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SOBRE EL SISTEMA GLONASS

ESTRUCTURA DE GLONASS

El sistema de navegación por satélite ruso GLONASS en una configuración ampliada incluye las siguientes partes componentes:

  • El complejo espacial del sistema GLONASS, está compuesto por una constelación orbital, los medios para la puesta en órbita de los ingenios espaciales, el complejo de control terrestre
  • Las extensiones funcionales, incluyendo el Sistema Global de Navegación por Satélite (GNSS) de área amplia – el sistema de corrección diferencial y seguimiento, así como los sistemas regionales y locales de seguimiento y navegación diferencial
  • El sistema de información temporal efímera a posteriori de alta precisión
  • Los medios de soporte fundamental del GLONASS – el sistema de determinación operativa de los parámetros de rotación y orientación de la Tierra, el sistema de formación de la escala estatal del tiempo coordinado mundial, la base geodésica de la Federación Rusa.
  • El equipo de navegación de usuarios para uso de aplicaciones civiles y especiales
Структура ГЛОНАСС

La organización principal que utiliza el sistema GLONASS es la SA «Sistemas Espaciales Rusos» (RKS).

La organización principal del complejo espacial GLONASS es la SA «Sistemas de Satélites de Información» académico M.F. Reshetnyov».

El operador de la red federal en el ámbito de la actividad de navegación es la AAL (Asociación sin Ánimo de Lucro) «GLONASS».

El seguimiento operativo durante las 24 horas del día y la confirmación de las características del campo de navegación del GLONASS, lo realiza el Centro analítico de información de tiempo coordinado y asistencia a la navegación(CAI TCAN) de la EUEF, (Empresa Unitaria Estatal Federal) ICCIigm (Instituto Central Científico de Investigación de ingeniería mecánica).

ACTIVIDAD INTERNACIONAL

La cooperación internacional llevada a cabo por la Federación Rusa en el ámbito del GNSS tiene por objeto contribuir al desarrollo sostenible del sistema GLONASS y está dirigida a ampliar la participación efectiva en los acuerdos de navegación global por satélite.

En los últimos años de su desarrollo el GNSS y sus ampliaciones funcionales se han convertido en la base de los sistemas de posicionamiento, asistencia a la navegación y coordinación temporal de los países desarrollados y en un elemento esencial de los sectores público y privado de la economía mundial.

Con el funcionamiento simultáneo de varios GNSS, crece la necesidad de crear programas de coordinación y su desarrollo entre los países poseedores de tales sistemas, así como de las organizaciones internacionales directamente relacionadas con el desarrollo y la utilización de los GNSS.

La cooperación internacional en el ámbito del GNSS es un componente esencial de la política nacional de la Federación Rusa en el campo de las actividades espaciales.

A fin de asegurar la compatibilidad y complementariedad del sistema GLONASS con otros GNSS y de promover su utilización en el extranjero, los especialistas del CAI TCAN participan de manera independiente y organizan la participación de representantes rusos en los eventos de:

  • El Comité Internacional de GNSS, establecido por la Asamblea General de las Naciones Unidas;
  • El servicio internacional de sistemas de navegación por satélite (IGS), en el que el CAI TCAN es el centro asociado para el análisis del servicio IGS;
  • El servicio Internacional de Alcance Láser (ILRS), donde el CAI TCAN es el centro del servicio de análisis asociado al ILRS;
  • El Servicio Internacional de Rotación de la Tierra (IERS), donde el CAI TCAN es el centro oficial de análisis del IERS;
  • La comisión de equipos radiotécnicos de la aviación (RTCA), en cuyas reuniones se discute las cuestiones sobre la inclusión del sistema GLONASS en los estándares de los equipos de navegación de la aviación;
  • La organización de aviación civil internacional (OACI), en las reuniones se discuten las cuestiones sobre el desarrollo y la aplicación del estándar de las características operativas del sistema de servicios abiertos GLONASS

Los especialistas del CAI TCAN también participan en negociaciones y consultas bilaterales con proveedores de sistemas de navegación mundiales extranjeros y regionales, participan en los trabajos de creación en el extranjero del segmento terrestre de medición del sistema GLONASS, que es uno de los factores más importantes para garantizar su amplia aplicación.

