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Glonass Sistema de navegación global ruso

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  • 1. GLONASS 1GLONASS 1 Universidad Nacional de Loja Área de la Energía, las Industrias de los Recursos Naturales No Renovables COMUNICACIONES SATELITALES Ing. Electrónica y Telecomunicaciones
  • 2. GLONASS 2GLONASS 2
  • 3. GLONASS 3GLONASS 3 INTRODUCCIÓN  Los sistemas de posicionamiento Global, permiten la determinación de posiciones en cualquier lugar del globo terrestre en un sistema mundial de coordenadas, con precisiones absolutas de decenas de metros hasta precisiones relativas al nivel del centímetro.  GLONASS es un sistema de posicionamiento satelital de características en la práctica muy similares a GPS.  El sistema de navegación global por satélite ruso es conocido por sus siglas como GLONASS, que derivan de (Global'naya Navigatsionnaya Sputnikovaya Sistema).
  • 4. GLONASS 4GLONASS 4 • GLONASS (Rusian Global Orbiting Navigation Satellite System) fue desarrollado paralelamente al GPS. • El sistema es manejado por las Fuerzas Militares Rusas, teniendo importantes aplicaciones civiles. • Este proyecto fue ideado en los años setenta, pero su primer lanzamiento se realizó en 1982 (El COSMOS 1413 fue la primera nave de este tipo lanzada en ese año). Los satélites GLONASS son lanzados en órbitas a una altura de 19100 Km.
  • 5. GLONASS 5GLONASS 5
  • 6. 6GLONASS
  • 7. GLONASS 7GLONASS 7 Los tres primeros satélites fueron colocados en órbita en octubre de 1982 designados como Kosmos-1413 , Cosmos-1414 y Cosmos-1415. El sistema fue pensado para ser funcional en el año 1991, pero la constelación no fue terminada hasta diciembre de 1995 con 24 satélites operativos y comenzó a ser operativo el 18 de enero de 1996. La situación económica de Rusia en los años 90 supuso que en abril de 2002 sólo 8 satélites estuvieran completamente operativos. En 2004, 11 satélites se encontraban en pleno funcionamiento. A finales de 2007 son 19 los satélites operativos. Son necesarios 18 satélites para dar servicio a todo el territorio ruso y 24 para poder estar disponible el sistema en todo el mundo.
  • 8. GLONASS 8GLONASS 8 En 2007, Rusia anuncia que a partir de ese año se eliminan todas las restricciones de precisión en el uso de GLONASS, permitiendo así un uso comercial ilimitado. Hasta ahora las restricciones de precisión para usos civiles eran de 30 metros. El 2 de octubre de 2011, el satélite 24 del sistema, un GLONASS-M, fue lanzado con éxito desde cosmódromo de Plesetsk, y ahora está en servicio. Quedando GLONASS totalmente restaurado, por primera vez desde 1996 La aparición en el mercado de receptores que permiten recibir señales pertenecientes a los dos sistemas GLONASS y GPS (con sistemas de referencia diferentes) hace interesante las posibilidades de GLONASS en la medición como apoyo al GPS norteamericano.
  • 9. 9GLONASS Uso práctico del sistema GLONASS Seguridad Sistemasdeinformación Geográfica Aplicaciones para masas Transporte Glonass – Evento principal en Rusia de las TIC en 2011
  • 10. 10GLONASS Evolución del sistema GLONASS •Restablecer el segmento orbital del sistema GLONASS a 24 satélites para el período 2007-2008 •Modernizar los satélites de navegación, comenzando con la segunda generación de satélites (GLONASS-M) que tienen más prestaciones y una vida útil que se ha elevado a siete años. Se incorpora en estos satélites la señal L2 en 2005. •Después de 2007 remplazar gradualmente los satélites con los de la tercera generación (GLONASS-K) que, junto con unas mejores prestaciones y una vida útil de 10 a 12 años, tendrán la posibilidad de emitir la señal de navegación en la frecuencia L3 (además de L1 y L2) por la banda de radionavegación aeronáutica. •Proveer al GLONASS con capacidades de Búsqueda y Salvamento (SAR) a partir de GLONASS-Km de manera similar al sistema COSPAS–SARSAT. En agosto de 2001, el gobierno de la Federación Rusa adopto un programa especial federal a largo plazo por 10 años. Los principales objetivos del programa son:
