موضوع مقاله: گلوناس | مخاطب: عمومی | لحن: دانشنامه‌ای | ساختار: عنوان، مقدمه، 3 بخش، جمع‌بندی | مقاله: | # گلوناس | مقدمه: گلوناس (به روسی:ГЛОНАСС:Глобальная Навигационная Спутниковая Система؛ واج‌نویسی:گلوبالنایا ناویگاتسیونایا سپوتنیکوایا سیستما) یا سامانهٔ ماهواره‌ای ناوبری جهانی، یک سامانهٔ ناوبری ماهواره‌ای بر مبنای موج‌های رادیویی است که به وسیلهٔ نیروی دفاعی هوا-فضای روسیه برای دولت روسیه فعالیت می‌کند. | ## بخش 1: گلوناس | گلوناس، هم مکمل و هم جایگزینی برای سامانهٔ موقعیت‌یاب جهانی ایالات متحدهٔ آمریکا (جی پی اس) می‌باشد و تنها سامانهٔ جایگزین ناوبری می‌باشد که از لحاظ پوشش و دقت با جی پی اس قابل مقایسه است. دستگاه‌های ناوبری ماهواره‌ای که از هر دو سامانه GPS و گلوناس پشتیبانی می‌کنند، ماهواره‌های بیشتری در دسترس دارند، به این معنی که موقعیت‌ها می‌توانند سریع‌تر و دقیق‌تر تعیین شوند، به‌ویژه در مناطق متراکم شهری که ساختمان‌ها ممکن است دید به برخی ماهواره‌ها را مسدود کنند. به دلیل انحراف مداری بالاتر، تکمیل‌کردن GPS با گلوناس همچنین موقعیت‌یابی در عرض‌های جغرافیایی بالا (نزدیک قطب‌ها) را بهبود می‌بخشد. با شروع از ۱۲ اکتبر ۱۹۸۲، پرتاب‌های متعدد موشک، ماهواره‌هایی را به این سامانه اضافه کردند تا اینکه منظومه ماهواره‌ای در سال ۱۹۹۵ تکمیل شد. در سال ۲۰۰۱، پس از کاهش ظرفیت در اواخر دهه ۱۹۹۰، بازسازی این سامانه به اولویت دولت تبدیل شد و بودجه آن به‌طور قابل‌توجهی افزایش یافت. گلوناس گران‌ترین برنامه روسکوسموس است که در سال ۲۰۱۰ یک‌سوم بودجه آن را به خود اختصاص داد. در اکتبر ۲۰۱۱، منظومه مداری کامل با ۲۴ ماهواره بازیابی شد که پوشش کامل جهانی را ممکن ساخت. طراحی ماهواره‌های گلوناس چندین بار ارتقا یافته است و آخرین نسخه آن، گلوناس-کی۲ (GLONASS-K2)، در سال ۲۰۲۳ پرتاب شد. با آغاز به کار در ۱۲ اکتبر ۱۹۸۲، موشک‌های متعددی ماهواره‌ها را به سامانه اضافه کردند تا آنجا که مدار در سال ۱۹۹۵ کامل شد. بعد از سال ۲۰۰۰ و در زمان ریاست جمهوری ولادیمیر پوتین، نوسازی سامانه در بالاترین اولویت دولت قرار گرفت و بودجهٔ آن افزایش یافت. گلوناس پرهزینه‌ترین برنامهٔ سازمان فضایی فدرال روسیه است که سومین بودجه‌اش را در سال ۲۰۱۰ مصرف کرد. تا سال ۲۰۱۰، گلوناس ۱۰۰٪ خاک روسیه و تا سال ۲۰۱۱، با نوسازی کامل مدار به وسیلهٔ ۲۴ ماهواره، کل کرهٔ زمین تحت پوشش قرار گرفت. طراحی‌های ماهواره‌های گلوناس تحت چندین بهینه‌سازی قرار گرفته است که آخرین نسخهٔ این بهینه‌سازی‌ها گلوناس-کا می‌باشد. شرح سامانه گلوناس یک سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی است که تعیین موقعیت و سرعت در زمان واقعی را برای کاربران نظامی و غیرنظامی فراهم می‌کند. ماهواره‌ها در مدار میانی زمین در ارتفاع ۱۹٬۱۰۰ کیلومتری با زاویه انحراف ۶۴٫۸ درجه و دوره تناوب مداری ۱۱ ساعت و ۱۶ دقیقه قرار دارند (هر ۱۷ گردش، که در ۸ روز نجومی انجام