SISTEMAS DE EXTENSIONES FUNCIONALES DE SISTEMAS GLOBALES DE NAVEGACIÓN POR SATÉLITE

El desarrollo mundial de los GNSS va por el camino de la mejora de la precisión y la disponibilidad del posicionamiento, garantizando el uso fiable del campo de la navegación y ampliando los servicios disponibles.

Han surgido dos áreas de desarrollo de los GNSS relacionadas con la elevación de la precisión y la fiabilidad de los servicios de navegación que proporcionan:

  • modernización de los sistemas existentes (GLONASS, GPS) y desarrollo de nuevos sistemas globales de navegación por satélite (proyecto europeo GALILEO, proyecto chino BEIDOU);
  • desarrollo de extensiones funcionales (EF).

Las extensiones funcionales del GNSS proporcionan a los usuarios información adicional que permiten mejorar la precisión y la fiabilidad de la determinación de las coordenadas espaciales, la velocidad del movimiento y el tiempo.

La información de salida de las EF se comunica a los usuarios a través de canales de comunicación especiales.

Suele contener información correctiva (para eliminar o reducir los errores en la determinación de la ubicación de los usuarios) e información sobre la integridad de los GNSS (para garantizar la fiabilidad y la seguridad de los resultados de la ubicación).

En la Federación de Rusia y en otros países se han desplegado extensiones funcionales de diversos tipos y se está trabajando activamente en la modernización de los sistemas existentes y la creación de otros nuevos.

SISTEMAS DE EXTENSIONES FUNCIONALES

Parámetros Sistemas diferenciales locales Sistemas diferenciales regionales Sistemas de corrección diferencial de amplio rango Sistemas globales de corrección diferencial
Composición una o algunas estaciones de recogida de mediciones¹ canal de transmisión de datos red de estaciones de medida canales de transmisión de datos centro de computación red regional de estaciones de medida canales de transmisión de datos centro de computación complejo de control en tierra red global de estaciones de medida canales de transmisión de datos centro de computación complejo de control en tierra
Información correctora correcciones a los parámetros de navegación medidos por el usuario información sobre la integridad del sistema² correcciones a los parámetros de navegación medidos por el usuario información sobre la integridad del sistema correcciones a la información de tiempo efímero³ correcciones a los parámetros de navegación medidos por el usuario información sobre la integridad del sistema correcciones a la información de tiempo efímero correcciones para excluir las distorsiones atmosféricas de la señal correcciones a los parámetros de navegación medidos por el usuario información sobre la integridad del sistema
Canales de transmisión líneas terrestres de transmisión de datos⁴ líneas terrestres de transmisión de datos vehículos espaciales de comunicación y retransmisión vehículos espaciales de comunicación y retransmisión
Zona de actividad 50 - 200 km 400 – 2000 km 2000 – 5000 km cobertura global
Error en la determinación de la ubicación del usuario entre 1 y 5 cm entre 5 y 50 cm entre 5 dm y 2 m entre 5 cm y 2 m

1. Estaciones de recogida de medidas - estaciones de control y corrección, que son un complejo de equipos de navegación de alta precisión, instaladas en puntos con coordenadas conocidas.

2. Información sobre la integridad del sistema - información sobre fallos en el funcionamiento del GNSS, no detectados o no corregidos por sus propios medios durante el proceso de explotación. La transferencia de información sobre la integridad del sistema impide que los usuarios utilicen datos de navegación incorrectos.

3. Información efímera temporal: datos para calcular la órbita del vehículo espacial y datos de las horas de a bordo.

4. Líneas de transmisión de datos terrestres - estaciones de radio VHF, sistemas de comunicación inalámbrica móvil o Internet.

En la actualidad, se están desarrollando activamente cinco sistemas de corrección diferencial de área amplia: SCDS, WAAS, EGNOS, GAGAN, MSAS.

Широкозонные системы дифференциальной коррекции

La zona de cobertura del sistema SCDS es todo el territorio de la Federación Rusa y las zonas geográficas adyacentes; el principal usuario del sistema es la aviación civil.

La información de corrección del SCDS se transmite por medio de vehículos espaciales del sistema de retransmisión «Luch».

Existen sistemas privados de corrección diferencial global como el sistema de navegación StarFire (sistema comercial de la empresa John Deere); el sistema Starfix DGPS y OmniSTAR (sistema comercial de la empresa holandesa Fugro N.V.)

Un lugar especial entre los sistemas de corrección diferencial global lo ocupa el «servicio PPP» (Precise Point Positioning – Posicionamiento absoluto de gran exactitud).