  • 11. 11GLONASS GLONASS SATÉLITES Satélites de primera generación: GLONASS, fueron los primeros en orbita, tenían una vida útil de 3 a 5 años. Con una configuración estabilizada de 3 ejes, además de retrorreflectores. Se alimentaban de la energía de 2 paneles solares, con una masa de 1400 Kg de peso total. Contaban con múltiples antenas de banda L de radiofrecuencia y un 1 reloj atómico de Cesio SATÉLITES DE PRIMERA GENERACIÓN
  • 12. 12GLONASS GLONASS SATÉLITES Los satélites de segunda generación GLONASS-M, además incorporar la nueva señal civil L2 (mejorando con esto la exactitud , fiabilidad de la navegación y mejora la inmunidad frente a interferencias en el receptor para uso civil), posee radioenlaces entre satélites para realizar el control en línea de la integridad del sistema y aumentar la duración de la operación autónoma de la constelación de satélites sin perdida de la exactitud de navegación. SATÉLITES DE SEGUNDA GENERACIÓN
  • 13. 13GLONASS GLONASS SATÉLITES Los satélites de tercera generación GLONASS-K tendrán parámetros de tamaño y masa considerablemente mejores. Su peso no excederá de 700 kg, lo que permitirá lanzar estos satélites empleando el cohete de lanzamiento Protón con seis satélites en un solo lanzamiento; a su vez, esto permitirá restablecer el segmento orbital en un corto periodo y el cohete de lanzamiento Soyuz, con dos satélites en un lanzamiento, permitirá mantener el segmento orbital en el futuro. Estas capacidades permitirán reducir varias veces los costos de despliegue y mantenimiento del segmento orbital del sistema GLONASS. SATÉLITES DE TERCERA GENERACIÓN
  • 14. 14GLONASS КА Sistema Glonass КА «Glonass» КА «Glonass-М» КА «Glonass-К1» КА «Glonass-К2» 1982 2003 2011 2013 Vida útil 3 años Vida útil 7 años Vida útil 10 años Vida útil 10 años Estabilidad de reloj – 5*10-13 Estabilidad de reloj – 1*10-13 Estabilidad de reloj - 5*10-14 Estabilidad de reloj - 1*10-14 Señales: L1SF, L2SF, L1OF, (FDMA) Señales: КА «Glonass» + L2OF (FDMA) Señales: КА «Glonass-M» + L3OC– (CDMA) Señales: КА «Glonass-M» + L1OC, L3OC, L1SC, L2SC, CDMA) Función adicional: – Sistema de reinstalación «Cospas-Sarsat» Función adicional: – Sistema de reinstalación «Cospas-Sarsat» Vuelo de prueba En total 29 КА En Operación 24 КА Repuesto 4 КА Programa de Pruebas de Vuelo (КА «Glonass-К1») 1 КА
  • 15. 15GLONASS SEÑALES FDMA • Satélites GLONASS transmiten dos tipos de señales: abierta L1OF/L2OF señal estándar de precisión y ofuscado señal L1SF/L2SF de alta precisión. • L1 abarca 1598.0625 -1604.25 MHz. • Todos los satélites GLONASS transmiten el mismo código. • La frecuencia central es 1602 MHz + n × 0,5625 MHz • TX de señales en una PIRE entre 25 al 27 dBW (316 a 500 vatios )
  • 16. 16GLONASS SEÑALES FDMA • Las señales de banda L2 utilizan el mismo FDMA como las señales de banda L1. • L2 abarca 1242.9375 - 1247.75 MHz. • La frecuencia central es 1246 MHz + n × 0,4375 MHz. • La señal estándar de precisión abierta se modula a 50 bits por segundo. La trama de la señal abierta es 7500 bits de largo y consiste de 5 marcos de 30 segundos, teniendo 150 segundos (2,5 minutos) para transmitir un mensaje continuo. • La señal de alta precisión más exacta está disponible para los usuarios autorizados, como los militares rusos, se transmite en cuadratura de fase con la señal estándar de precisión, con una longitud total de 36 000 bits se necesita 720 segundos (12 minutos) para todo el mensaje de navegación.
  • 17. 17GLONASS SEÑALES CDMA • Desde el año 2008, las señales CDMA están siendo investigadas para su uso con GLONASS. • Según los desarrolladores hay tres señales abiertas y dos señales CDMA restringidas. • El L3OC señal abierta está centrada en 1202.25 MHz y utiliza BPSK, codificados con código Barker y Neuman-Hoffman. • La señale L1SC es restringida y L1OC es abierta ambas se centran en 1600,995 MHz, la señal L2OC es abierta y la L2SC es restringida están centradas en 1248.06 MHz. • Señales abiertas L1OC y L2OC utilizan multiplexación por división de tiempo y modulación BPSK.
  • 18. 18GLONASS SEÑALES CDMA • El mensaje de navegación de la señal de L3OC se transmite a 100 bits / s, tarda 120 segundos (2 minutos) para transmitir un mensaje completo.
