GLONASS

GLONASS (russisch ГЛОНАСС, als Akronym für Глоба́льная навигацио́нная спу́тниковая систе́ма (Globalnaja nawigazionnaja sputnikowaja sistema)‚ „Globales Satellitennavigationssystem“) ist ein globales Navigationssatellitensystem, das vom Verteidigungsministerium der Russischen Föderation betrieben und finanziert wird.

Geschichte

GLONASS ähnelt in Aufbau und Funktionsweise dem US-amerikanischen NAVSTAR-GPS. Die Satelliten der GLONASS-Konstellation tragen den Namen Uragan (Hurrikan). Technisch basiert GLONASS auf ähnlichen Prinzipien wie GPS. Die parallele, unabhängige Entwicklung der beiden gleichwertigen Systeme während des Kalten Krieges erfolgte aus militärstrategischen Gründen.

Die Entwicklung des Systems begann 1972. Die ersten drei Satelliten starteten am 12. Oktober 1982, das System ist am 24. September 1993 offiziell als betriebsbereit erklärt worden. Der Vollausbau, bestehend aus 21 Standard- und drei Reservesatelliten, wurde 1996 erreicht. In den Folgejahren ging die Anzahl funktionstüchtiger Satelliten aber dramatisch zurück, so dass GLONASS als eigenständiges Navigationssystem nicht nutzbar war.

Am 12. September 2008 ordnete der Ministerpräsident von Russland, Wladimir Putin, die Wiedervervollständigung von GLONASS für 67 Milliarden Rubel (1,8 Milliarden Euro) bis ins Jahr 2012 an.<ref name="NOVOSTI">Putin orders additional $2.6 bln on Glonass development ): 1 · 10⁻¹⁴ s pro Tag.<ref>Reschetnjow stellt GloNaSS-M-Produktion ein</ref>

Wie GPS benötigt GLONASS zum Regelbetrieb knapp 24 Satelliten, damit gewährleistet werden kann, dass immer zumindest vier davon an einem Ort sichtbar sind. Bis 2011 reichte die Anzahl der funktionsfähigen Satelliten dafür nicht immer aus, so dass nicht immer an jedem Ort der Erdoberfläche genügend Satelliten für die Ortsbestimmung verfügbar waren. 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 (geographische Breite und Länge) und die Zeit. An die Zeit werden relativ hohe Anforderungen an die Genauigkeit gestellt, da ein Zeitfehler von einer Mikrosekunde bereits zu einem Ortsfehler in der Größenordnung von 300 Metern führt. Mobile Empfänger benötigen daher für eine vollständige Ortsbestimmung (geographische Breite, geographische Länge, Höhe über dem Meeresspiegel) als vierten Parameter die genaue Uhrzeit, für deren Bestimmung Signale eines vierten Satelliten erforderlich sind.

Systemarchitektur

Satellitenkonstellation (Raumsegment)

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. Die neue Planung sieht 30 Satelliten vor, die sich auf drei Orbits mit jeweils acht Satelliten und zwei Reservesatelliten verteilen.

Nach dem Zerfall der Sowjetunion konnten bis ins Jahr 1995 noch weitere Satelliten gestartet werden, die wohl schon zu Sowjetzeiten fertiggestellt worden waren, 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. Die neue Generation mit geringerer Startmasse und einer Lebensdauer von zehn Jahren trägt die Bezeichnung Uragan-K; der erste Start fand am 26. Februar 2011 statt.<ref>einzufügen. Wikipedia:WikiProjekt Ereignisse/Vergangenheit/fehlend

Das Startdatum bezieht sich auf die Koordinierte Weltzeit (UTC), die Inbetriebnahme auf die Moskauer Zeitzone.

Bodenstationen

Bodenstationen, das sogenannte Control Segment, befinden sich bei Moskau (Krasnosnamensk und Schtscholkowo), in Komsomolsk am Amur, bei Sankt Petersburg, in Jenisseisk (alle auf dem Gebiet der Russischen Föderation) und in Ternopil (Ukraine).

Benutzersegment (User Segment)

2008 gab es die ersten zivilen kommerziell genutzten Geräte, die GLONASS unterstützen.<ref>Frank Preiß: GLONASS - Russlands Weltraumauge (PDF; 104 kB). März 2009.</ref><ref>Technik. Leica Geosystems.</ref> Das System steht damit in direkter Konkurrenz zum US-amerikanischen GPS, dem europäischen Galileo-System und dem chinesischen Beidou.

Entsprechend konstruierte Navigationsgeräte können Daten sowohl von den GLONASS- als auch GPS-Satelliten empfangen und durch Auswertung beider Signale eine bessere Abdeckung erzielen. Auch beim Ausfall eines Systems oder als Schutz gegen Manipulation (siehe GPS-Jammer) hat diese Anwendung Vorteile.

Im Jahr 2009 wurde der erste russische vollständig auf einem Chip integrierte Empfänger für GLONASS (inkl. GPS/Galileo/Compass) vorgestellt.<ref>Typ NV08C-MCM-M, vgl. Patent US7358896.‌</ref> Im April 2011 brachte ZTE das erste Smartphone auf den Markt, das neben GPS auch GLONASS verwendet,<ref>Russia’s MTS Now Selling Smartphone Supporting GLONASS. GPSworld.com, 4. April 2011.</ref> diesem folgten mehrere Smartphones unterschiedlicher Hersteller.

Erweiterungen

Um die Genauigkeit zu verbessern, namentlich durch die Korrektur der veränderlichen Einflüsse der Ionosphäre auf die Signallaufzeiten, ist mit SDCM für GLONASS ein Satellite Based Augmentation System im Aufbau.<ref>Russia launching GLONASS correction relay satellites [3], navigadget.com, abgerufen 8. Januar 2010 (englisch).</ref><ref>Russia Building Out GLONASS Monitoring Network, Augmentation System [4], insidegnss.com, abgerufen am 21. März 2010 (englisch).</ref>

Das Projekt ERA GLONASS (russisch экстренного реагирования при авариях, extrennowo reagirowanija pri awarijach; deutsch Notfallreaktion bei Unfällen) sieht Geräte vor, welche bei Verkehrsunfällen automatisch eine Alarmmeldung absetzen, welche auch den Standort enthält. Das System wird mit dem europäischen eCall kompatibel sein.<ref>ERA GLONASS und eCall werden gemeinsam Menschenleben retten [5], RIA Novosti, abgerufen 15. Februar 2010 (deutsch).</ref>

Siehe auch

• Liste der Navigationssatelliten

Literatur

• Bernhard Hofmann-Wellenhof, Herbert Lichtenegger, Elmar Wasle: GNSS Global Navigation Satellite Systems - GPS, GLONASS, Galileo & more. Springer, Wien 2007. ISBN 978-3-211-73012-6
• A.I. Perow, W.N. Charissow (Hrsg.): GLONASS. Printsipy postroeniia i funktsionirovaniia. Radiotekhnika, Moskau 2010. ISBN 978-5-88070-251-0

Weblinks

• Status der GLONASS-Konstellation
• aktuelle Abdeckung der Erdoberfläche mit GLONASS-Signalen
• Russland: Hightech für Putins Hund GLONASS-Ortung für Putins Hund sueddeutsche.de 26. Dezember 2007

Einzelnachweise

<references />