La tecnología PPP es capaz de garantizar una precisión de posicionamiento de decímetro a centímetro y más (para el modo estático) en combinación con órbitas de satélites precisas y relojes con un receptor de doble frecuencia de señales GNSS (teniendo en cuenta un efecto de influencia de la ionosfera de primer orden).

Las principales ventajas de la tecnología PPP en relación con otros métodos de posicionamiento diferencial incluyen el hecho de que para la implementación del PPP se necesita sólo un receptor y no requiere estaciones base especiales en la proximidad inmediata del usuario.

Es necesario separar especialmente las EF que difieren de las utilizadas tradicionalmente por los usuarios – pseudo-satélite y extensiones funcionales de asistencia.

Las EF de pseudo-satélites son uno o más pseudo-satélites (satélites de navegación situados en tierra) que generan señales de navegación en formato GNSS.

Complementan el campo de la radionavegación global GNSS en una zona determinada y suelen tener un espacio de trabajo local. Su tamaño está determinado por la potencia del pseudo-transmisor del satélite y el alcance del rango de visibilidad.

GNSS asistido – sistemas que implementan el modo «GNSS asistido» y forman no correcciones, sino información auxiliar adicional para acelerar la entrada en contacto con el vehículo espacial de navegación y el aumento de la fiabilidad de la localización de los usuarios.

En la Federación de Rusia, la dirección prometedora del desarrollo de los sistemas diferenciales se determina por el el plan de radionavegación de la Federación de Rusia y los Programas Federales de Objetivo.

En la actualidad, la corporación estatal «ROSKOSMOS» trabaja en el desarrollo y la utilización eficaz de un sistema global de determinación de la navegación de alta precisión y de información sobre el tiempo efímero (SAP ITE) para los usuarios civiles (http://glonass-svoevi.ru/).

El sistema está diseñado para apoyar la navegación de alta precisión de los usuarios en tiempo real y en modo a posteriori.

La información de ayuda del SAP ITE, formada sobre la base del ITE de alta precisión, se transmite por canales de comunicación pública terrestres (Internet) y se procesa junto con las señales GNSS en equipos de navegación especializados del consumidor, lo que permite mejorar la precisión de la navegación en más de un orden de magnitud, hasta un nivel de centímetros.

Los datos que se transmiten en régimen de tiempo real solo son accesibles para los usuarios registrados La información a posteriori está disponible para los consumidores sin restricciones. A la larga se prevé utilizar adicionalmente canales de transmisión de datos espaciales.

Para la transmisión de los datos a los usuarios por los canales de comunicación espaciales se utilizarán componentes de los complejos radiotécnicos de a bordo de los satélites de comunicación y retransmisión, a así como las estaciones terrestres para la transmisión de datos a los satélites, lo que permitirá garantizar la transmisión de la información de asistencia a los usuarios a nivel global - en toda la superficie de la Tierra y en el espacio cercano.

La creación del IVE SVO se lleva a cabo paso a paso, asegurando el aumento gradual de las características de precisión y rendimiento.

La información de alta precisión sobre el sistema GLONASS la proporcionan de forma gratuita los centros científicos a través de Internet para garantizar el uso generalizado de la navegación por satélite en la Federación Rusa:

  • CAI TCAN, EUEF ICCIigm es el centro de análisis asociado del International IGS (International GNSS service), el centro de análisis asociado del International Laser Ranging Service (ILRS), el centro de análisis oficial del International Earth Rotation Service (IERS). Los productos del centro son información de alta precisión de tiempo efímero para GLONASS y GPS, y parámetros de rotación de la Tierra. ftp://ftp. glonass-iac. ru/MCC/PRODUCTOS/
  • SA «Corporación de Investigación y Producción «Sistemas de Ingeniería mecánica de precisión». Sistema de alta precisión de determinación a posteriori de efemérides y correcciones temporales del sistema GLONASS (SVOEVP). (http://glonass-svoevi.ru/.)