می‌شود، ماهواره از همان مکان عبور می‌کند). مدار گلوناس آن را به‌ویژه برای استفاده در عرض‌های جغرافیایی بالا (شمال یا جنوب) مناسب می‌سازد، جایی که دریافت سیگنال GPS می‌تواند مشکل‌ساز باشد. این منظومه در سه صفحه مداری عمل می‌کند که در هر یک هشت ماهواره با فواصل یکسان قرار دارند. یک منظومه کاملاً عملیاتی با پوشش جهانی شامل ۲۴ ماهواره است، در حالی که ۱۸ ماهواره برای پوشش قلمرو روسیه ضروری است. همه ماهواره‌های گلوناس همان کد را به عنوان سیگنال دقت استاندارد خود ارسال می‌کنند؛ با این حال، هر کدام روی فرکانس متفاوتی با استفاده از تکنیک دسترسی چندگانه تقسیم فرکانسی (FDMA) ۱۵ کاناله ارسال می‌کنند که در دو طرف ۱۶۰۲٫۰ مگاهرتز (معروف به باند L1) گسترده شده است. سیگنال‌ها در یک مخروط ۳۸ درجه‌ای، با استفاده از قطبش دایره‌ای راست‌گرد، با EIRP بین ۲۵ تا ۲۷ دسی‌بل وات (۳۱۶ تا ۵۰۰ وات) ارسال می‌شوند. توجه داشته باشید که منظومه ۲۴ ماهواره‌ای تنها با ۱۵ کانال تطبیق داده شده است؛ این کار با استفاده از کانال‌های فرکانسی یکسان برای پشتیبانی از جفت ماهواره‌های پادپا (سمت مقابل سیاره در مدار) انجام می‌شود، زیرا این ماهواره‌ها هرگز به‌طور هم‌زمان در دید یک کاربر زمینی قرار نمی‌گیرند. سیگنال‌های باند L2 از همان FDMA سیگنال‌های باند L1 استفاده می‌کنند، اما در اطراف ۱۲۴۶ مگاهرتز با فرکانس مرکزی $1246 MHz + n \times 0.4375 MHz$ ارسال می‌شوند، جایی که $n$ همان محدوده L1 را پوشش می‌دهد.مشخصات فرستنده گلوناس در طراحی اولیه گلوناس، تنها سیگنال با دقت بالا و مبهم‌سازی شده در باند L2 پخش می‌شد، اما با شروع از گلوناس-ام، یک سیگنال مرجع غیرنظامی اضافی (L2OF) با کد دقت استاندارد مشابه سیگنال L1OF پخش می‌شود. سیگنال دقت استاندارد باز با جمع ماژول-۲ (XOR) از یک کد فاصله‌یابی شبه‌تصادفی ۵۱۱ کیلوبیت بر ثانیه، پیام ناوبری ۵۰ بیت بر ثانیه، و یک توالی کمکی مآندر ۱۰۰ هرتز (کد منچستر) تولید می‌شود که همگی با استفاده از یک نوسان‌ساز زمان/فرکانس واحد تولید می‌شوند. کد شبه‌تصادفی با یک ثبات انتقال ۹ مرحله‌ای که با دوره ۱ میلی‌ثانیه کار می‌کند، تولید می‌شود. سوپرفریم سیگنال باز ۷۵۰۰ بیت طول دارد و شامل ۵ فریم ۳۰ ثانیه‌ای است که ارسال پیام پیوسته ۱۵۰ ثانیه (۲٫۵ دقیقه) طول می‌کشد. هر فریم ۱۵۰۰ بیت طول دارد و شامل ۱۵ رشته ۱۰۰ بیتی (۲ ثانیه برای هر رشته) است، که ۸۵ بیت (۱٫۷ ثانیه) برای داده‌ها و بیت‌های چک‌سام، و ۱۵ بیت (۰٫۳ ثانیه) برای نشان‌گذاری زمانی است. رشته‌های ۱ تا ۴ داده‌های فوری برای ماهواره فرستنده را ارائه می‌دهند و در هر فریم تکرار می‌شوند؛ داده‌ها شامل افمریس، آفست‌های ساعت و فرکانس، و وضعیت ماهواره هستند. رشته‌های ۵ تا ۱۵ داده‌های غیرفوری (یعنی آلماناک) را برای هر ماهواره در منظومه ارائه می‌دهند، به‌طوری که فریم‌های I تا IV هر کدام پنج ماهواره را توصیف می‌کنند و فریم V چهار ماهواره باقی‌مانده را شرح می‌دهد. افمریس‌ها هر ۳۰ دقیقه با استفاده از داده‌های بخش کنترل زمینی به‌روز می‌شوند؛ آن‌ها از مختصات کارتزین زمین‌مرکز زمین‌ثابت (ECEF) در موقعیت و سرعت استفاده می‌کنند و شامل پارامترهای شتاب ناشی از ماه و خورشید (Lunisolar) هستند. آلماناک از عناصر مداری اصلاح‌شده (عناصر کپلری) استفاده می‌کند و روزانه به‌روز می‌شود. سیگنال دقیق‌تر با دقت بالا برای کاربران مجاز، مانند ارتش روسیه، در دسترس است، اما برخلاف کد P(Y) ایالات متحده که توسط یک کد W رمزگذاری‌شده مدوله می‌شود، کدهای استفاده محدود گلوناس به صورت آشکار و تنها با استفاده از امنیت از طریق ابهام پخش می‌شوند. مدولاسیون (و در نتیجه استراتژی ردیابی) بیت‌های داده روی کد L2SF اخیراً از حالت بدون مدولاسیون به رگبار (burst) ۲۵۰ بیت بر ثانیه در فواصل تصادفی تغییر کرده است. کد L1SF توسط داده‌های ناوبری با سرعت ۵۰ بیت بر ثانیه بدون کد مآندر منچستر مدوله می‌شود. سیگنال با دقت بالا به صورت تربیع فاز با سیگنال دقت استاندارد پخش می‌شود و عملاً همان موج حامل را به اشتراک می‌گذارد، اما با پهنای باندی ده برابر بیشتر از سیگنال باز. | ## بخش 2: گلوناس | فرمت پیام سیگنال با دقت بالا منتشر نشده باقی مانده است، اگرچه تلاش‌ها برای مهندسی معکوس نشان می‌دهد که سوپرفریم از ۷۲ فریم تشکیل شده است که هر کدام شامل ۵ رشته ۱۰۰ بیتی است و ارسال آن ۱۰ ثانیه طول می‌کشد، با طول کل ۳۶٬۰۰۰ بیت یا ۷۲۰ ثانیه (۱۲ دقیقه) برای کل پیام ناوبری. داده‌های اضافی ظاهراً به پارامترهای حیاتی شتاب ماه و خورشید و جملات تصحیح ساعت اختصاص داده شده‌اند. دقت در اوج کارایی، سیگنال با دقت استاندارد، دقت موقعیت‌یابی افقی در محدوده ۵ تا ۱۰ متر، موقعیت‌یابی عمودی در محدوده ۱۵ متر، اندازه‌گیری بردار سرعت در محدوده ۱۰۰ میلی‌متر بر ثانیه، و زمان‌سنجی در محدوده ۲۰۰ نانوثانیه را ارائه می‌دهد، که همگی بر اساس اندازه‌گیری‌های هم‌زمان از چهار ماهواره نسل اول هستند؛"A Review of GLONASS" Miller, 2000 ماهواره‌های جدیدتر مانند گلوناس-ام این ارقام را بهبود می‌بخشند. این در تضاد با مبنای مختصاتی GPS، یعنی WGS 84 است که از موقعیت قطب شمال در سال ۱۹۸۴ استفاده می‌کند. از ۱۷ سپتامبر ۲۰۰۷، مبنای PZ-90 به نسخه PZ-90.02 به‌روزرسانی شده است که اختلاف آن با WGS 84 در هر جهت کمتر از ۴۰۰ میلی‌متر است. سیگنال باز L3OC در مرکز ۱۲۰۲٫۰۲۵ مگاهرتز قرار دارد و از مدولاسیون BPSK(10) برای هر دو کانال داده و پایلوت استفاده می‌کند؛ کد مسافت‌سنجی با سرعت ۱۰٫۲۳ میلیون چیپ در ثانیه مخابره می‌شود، که با استفاده از QPSK با داده هم‌فاز و پایلوت متعامد روی فرکانس حامل مدوله می‌شود. داده‌ها با کد بارکر ۵ بیتی و پایلوت با کد نیومن-هافمن ۱۰ بیتی کدگذاری خطا می‌شوند. مدولاسیون حامل افست باینری (BOC) مدولاسیونی است که توسط گالیلئو، جی‌پی‌اس مدرن‌شده و بیدو-۲ استفاده می‌شود. پیام دارای اندازه متغیر است - هر شبه‌فریم معمولاً شامل شش رشته است و حاوی اطلاعات مداری