  • 19. 19GLONASS MODERNIZACIÓN DE SEÑALES EN GLONASS
  • 20. GLONASS 20GLONASS 20 Segmento de Control Segmento del Usuario Segmento Espacial Descripción del Sistema Glonass :
  • 21. GLONASS 21GLONASS 21 Está formado por un Sistema Central de Control (SCC) en la región de Moscú Golitsyno-2 Y una red de estaciones de seguimiento y control (Command Tracking Stations, CTS), emplazadas por todo el área alrededor de Rusia. Sector de Control
  • 22. GLONASS 22GLONASS 22  realizan el seguimiento de los satélites y almacenan los datos de distancias y telemetría a partir de las señales de los satélites.  Calibran periódicamente los datos de distancias a los satélites mediante láser.  La información obtenida en las CTSs es procesada en el Sistema Central de Control (SCC) para determinar los estados de las órbitas y relojes de los satélites, y para actualizar el mensaje de navegación de cada satélite. Esta información es enviada a cada satélite por medio de las CTSs Las estaciones de control (CTSs) Sector de Control
  • 23. GLONASS 23  La sincronización de todos estos procesos en el Sistema GLONASS es muy importante.  Para conseguir esta sincronización, se dispone de un reloj atómico de hidrógeno de alta precisión, el cual determina la escala de tiempo GLONASS.  Los satélites GLONASS llevan a bordo un reloj de cesio y se sincronizan respecto a la State Etalon UTC(CIS) en Mendeleevo, a través de la escala de tiempo del sistema GLONASS. Sector de Control
  • 24. GLONASS 24GLONASS 24 Sector Espacial La constelación Glonass consta de 29s ( 24 en operación, 4 reserva, 1 en pruebas de vuelo) Repartidos en 3 planos orbitales de 8 satélites cada uno, separados en arcos de 64,8º. La constelación de GLONASS se mueve en su órbita alrededor de la Tierra con una altitud de 19.100 km y tarda aproximadamente 11 horas y 15 minutos en completar una órbita.
  • 25. GLONASS 25GLONASS 25 Sector Espacial PLANOS, SATELITES Y CANALES PLANO 1 Satélite 01 02 03 04 05 06 07 08 Canal RF 01 - 4 05 06 01 - 4 05 06 PLANO 2 Satélite 09 10 11 12 13 14 15 16 Canal RF - 2 - 7 00 - 1 - 2 - 7 00 - 1 PLANO 3 Satélite 17 18 19 20 21 22 23 24 Canal RF 04 - 3 03 02 04 - 3 03 02
  • 26. GLONASS 26GLONASS 26 a) Peso: 1400 KG, 700 kg b) Período: 11 horas, 15 min c) Inclinación: 64,8 grados (respecto al ecuador terrestre). d) Vida útil: 3, 10, 10 Sector espacial Los Satélites de la Constelación Glonass, presentan las siguientes características:
  • 27. GLONASS 27GLONASS 27 Equipamiento Glonass M 2 Paneles Solares 12 antenas de banda L 1 reloj atómico de cesio Matriz de retro reflectores Sector Espacial Reloj atómico de Cesio
  • 28. GLONASS 28  Los satélites GLONASS transmiten dos señales de ruido pseudoaleatorio, estas señales se encuentran en la banda L (utilizada para transmisiones de radio) y viajan a la Tierra a la velocidad de la luz.  Los satélites GLONASS llevan a bordo relojes de atómicos de Cesio con un oscilador de frecuencia fundamental de 5 MHz. Sector Espacial
  • 29. GLONASS 29  A diferencia de los satélites GPS, todos los satélites GLONASS transmiten los mismos códigos.  Esto es así porque en GLONASS la identificación de los satélites se hace por la frecuencia de las portadoras y no por el PRN de los códigos como se hace en GPS. Sector Espacial
  • 30. GLONASS 30GLONASS 30 • El segmento de Usuarios comprende a cualquiera que reciba las señales Glonass con un receptor, determinando su posición y/o la hora. Sector Usuario
  • 31. 31GLONASS Navegación personal y transporte, uno de los segmentos de mayor crecimiento del mercado de navegación por satélite. Casi todas las empresas líderes en el mercado de teléfonos inteligentes declararon en 2012 el apoyo a sus modelos "top" el servicio GPS / GLONASS Qualcomm MDM6610 MSM8255(S2)MSM8260(S3) MSM7230(S2) MSM7630(S2) MSM8655(S2) APQ8060(S3) BCM47511 BCM2076 APQ8064(S4) APQ8055(S2) MSM8660(S3) Apple
  • 32. 32GLONASS Sector Usuario
  • 33. 33GLONASS Sector usuario
  • 34. GLONASS 34GLONASS 34 • Los sistemas de navegación por satélite determinan una posición mediante la medición de las distancias a varias ubicaciones conocidas - la constelación de satélites en órbita • En la práctica, un receptor de navegación por satélite captará señales de tiempo atómico-reloj enviadas desde los satélites y los convierten en las respectivas distancias • Un dispositivo de navegación por satélite utilizará los datos enviados desde al menos cuatro satélites para obtener la mejor estimación de su posición - ya sea en la tierra o en el cielo • El sistema completo se controla desde el suelo para asegurarse de relojes de los satélites no se alejen y dar a conocer los tiempos que pudiera inducir a error al usuario.
  • 35. GLONASS 35GLONASS 35
  • 36. GLONASS 36GLONASS 36 GRACIAS

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