TECNOLOGÍAS RUSAS GLONASS

Sistema estatal de información automatizada «ERA-GLONASS»

El Sistema Estatal de Información Automatizada (SEIA) «ERA-GLONASS» garantiza la rápida recepción de la información sobre los accidentes de tráfico en la Federación Rusa, su procesamiento, almacenamiento y transferencia a los servicios operativos de emergencia. El operador del (SEIA) «ERA-GLONASS» es la SA «GLONASS» (https://aoglonass.ru/).

abonado instalado en el vehículo determina la gravedad del mismo, fija la ubicación del vehículo afectado a través de los satélites GLONASS y/o GPS, establece la comunicación con la infraestructura de «ERA-GLONASS» y transmite los datos necesarios sobre el accidente a través de cualquier operador de telefonía móvil

Se puede hacer una llamada manualmente usando un botón especial de SOS. En este caso, el operador del centro de contacto «ERA-GLONASS» aclara de viva voz los detalles del accidente y en caso de confirmación de la información o en ausencia de respuesta envía los servicios de emergencia - rescatadores, ambulancia y policía de tráfico.

El sistema estatal ruso de respuesta a emergencias «ERA-GLONASS» es tecnológicamente compatible con el sistema paneuropeo eCall.

Está prevista la posibilidad de proporcionar servicios adicionales: funciones de tacógrafo, diagnóstico a distancia del estado del vehículo, sistema de gestión del tráfico de transportes, sistemas de seguridad y búsqueda.

En el marco de la realización del proyecto, se ha desplegado la infraestructura del sistema «ERA-GLONASS» en los sujetos de la Federación Rusa, se ha llevado a cabo la interconexión con los sistemas 112 y los servicios operativos de emergencia y otros sistemas estatales, se ha aprobado un conjunto de normas técnicas nacionales y se ha aprobado la Ley Federal «Sobre el sistema estatal de información automatizada «ERA-GLONASS», que entró en vigor el 1º de enero del año 2014.

En julio de 2013 el sistema se puso a prueba en 15 regiones de Rusia. El 1 de enero de 2015 el sistema se puso en servicio. El primer coche de producción en serie equipado con el sistema «ERA-GLONASS» fue el coche ruso Lada Vesta.

A partir de 2018 los terminales del sistema se instalarán en todos los vehículos vendidos en Rusia.

La aplicación del sistema «ERA-GLONASS» ha permitido reducir el tiempo de respuesta en caso de accidentes y otras emergencias, lo que ha permitido reducir el nivel de muertes y lesiones en las carreteras y ha elevado la seguridad de los transportes de carga y de pasajeros.

USO DE DATOS DE NAVEGACIÓN DE ALTA PRECISIÓN

NAVEGACIÓN PERSONAL
  • Acceso a los recursos de información orientados al espacio
BÚSQUEDA Y RESCATE
  • Operaciones de búsqueda y rescate
GEODESIA Y CARTOGRAFÍA
  • Ecualización de la red geodésica
  • Trabajo catastral, agrimensura
  • Actualización de mapas y planos
CONSTRUCCIÓN
  • Trabajos de construcción de carreteras
  • Tendido de líneas de comunicaciones, tuberías, etc.
  • Construcción y reparación de vías férreas
TRANSPORTE TERRESTRE
  • Control del transporte de mercancías altamente peligrosas
  • Sistemas de Transporte Inteligente
  • Supervisión operacional del estado de las vías férreas
INDUSTRIA AGRÍCOLA
  • Agricultura de precisión
  • Mantenimiento de maquinaria agrícola
AVIACIÓN
  • Entrada y aterrizaje por categoría de la OACI
  • Navegación de vehículos aéreos no tripulados
ESPACIO
  • Seguimiento de medios retirados
  • Determinación orbital de alta precisión de vehículos espaciales
TRANSPORTE POR AGUA
  • Aproximación y maniobras en puertos, vías navegables interiores
MEDIO AMBIENTE
  • Seguimiento de la deformación de la Tierra
  • Seguimiento de los parámetros de rotación de la Tierra
  • Seguimiento de la composición y condición de la troposfera y la ionosfera
  • Vigilancia de los recursos hídricos y forestales
  • Explotación minera
COMUNICACIÓN Y SINCRONIZACIÓN
  • Sincronización de las líneas de transmisión de energía
  • Sincronización de las instalaciones de comunicación y telecomunicaciones
  • Sincronización del tiempo de dispersión espacial de los usuarios
  • Tiempo Universal Coordinado (UTC)

CARACTERÍSTICAS TÉCNICAS PRINCIPALES

DE LOS SERVICIOS DEL SISTEMA GLONASS

El sistema GLONASS proporciona al usuario dos tipos de servicios: estándar y de alta precisión (véase TECNOLOGÍAS RUSA GLONASS).