برای ماهواره فعلی (رشته‌های نوع ۱۰، ۱۱ و ۱۲ در یک دنباله) و بخشی از آلماناک برای سه ماهواره (سه رشته از نوع ۲۰) است. برای مخابره آلماناک کامل برای تمام ۲۴ ماهواره فعلی، یک ابرفریم متشکل از ۸ شبه‌فریم مورد نیاز است. در آینده، ابرفریم به ۱۰ شبه‌فریم داده گسترش خواهد یافت تا ۳۰ ماهواره کامل را پوشش دهد. پیام همچنین می‌تواند حاوی پارامترهای چرخش زمین، مدل‌های یونوسفر، پارامترهای مدار بلندمدت برای ماهواره‌های گلوناس و پیام‌های کوسپاس-سارست باشد. یک ابرفریم متشکل از ۸ شبه‌فریم، ۱۴٬۴۰۰ بیت طول دارد و ارسال آلماناک کامل ۱۴۴ ثانیه (۲ دقیقه و ۲۴ ثانیه) زمان می‌برد. یک شبه‌فریم ۱۵۰۰ بیت (۱۵ ثانیه) طول دارد و یک ابرفریم ۱۲٬۰۰۰ بیت یا ۱۲۰ ثانیه (۲ دقیقه) است. ماهواره‌های گلوناس-ام تولید شده از سال ۲۰۱۴ (شماره سریال ۷۵۵ به بالا) نیز سیگنال L3OC را برای اهداف آزمایشی مخابره خواهند کرد. سیگنال‌های باز اضافی برای این ماهواره‌ها در حال مطالعه هستند که بر اساس فرکانس‌ها و فرمت‌های مورد استفاده توسط سیگنال‌های موجود GPS، گالیلئو و بیدو/کامپس می‌باشند: سیگنال باز L1OCM با استفاده از مدولاسیون BOC(1,1) در مرکز ۱۵۷۵٫۴۲ مگاهرتز، شبیه به سیگنال جی‌پی‌اس مدرن‌شده L1C، سیگنال E1 گالیلئو و سیگنال B1C بیدو/کامپس؛ سیگنال باز L5OCM با استفاده از مدولاسیون BPSK(10) در مرکز ۱۱۷۶٫۴۵ مگاهرتز، شبیه به «ایمنی جان» (L5) جی‌پی‌اس، سیگنال E5a گالیلئو و سیگنال B2a بیدو/کامپس؛ سیگنال باز L3OCM با استفاده از مدولاسیون BPSK(10) در مرکز ۱۲۰۷٫۱۴ مگاهرتز، شبیه به سیگنال E5b گالیلئو و سیگنال B2b بیدو/کامپس. چنین آرایشی امکان پیاده‌سازی آسان‌تر و ارزان‌تر گیرنده‌های چند-استاندارد GNSS را فراهم می‌کند. با معرفی سیگنال‌های CDMA، این منظومه تا سال ۲۰۲۵ به ۳۰ ماهواره فعال گسترش خواهد یافت؛ این امر ممکن است در نهایت مستلزم منسوخ شدن سیگنال‌های FDMA باشد. ماهواره‌های جدید در سه صفحه مداری اضافی مستقر خواهند شد و مجموع صفحات را از سه صفحه فعلی به شش صفحه می‌رسانند—که توسط سامانه نظارت و اصلاح دیفرانسیل (SDCM) پشتیبانی می‌شود. شش ماهواره اضافی گلوناس-وی (Glonass-V) که از مدار توندرا در سه صفحه مداری استفاده می‌کنند، از سال ۲۰۲۵ پرتاب خواهند شد؛ این بخش مداری منطقه‌ای با مدار بالا، دسترس‌پذیری منطقه‌ای را افزایش داده و دقت را در نیم‌کره شرقی ۲۵٪ بهبود می‌بخشد، که مشابه سامانه ماهواره‌ای کوازی-زنیث (QZSS) ژاپن و بیدو-۱ است. ماهواره‌های جدید دو ردپای زمینی (مسیر زمینی) با انحراف ۶۴٫۸ درجه، خروج از مرکز ۰٫۰۷۲، دوره تناوب ۲۳٫۹ ساعت و طول گره صعودی ۶۰ و ۱۲۰ درجه تشکیل خواهند داد. فضاپیماهای گلوناس-وی بر اساس پلتفرم گلوناس-کی ساخته شده‌اند و تنها سیگنال‌های جدید CDMA را پخش خواهند کرد. پیش‌تر مدار مولنیا، مدار زمین‌همگام یا مدار مایل نیز برای بخش منطقه‌ای در نظر گرفته شده بودند. روسکاسموس همچنین قصد دارد تا ۲۴۰ ماهواره کوچک را در مدار نزدیک