Hệ thống định vị toàn cầu GLONASS

GLONASS là một hệ thống vệ tinh dẫn đường toàn cầu, cung cấp thông tin về vị trí, dẫn đường, thời gian chính xác cho người sử dụng. Thiết bị thu GLONASS tính toán vị trí của chúng trong hệ tham chiếu GLONASS, sử dụng công nghệ vệ tinh trên cơ sở nguyên lý tam giác (triangulation principles). Nó là một sự luân phiên, bổ xung cho các hệ thống dẫn đường vệ tinh khác, ví dụ như GPS của Hoa Kì, BeiDou của Trung Quốc, hay Galileo của Liên minh Châu Âu.

Cấu trúc tín hiệu GLONASS

Mỗi hệ thống GLONASS truyền những tín hiệu vô tuyến dẫn đường trên các tần số cơ sở trong hai dải tần số con (L1 ~ 1.6 GHz; L2 ~ 1.25 GHz). Cần lưu ý rằng GLONASS dựa trên kỹ thuật đa truy cập phân chia theo tần số (FDMA) thay vì CDMA như trong hệ thống GPS hay Galileo. Mỗi vệ tinh sẽ phát những tín hiệu dẫn đường trên tần số sóng mang của nó, và hai vệ tinh GLONASS có thể phát những tín hiệu dẫn đường trên cùng một tần số sóng mang nếu như chúng nằm đối cực với nhau trên mặt phẳng quỹ đạo.

Tần số thu phát của mỗi vệ tinh GLONASS có thể suy ra từ số kênh k nhờ biểu thức sau:

f_k1 = f₀₁ + kΔf₁, với f₀₁ = 1602MHz và Δf₁ = 562.5 KHz

f_k2 = f₀₂ + kΔf₂, với f₀₂ = 1246MHz và Δf₂ = 437.5 KHz

Sự đổi mới của GLONASS sẽ bổ xung một tần số thứ 3 G3 trong dải ARNS cho các vệ tinh GLONASS-K. Tín hiệu này sẽ cung cấp thêm mã C/A2 cho dân sự và mã P2 cho quân sự.

 

Kiến trúc của hệ thống GLONASS

  

GLONASS là sự kết hợp của 3 phần: phần không gian (SS), phần mặt đất (CS) và phần người sử dụng (US).

Tùy vào dữ liệu điều khiển giao diện của GLONASS, phần không gian của GLONASS bao gồm 24 vệ tinh, nằm trong 3 mặt phẳng quỹ đạo, mỗi mặt phẳng hợp với nhau một góc 120 độ. 8 vệ tinh được phân bố đều nhau trong mỗi mặt phẳng quỹ đạo. các vệ tinh hoạt động trong những quỹ đạo tròn với bán kính 19.100 km, và góc nghiêng 64.8 độ, mỗi vệ tinh thực hiện một vòng quỹ đạo hết 11 giờ 15 phút. Vị trí của các vệ tinh như vậy cho phép phủ sóng liên tục bề mặt trái đất và cả vùng không gian gần trái đất. 

Phần mặt đất của GLONASS bao gồm trung tâm kiểm soát hệ thống và mạng chi huy và trạm theo dõi, chúng được đặt trên khắp lãnh thổ nước Nga. Phần điều khiển cung cấp màn hình trạng thái các chòm vệ tinh GLONASS, điều chỉnh các thông số của quỹ đạo và cập nhật dữ liệu dẫn đường.

Cuối cùng là phần người sử dụng, nó bao gồm thiết bị thu, giúp tính toán tọa độ, tốc độ và tời gian của tín hiệu dẫn đường GLONASS.