周期1毫秒，比特率為511 kbps。導(dǎo)航電文以50 bps的速度發(fā)送，輔助序列以100 Hz的頻率發(fā)送。

此外，要注意GLONASS FDMA L1頻段與GPS和伽利略L1頻段并不完全一致。事實(shí)上，當(dāng)僅使用14個(gè)通道時(shí)（k = -7...+6），GLONASS L1頻段的范圍從1592.9525 MHz到1610.485 MHz。在下圖中，每個(gè)通道被濾波，僅傳輸BPSK信號(hào)的主瓣，PSD被歸一化為在相應(yīng)的傳輸帶寬內(nèi)具有單位功率。

GLONASS信號(hào)的PSD如下圖所示：

為了更清楚地了解GNSS頻段的擁擠，下圖顯示了E1/L1頻段中的GPS、伽利略和GLONASS信號(hào)。

注意，GPS L1C導(dǎo)頻與數(shù)據(jù)支路信號(hào)在圖中以正交顯示。

GLONASS L1信號(hào)技術(shù)特性的一些細(xì)節(jié)：

L1頻段的CDMA開放服務(wù)導(dǎo)航信號(hào)稱為L1OC。

L1OC由兩個(gè)功率相同的部分組成：L1OCd（數(shù)據(jù)）和L1OCp（導(dǎo)頻），通過兩個(gè)偽隨機(jī)碼時(shí)分復(fù)用（TDM）獲得。

L2波段

與GPS不同的是，從GLONASS-M衛(wèi)星開始，GLONASS標(biāo)準(zhǔn)碼ST（C/A）也在L2頻率上傳輸。

與L1一樣，L2的導(dǎo)航信號(hào)也是BPSK調(diào)制，其鐘速率與L1頻段相似。L2信號(hào)通過測(cè)距碼和輔助序列的模2和進(jìn)行調(diào)制。對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)精度信號(hào)ST（C/A），測(cè)距碼是M序列最大長度的序列，周期為1毫秒，比特率為511 kbps。導(dǎo)航電文以50 bps的速度發(fā)送，輔助序列以100 Hz的速度發(fā)送。

下圖中顯示了 L2 頻段中 GPS 和 GLONASS 的所有信號(hào)

GLONASS L2信號(hào)技術(shù)特性的一些細(xì)節(jié)：

L2頻段的CDMA開放業(yè)務(wù)導(dǎo)航信號(hào)為L2OCp。

L3波段

L3頻段的CDMA開放服務(wù)導(dǎo)航信號(hào)稱為L3OC。

由L3OCd（數(shù)據(jù)）和L3OCp（導(dǎo)頻）兩個(gè)相同功率的部分組成。

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編輯：王其軒 審核：黃青學(xué)

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