زمین (LEO) پرتاب کند تا دسترس‌پذیری سیگنال و مقاومت در برابر تداخل را بهبود بخشد؛ ماهواره‌های LEO دارای عمر محدود ۵ ساله خواهند بود تا امکان سرعت جایگزینی سریع‌تر فراهم شود. پیام ناوبری L1OC + رشته تمام‌طول برای پیام ناوبری L1OC فیلد اندازه، بیت توضیحاتکد زمانی СМВ ۱۲ دنباله بیت ثابت ۰۱۰۱ ۱۱۱۱ ۰۰۰۱ (5F1h)نوع رشته Тип ۶ نوع پیام ناوبریشناسه ماهواره j ۶ شماره شناسه سیستمی ماهواره (۱ تا ۶۳؛ ۰ تا زمان خاموشی سیگنال FDMA رزرو شده است)وضعیت ماهواره Гj ۱ این ماهواره:۰ — سالم است،۱ — در وضعیت خطا استقابلیت اطمینان داده lj ۱ پیام‌های ناوبری مخابره شده:۰ — معتبر هستند،۱ — نامعتبر هستندفراخوانی کنترل زمینی П۱ ۴ (رزرو شده برای استفاده سیستم)حالت جهت‌گیری П۲ ۱ حالت جهت‌گیری ماهواره:۰ — کنترل حسگر خورشید،۱ — اجرای رانش پیش‌بینانه یا انتقال حالتتصحیح UTC КР ۲ در آخرین روز سه‌ماهه جاری، در ساعت ۰۰:۰۰ (۲۴:۰۰)، یک ثانیه کبیسه UTC:۰ — انتظار نمی‌رود،۱ — با مقدار مثبت انتظار می‌رود،۲ — نامشخص،۳ — با مقدار منفی انتظار می‌روداجرای تصحیح А ۱ پس از پایان رشته فعلی، تصحیح UTC:۰ — انتظار نمی‌رود،۱ — انتظار می‌رودزمان ماهواره ОМВ ۱۶ زمان آن‌برد (داخلی) روز در بازه‌های ۲ ثانیه‌ای (۰ تا ۴۳۱۹۹)اطلاعات ۱۸۴ محتوای فیلد اطلاعات توسط نوع رشته تعریف می‌شودCRC ЦК ۱۶ کد افزونگی چرخشی (CRC) مجموع ۲۵۰ L3OC + رشته تمام‌طول برای پیام ناوبری L3OC فیلد اندازه، بیت توضیحاتکد زمانی СМВ ۲۰ دنباله بیت ثابت ۰۰۰۰ ۰۱۰۰ ۱۰۰۱ ۰۱۰۰ ۱۱۱۰ (0494Eh)نوع رشته Тип ۶ نوع پیام ناوبریزمان ماهواره ОМВ ۱۵ زمان آن‌برد (داخلی) روز در بازه‌های ۳ ثانیه‌ای (۰ تا ۲۸۷۹۹)شناسه ماهواره j ۶ همانند سیگنال L1OCوضعیت ماهواره Гj ۱قابلیت اطمینان داده lj ۱فراخوانی کنترل زمینی П۱ ۴حالت جهت‌گیری ۱تصحیح UTC КР ۲اجرای تصحیح А ۱اطلاعات ۲۱۹ محتوای فیلد اطلاعات توسط نوع رشته تعریف می‌شودCRC ЦК ۲۴ کد افزونگی چرخشی (CRC) مجموع ۳۰۰ ویژگی‌های مشترک سیگنال‌های باز CDMA + انواع رشته برای سیگنال‌های ناوبرینوع محتوای فیلد اطلاعات۰ (رزرو شده برای استفاده سیستم)۱ رشته کوتاه برای ثانیه کبیسه منفی۲ رشته بلند برای ثانیه کبیسه مثبت۱۰، ۱۱، ۱۲ اطلاعات زمان واقعی (افمریس‌ها و آفست‌های زمان-فرکانس).به صورت بسته‌ای از سه رشته متوالی مخابره می‌شود.۱۶ پارامترهای جهت‌گیری ماهواره برای مانور رانش پیش‌بینانه۲۰ آلماناک (Almanac)۲۵ پارامترهای چرخش زمین، مدل‌های یونوسفر، و مدل مقیاس زمانی برای اختلاف بین UTC(SU) و TAI۳۱، ۳۲ پارامترهای مدل حرکت بلندمدت۵۰ پیام سرویس کوسپاس-سارسَت (Cospas-Sarsat) — فقط سیگنال L1OC۶۰ پیام متنی + فیلد اطلاعات رشته نوع ۲۰ (آلماناک) برای مدار نوع ۰.فیلد پیام ناوبری j (شناسه ماهواره) به ماهواره‌ای که آلماناک آن مخابره می‌شود (jA) ارجاع می‌دهد. فیلد اندازه، بیت وزن بیت پایین (LSB) توضیحاتنوع مدار ТО ۲ ۱ ۰ — مدار دایره‌ای با ارتفاع ۱۹٬۱۰۰ کیلومترمجموعه پارامترهای آلماناک به نوع مدار بستگی دارد. ماهواره‌هایی با مدارهای زمین‌همگام، مدار میانی زمین و بیضوی بالا ممکن است در آینده به کار گرفته شوند.