50年磨一剑：命运多舛的俄罗斯卫星导航系统
50年磨一剑：命运多舛的俄罗斯卫星导航系统
大家好，我是“没有人比我更懂露西亚”的鳄撸撸，应达瓦里希的要求，我为大家介绍一下俄罗的卫星导航系统——格洛纳斯（GLONASS）。
关于格洛纳斯的构想在1960年代后期便成形了。但由于经费原因，苏联政府拖到1976年才拍板决定。因为此时美国已经发射了一颗GPS试验卫星。
目前主要的四大导航系统
苏联时代，境内遍布着许多地图上不会标注的秘密城镇，被称为封闭行政区（ЗАТО），它们因肩负着能源、军工、航天等研发项目而建立。
城镇的名字使用编号表示，例如研究生物武器的扎格尔斯克-6，研发核武器的阿尔扎马斯-16等。
其貌不扬的应用力学科学生产协会
而肩负起格洛纳斯项目的是位于克拉斯诺亚尔斯克-26的应用力学科学生产协会（NPO PM）。
克拉斯诺亚尔斯克-26成立于1950年，一开始生产武器级钚（核武器的裂变材料），后来又增设了太空技术的研究任务。
克拉斯诺亚尔斯克-26的入口检查点
格洛纳斯的诞生
苏联研发的第一代卫星导航系统是50年代就开始的刺客龙（音译自Циклон，直译为气旋），目的是为潜艇导弹提供精确定位。
1967年至1978年共发射了31颗刺客龙卫星。刺客龙虽然能精准定位静止或缓慢移动的船舶，但需要几小时收集数据确定位置，不能满足导弹的制导需求。
前辈刺客龙卫星
1976年12月，苏联高层在一项题为“关于部署统一空间导航系统的计划”里公开了格洛纳斯项目的存在。
该系统将由24颗卫星组成，在海拔2万公里的中圆轨道上运行。
卫星制造工厂
当时公布的设计精度为65米，但实际上民用信号的精度为20米，军用信号的精度为10米。
由4颗卫星发出的信号迅速确定接收的位置，并能判断物体的速度和方向。
这些卫星由鄂木斯克的PO Polyot公司制造，并用重型质子火箭一次发射3颗。
送格洛纳斯卫星上天的质子火箭
组网成功
最初，设计出的原型卫星质量很差，工程师们不得不重新设计，进度被严重拖延。此时美国已经发射了4颗GPS实验卫星。
直到1982年10月，原计划发射3颗卫星，但仅有1颗做好准备，所以临时决定将这颗卫星与两个假模型发射上天。
卫星效果图
美国媒体将此事件报道为“发射了1颗卫星和2个秘密物体”。在随后的几年里，美国一直在想办法弄清楚那2个是什么东西。
到1991年4月，累计发射了43颗工作卫星和5颗测试卫星。
苏联解体时，其中的12颗卫星投入运营，但要覆盖整个苏联领土，起码需要18颗卫星。
此后，俄罗斯联邦接管了格洛纳斯的控制权。
1995年12月，终于使24颗工作卫星进入工作状态，定位精度也达到了GPS的水平，而组网时间仅比美国晚两年。
磕磕绊绊的格洛纳斯
由于第1代卫星的设计寿命仅3年，为了维护整个系统，每年需要发射2次卫星才能保证完整的网络。
但当时的俄罗斯财政非常困难，用于空间技术的投入被削减了80%，已无力承担高频率的发射任务。
自95年组网后，没有更新卫星的计划。结果，2001年只剩下6颗卫星勉强维持运营。
普京上台后，随着国际油价上涨，经济逐渐复苏。于是重启了“全球导航系统计划”，目标是在2009年前恢复整个格洛纳斯的网络。
2003年，第2代格洛纳斯-M卫星首发。它的重量略大于初代，但设计寿命是其两倍。
2011年投入营运的卫星总数达到23颗，再次达到覆盖全球的水平。
第3代格洛纳斯-K1卫星的使用寿命相比第2代又增长了40%，重量缩减了50%，精度提高了1倍。
但西方制裁限制了抗辐射电子器件的出口，K1的进展并不顺利，从2011年到2020年，仅有3颗K1发射升空。甚至严重影响到下一代产品K2的研发计划。
格洛纳斯已经迭代到第四代
商用
虽然GLONASS已“接近”覆盖全球的水平，跟美国GPS相比，商业化依旧是它的短板。
2006年12月，GPS-GLONASS互操作性和兼容性工作组宣布GLONASS卫星将在FDMA之外传输CDMA。
用人话说，就是让格洛纳斯与GPS兼容，这样就能让一个设备接收到多个导航系统信息。
手持格洛纳斯导航设备
2007年，第1个商用车载导航设备Glospace-SGK 70推出，但它比GPS同类产品大得多，价格还更贵。
直到2010年，市面上也没几台格洛纳斯接收器，且很少面向民用领域。
以至于俄罗斯系统公司主席叶夫图申科夫呼吁禁止进口所有具有GPS功能的设备，除非它们也支持格洛纳斯。
支持格洛纳斯的基带芯片
于是，政府强制境内所有汽车厂商从2011年开始让新车兼容格洛纳斯。
这一政策还涉及到现代、福特、丰田等俄罗斯境内大厂。
强制兼容ERA-GLONASS的车辆
俄罗斯还推出了ERA-GLONASS自动应急响应系统，结合移动通信和卫星定位，在车辆发生碰撞事件时提供快速援助。
该系统可将救援时间缩短30%，每年挽救4000多条生命。已打入欧洲市场，值得北斗借鉴。
