為進一步提高GLONASS係統的定位能力,開拓廣大的民用市場,俄政府計劃用4年時間將其更新為GLONASS-M係統。內容有:改進一些地麵測控站設施;延長衛星的在軌壽命到8年;實現係統高的定位精度:位置精度提高到10~15M,定時精度提高到20~30NS,速度精度達到0.01M/S。
另外,俄計劃將係統發播頻率改為GPS的頻率,並得到美羅克威爾公司的技術支援。
GLONASS係統的主要用途是導航定位,當然與GPS係統一樣,也可以廣泛應用於各種等級和種類的測量應用、GIS應用和時頻應用等。
技術難點
目前GLONASS工作不穩定,衛星工作壽命短,在軌衛星隻12顆。
GLONASS用戶設備發展緩慢,生產廠家少,設備體積大而笨重。
由於GLONASS采用的是FDMA,所以用戶接收機中頻率綜合器複雜。
對GPS/GLONASS兼容接收機,需解決兩係統的時間和坐標係統問題。
技術改進
為了提高係統完全工作階段的效率和精度性能、增強係統工作的完善性,已經開始了GLONASS係統的現代化計劃。主要內容如下:改善GLONASS與其它無線電係統的兼容性;改進衛星子係統;改進地麵控製係統;配置養分子係統。
改頻計劃
GLONASS采用頻分製,24顆衛星L1信號的總頻帶寬度為1602~1615.5±0.51MHz。顯然該頻段的高端頻率與傳統的射電天文頻段(1610.6~1613.8MHz)重疊。另外ITU WARC-92又決定將1016-1626.5MHz頻段分配給低地球軌道(LEO)移動通信衛星使用,因此要求GLONASS改變頻率,即讓出高端頻率。
1993年9月俄羅斯作出響應,決定在同一軌道麵上相隔180°(即在地球相反兩側)的兩顆衛星使用同一頻道。於是,在仍保持頻分多址的情況下,係統總頻道數可減少一半,因而可讓出高端頻率。
應該指出,在改頻計劃第Ⅰ和第Ⅱ階段,不排除在新發射的衛星上使用-7~+4中的頻道,並裝上濾除1610.6~1613.8MHz和在(第Ⅲ階段及其以後的發射衛星再裝上)1060~1670MHz的濾波器,以消除強的帶外幹擾。此外,為了保持L2與L1的間隔,改頻計劃還包括對L2信號頻率(按L2/L1=7/9)作相應的改變。
在1996年12月的有關會議上,美國的代表要求俄羅斯加快實施GLONASS的改頻計劃,並希望俄羅斯能在2000年完成。而俄羅斯的代表仍堅持原計劃不能改變,因為改變計劃受到因此要升級衛星和其它設備的限製。
解決GLONASS信號與其它電子係統相互幹擾的另外一種有效辦法是使GLONASS象GPS那樣,使用碼分多址(CDMA),即所有衛星均采用相同的發射頻率,該頻率可以很接近GPS的或者就用GPS的頻率。這樣,兩個係統的兼容問題可大大改善,並使某些幹擾問題降到最小。據報道,美國洛克韋爾公司決定協助俄羅斯改進GLONASS。其一是將GLONASS的頻率改為GPS的頻率,便於世界民用。此項計劃將耗資470萬美元。
下一代改進型衛星和未來的星座
從1990年起,俄羅斯就開始研製下一代改進型衛星,GLONASS-MⅠ,重約1480kg。這種新型衛星將進一步改進星上原子鍾,提高頻率穩定度和係統的精度,更為重要的是它的工作壽命可以達到5年以上,這對確保GLONASS空間星座維持21-24顆工作衛星發射信號至關重要。1995年按計劃對GLONASS-MⅠ進行了全麵的地麵測試,並計劃在1996年第三季度進行首次這種衛星發射。這次發射將攜帶兩顆BlockⅡV衛星和一顆GLONASS-MⅠ衛星。以後MⅠ型衛星將作為替補衛星,一直用到2000年。