شماره ماهواره NS ۶ ۱ تعداد کل ماهواره‌هایی که سیگنال‌های CDMA را مخابره می‌کنند (۱ تا ۶۳) و در آلماناک به آن‌ها ارجاع داده شده است.سن آلماناک EA ۶ ۱ تعداد روزهای کامل سپری شده از آخرین به‌روزرسانی آلماناک.روز جاری NA ۱۱ ۱ شماره روز (۱ تا ۱۴۶۱) در یک بازه چهار ساله که از ۱ ژانویه آخرین سال کبیسه آغاز می‌شود.برخلاف تقویم میلادی، تمام سال‌هایی که دقیقاً بر ۱۰۰ بخش‌پذیر هستند (مانند ۲۱۰۰ و غیره) طبق زمان فرمان مسکو به عنوان سال‌های کبیسه در نظر گرفته می‌شوند.وضعیت سیگنال PCA ۵ ۱ فیلد بیتی کدگذاری کننده انواع سیگنال‌های CDMA مخابره شده توسط ماهواره.سه بیت بالاتر مربوط به سیگنال‌های L1، L2 و L3 هستند:۰ — مخابره می‌شود،۱ — مخابره نمی‌شودنوع ماهواره PCA ۳ ۱ مدل ماهواره و مجموعه سیگنال‌های CDMA مخابره شده:۰ — گلوناس-ام (سیگنال L3)،۱ — گلوناس-کی۱ (سیگنال L3)،۲ — گلوناس-کی۱ (سیگنال‌های L2 و L3)،۳ — گلوناس-کی۲ (سیگنال‌های L1، L2 و L3)تصحیح زمان τA ۱۴ $۲^{-۲۰}$ تصحیح تقریبی از مقیاس زمانی آن‌برد به مقیاس زمانی گلوناس ( ثانیه).صعود (Ascension) λA ۲۱ $۲^{-۲۰}$ طول جغرافیایی اولین گره مداری ماهواره (۱± نیم‌دور).زمان صعود tλA ۲۱ $۲^{-۵}$ زمان روز هنگامی که ماهواره از اولین گره مداری خود عبور می‌کند (۰ تا ۴۴۱۰۰ ثانیه).انحراف (Inclination) ΔiA ۱۵ $۲^{-۲۰}$ تنظیمات نسبت به انحراف اسمی (۶۴٫۸ درجه) مدار ماهواره در لحظه صعود (۰٫۰۱۵۶± نیم‌دور).خروج از مرکز εA ۱۵ $۲^{-۲۰}$ خروج از مرکز مدار ماهواره در زمان صعود (۰ تا ۰٫۰۳).حضیش (Perigee) ωA ۱۶ $۲^{-۱۵}$ آرگومان حضیش ماهواره در زمان صعود (۱± نیم‌دور).دوره تناوب ΔTA ۱۹ $۲^{-۹}$ تنظیمات نسبت به دوره تناوب مداری دراکونیک اسمی ماهواره (۴۰۵۴۴ ثانیه) در لحظه صعود (۵۱۲± ثانیه).تغییر دوره تناوب ΔṪA ۷ $۲^{-۱۴}$ سرعت تغییر دوره تناوب مداری دراکونیک در لحظه صعود ( ثانیه/مدار). این شرکت که در ژلزنوگورسک واقع شده، طراح تمام ماهواره‌های گلوناس است که با همکاری «انستیتو مهندسی دستگاه‌های فضایی» (:ru:РНИИ КП) و «انستیتوی ناوبری رادیویی و زمان روسیه» فعالیت می‌کند. در طول سه دهه توسعه، طراحی ماهواره‌ها دستخوش بهبودهای متعددی شده است و می‌توان آن‌ها را به سه نسل تقسیم کرد: گلوناس اصلی (از ۱۹۸۲)، گلوناس-ام (از ۲۰۰۳) و گلوناس-کی (از ۲۰۱۱). با گذشت زمان، آن‌ها به مدل‌های «بلوک IIa»، «بلوک IIb» و «بلوک IIv» ارتقا یافتند که هر بلوک شامل بهبودهای تدریجی بود. شش ماهواره از «بلوک IIa» در سال‌های ۱۹۸۵–۱۹۸۶ با استانداردهای زمانی و فرکانسی بهبودیافته نسبت به نمونه‌های اولیه و پایداری فرکانس افزایش‌یافته پرتاب شدند. فضاپیماهای «بلوک IIb» با عمر طراحی دو ساله در سال ۱۹۸۷ ظاهر شدند که در مجموع ۱۲ فروند از آن‌ها پرتاب شد، اما نیمی از آن‌ها در حوادث پرتابگر از