Los servicios de precisión estándar se prestan a los usuarios mediante la transmisión de señales de precisión estándar en la banda de frecuencias L. Cada satélite espacial «Glonass-M» transmite radioseñales de navegación con división de frecuencias en dos rangos: L1 (1,6 GHz) y L2 (1,25 GHz).

La señal de precisión estándar con una frecuencia de reloj de 0,511 MHz, está destinada a ser utilizada por usuarios civiles nacionales y extranjeros, es accesible a todos los consumidores equipados con el correspondiente AP, en cuya zona de visibilidad se encuentran los satélites del sistema GLONASS.

CONSTELACIÓN DE SATÉLITES

La constelación orbital normal GLONASS está formada por 24 satélites en órbitas circulares de mediana altitud con valores nominales de altitud de 19 100 km, inclinaciones de – 64,8° y períodos de – 11 horas 15 minutos 44 segundos. El valor del período ha permitido crear un sistema orbital estable que, a diferencia de las órbitas de los GPS, no requiere impulsos correctivos para su mantenimiento prácticamente durante todo el período de existencia activa. La inclinación nominal garantiza una disponibilidad del 100% de la navegación en el territorio de la Federación de Rusia, incluso si varios satélites abandonan la constelación orbital.

Орбитальная группировка ГЛОНАСС
CONSTELACIÓN ORBITAL
CANTIDAD EFECTIVA DE SATELITES 24
ALTURA DE LA ORBITA 19 100 km
CANTIDAD DE PLANOS 3
SEMIEJE MAYOR 25 420 km
PERIÓDO 11 horas 15 minutos 44 segundos
INCLINACIÓN 64,8°

RADIOSEÑALES DE NAVEGACIÓN

ESPECTRO DE LAS RADIOSEÑALES DE NAVEGACIÓN DEL SISTEMA GLONASS
CARACTERÍSTICAS DE LAS RADIOSEÑALES DE NAVEGACIÓN DEL SISTEMA GLOONASS
Banda Frecuencia portadora, MHz Señal Duración del código PSP, símbolos Velocidad de reloj, MHz Tipo de modulación Velocidad de transmisión CI, BIT/s
L1 1 600,995 L1OCd
L1OCp
1 023
4 092
1,023
1,023
BPSK (1)
BOC (1,1)
125
señal piloto
L2 1 248,06 L2 КСИ
L2OCp
1 023
4 092
1,023
1,023
BPSK (1)
BOC (1,1)
250
señal piloto
L3 1 202,025 L3OCd
L3OCp
10 230
10 230
10,23
10,23
BPSK (10)
BPSK (10)
100
señal piloto
SISTEMA DE COORDENADAS

Las efemérides transmitidas por cada ingenio espacial del sistema GLONASS como parte de la información operacional describen la posición del centro de fase de la antena transmisora de un VE conectado con la Tierra con el sistema de coordenadas geocéntricas PZ-90 determinado de la siguiente forma:

  • el origen de las coordenadas se encuentra en el centro de la masa de la Tierra;
  • El eje Z está dirigido al Polo Condicional de la Tierra, tal y como se define en la recomendación del Servicio Internacional de la Rotación de la Tierra (IERS);
  • El eje X se dirige a lo largo de la intersección del plano ecuatorial de la Tierra y el meridiano de referencia establecido por la Oficina Internacional del Tiempo (BIH);
  • El eje Y complementa el sistema rectangular geocéntrico de coordenadas hasta la derecha.
Documento de consulta «PARÁMETROS DE LA TIERRA 1990». (PZ-90.11) (enlace)
SISTEMA DE TIEMPO

En calidad de escala de tiempo del sistema GLONASS se acepta la escala continua condicional de tiempo formada sobre la base de una escala de tiempo del sincronizador central del sistema. El sincronizador central está equipado con estándares de frecuencia de hidrógeno.

La escala de tiempo de referencia para el sistema GLONASS es la escala de tiempo nacional coordinada de Rusia UTC(SU).

La escala de tiempo del sistema de GLONASS se corrige simultáneamente con la corrección planeada para un número entero de segundos de la escala del Tiempo Universal Coordinado UTC.

DOCUMENTO DE CONTROL DE LA INTERFAZ

Documento de control de la interfaz

SITIO OFICIAL

Centro de Información al Usuario de GLONASS: www.glonass-iac.ru