دست رفتند. شش فضاپیمایی که به مدار رسیدند، عملکرد خوبی داشتند و به‌طور میانگین نزدیک به ۲۲ ماه کار کردند. این مدل که به‌طور انحصاری از ۱۹۸۸ تا ۲۰۰۰ استفاده می‌شد و پرتاب آن تا سال ۲۰۰۵ ادامه داشت، شامل ۵۶ ماهواره پرتاب شده بود. | ## بخش 3: گلوناس | تنها استثنا در دو پرتاب بود که در آن‌ها یک ماهواره اتالون (بازتابنده ژئودتیک) جایگزین یک ماهواره گلوناس شد. نسل دوم نسل دوم ماهواره‌ها، که با نام گلوناس-ام شناخته می‌شوند، از سال ۱۹۹۰ توسعه یافتند و اولین بار در سال ۲۰۰۳ پرتاب شدند. این ماهواره‌ها دارای طول عمر به مراتب افزایش‌یافته هفت سال هستند و وزنشان کمی بیشتر و برابر است. قطر آن‌ها تقریباً ۲٫۴ متر و ارتفاعشان ۳٫۷ متر است و طول دهانه آرایه خورشیدی آن‌ها ۷٫۲ متر می‌باشد که توانایی تولید برق ۱۶۰۰ وات را در زمان پرتاب فراهم می‌کند. ساختار بار مفید در قسمت انتهایی، ۱۲ آنتن اصلی را برای مخابره باند L در خود جای داده است. بازتابنده‌های لیزری گوشه‌مکعبی نیز برای کمک به تعیین دقیق مدار و تحقیقات ژئودتیک حمل می‌شوند. همانند نسل قبلی، فضاپیماهای نسل دوم نیز به صورت سه تایی با استفاده از بوسترهای پروتون-کی بلوک-دی‌ام۲ یا پروتون-کی بریز-ام پرتاب شدند. در ژوئیه ۲۰۱۵، ISS Reshetnev اعلام کرد که ساخت آخرین فضاپیمای گلوناس-ام (شماره ۶۱) را تکمیل کرده و آن را به همراه هشت ماهواره از پیش ساخته شده در انبار نگه داشته تا در نوبت پرتاب قرار گیرند. در تاریخ ۲۲ سپتامبر ۲۰۱۷، ماهواره گلوناس-ام شماره ۵۲ وارد عملیات شد و گروه مداری دوباره به ۲۴ وسیله فضایی افزایش یافت. نسل سوم گلوناس-کی یک بهبود قابل توجه نسبت به نسل قبلی است: این نخستین ماهواره گلوناس است که «فشارگذاری‌نشده» (Unpressurized) است و جرم آن به شدت کاهش یافته و به رسیده است (در مقایسه با در گلوناس-ام). این ماهواره دارای عمر عملیاتی ۱۰ سال است، در حالی که عمر نسل دوم گلوناس-ام ۷ سال بود. این ماهواره سیگنال‌های ناوبری بیشتری را برای بهبود دقت سیستم مخابره خواهد کرد — از جمله سیگنال‌های جدید CDMA در باندهای L3 و L5 که از مدولاسیونی مشابه با جی‌پی‌اس مدرن، گالیلئو و بیدو استفاده می‌کنند. گلوناس-کی شامل ۲۶ ماهواره با شاخص ماهواره‌ای ۶۵ تا ۹۸ است که به‌طور گسترده در فضای نظامی روسیه استفاده می‌شود. تجهیزات پیشرفته ماهواره جدید — که تماماً از قطعات روسی ساخته شده‌اند — امکان دو برابر شدن دقت گلوناس را فراهم می‌کنند. همانند ماهواره‌های قبلی، این ماهواره‌ها نیز در سه محور پایدار شده‌اند و با دو آرایه خورشیدی به سمت نادیر (پایین‌سو) نشانه رفته‌اند. به دلیل کاهش وزن، فضاپیماهای گلوناس-کی می‌توانند به صورت جفت از پایگاه پرتاب پلستسک با استفاده از بوسترهای سایوز-۲٫۱بی که هزینه بسیار کمتری دارند، یا به صورت شش‌تایی از پایگاه فضایی بایکونور با استفاده از وسایل پرتاب پروتون-کی بریز-ام پرتاب شوند. بخش زمینی گلوناس متشکل است از: یک مرکز کنترل سیستم؛ پنج مرکز دورسنجی، ردیابی و فرمان؛ دو ایستگاه فاصله‌سنجی لیزری؛ و ده ایستگاه نظارت و اندازه‌گیری. در ۲ آوریل ۲۰۱۴، سیستم دچار یک نقص فنی شد که منجر به عدم دسترس‌پذیری عملی سیگنال ناوبری برای حدود ۱۲ ساعت گردید. در ۱۴–۱۵ آوریل ۲۰۱۴، نه ماهواره گلوناس به دلیل مشکلات نرم‌افزاری دچار نقص فنی شدند. در ۱۹ فوریه ۲۰۱۶، سه ماهواره گلوناس دچار نقص فنی شدند: باتری‌های گلوناس-۷۳۸ منفجر شد، باتری‌های گلوناس-۷۳۷ تخلیه شدند و گلوناس-۷۳۶ به دلیل خطای انسانی در حین مانور دچار نقص در حفظ موقعیت مداری شد. انتظار می‌رفت گلوناس-۷۳۷ و گلوناس-۷۳۶ پس از تعمیر و نگهداری دوباره عملیاتی شوند و یک ماهواره جدید (گلوناس-۷۵۱) برای جایگزینی گلوناس-۷۳۸ در اوایل مارس ۲۰۱۶ راه‌اندازی شود. پس از پرتاب دو ماهواره جدید و تعمیر و نگهداری دو ماهواره دیگر، ظرفیت کامل گروه ماهواره‌ای بازیابی شد. دقت طبق داده‌های «سیستم نظارت و تصحیح تفاضلی روسیه» (SDCM)، ، دقت تعاریف ناوبری گلوناس (برای p=۰٫۹۵) برای عرض و طول جغرافیایی برابر با با میانگین تعداد وسایل نقلیه فضایی ناوبری (NSV) برابر با ۷–۸ (بسته به ایستگاه) بود. در مقایسه، در همان زمان دقت تعاریف ناوبری جی‌پی‌اس برابر با با میانگین تعداد NSV برابر با ۶–۱۱ (بسته به ایستگاه) بود. برخی از گیرنده‌های مدرن قادرند از ماهواره‌های گلوناس و جی‌پی‌اس به صورت همزمان استفاده کنند که این امر پوشش را در «دره‌های شهری» (مناطق متراکم شهری با ساختمان‌های بلند) به شدت بهبود می‌بخشد و به دلیل در دسترس بودن بیش از ۵۰ ماهواره، زمان بسیار سریعی برای تثبیت موقعیت (Time to fix) فراهم می‌کند. در فضاهای داخلی، دره‌های شهری یا مناطق کوهستانی، دقت می‌تواند نسبت به استفاده از جی‌پی‌اس به تنهایی بسیار بهبود یابد. برای استفاده همزمان از هر دو سیستم ناوبری، دقت تعاریف ناوبری گلوناس/جی‌پی‌اس برابر با با میانگین تعداد NSV برابر با ۱۴–۱۹ (بسته به ایستگاه) بود. در مه ۲۰۰۹، آناتولی پرمینوف، مدیر وقت روسکوسموس، اظهار داشت که اقداماتی برای گسترش منظومه گلوناس و بهبود بخش زمینی انجام شده است تا دقت تعریف ناوبری گلوناس تا سال ۲۰۱۱ به افزایش یابد. به‌ویژه، جدیدترین طراحی ماهواره، یعنی گلوناس-کی، پس از معرفی توانایی دو برابر کردن دقت سیستم را دارد. از اوایل سال ۲۰۱۲، شانزده ایستگاه زمینی تعیین موقعیت در روسیه و در جنوبگان در پایگاه‌های بلینگسهاوزن و نوولازاروسکایا در حال ساخت هستند. انتظار می‌رود این پیشرفت‌ها دقت گلوناس را تا سال ۲۰۲۰ به ۰٫۶ متر یا بهتر برسانند. جی‌پی‌اس – سامانه ماهواره‌ای ناوبری جهانی که توسط ایالات متحده آمریکا اداره می‌شود. ناوپیک (NavIC) – سامانه ناوبری ماهواره‌ای منطقه‌ای که توسط هند اداره می‌شود و در مناطق آسیای جنوبی و غرب آسیا قابل دریافت است. | ## جمع‌بندی | سامانه ماهواره‌ای کوازی-زنیث (QZSS) – سامانه ناوبری ماهواره‌ای منطقه‌ای که توسط ژاپن اداره می‌شود و در منطقه آسیای-اقیانوسیه قابل دریافت است.