GLONASS Nedir? Küresel Uydu Konumlandırma Sistemi

GLONASS, Sovyetler Birliği tarafından 1970’lerde deneysel bir askeri iletişim sistemi olarak geliştirildi. Soğuk Savaş sona erdiğinde, Sovyetler Birliği, sistemin hava durumu yayınları, iletişim, navigasyon ve keşif verilerini iletme yeteneği aracılığıyla ticari uygulamaları olduğunu kabul etti.

İlk uydusu 1982’de fırlatıldı ve sistem 1993’te tamamen çalışır durumda ilan edildi. GLONASS performansının düştüğü bir dönemden sonra Rusya, sistemi gerekli minimum 18 aktif uyduya getirmeyi taahhüt etti. Şu anda, GLONASS takımyıldızında tam 24 uydu konuşlandırmasına sahiptir.

GLONASS Uyduları

• GLONASS – Bu uydular 1982 yılında askeri ve resmi kuruluşlar için fırlatılmıştır. Hava durumu, konumlandırma, zamanlama ve hız ölçümleri için tasarlandılar. (SERVİS DIŞI)
• GLONASS-M – Bu uydular, CIS haritalama alıcıları ve ikinci sivil frekansı eklemek için 2003 yılında fırlatıldı. (ÇALIŞIYOR)
• GLONASS-K – Bu uydular, üçüncü sivil frekansı eklemek için 2011’de fırlatıldı. Bunlar 3 tiptir – K1(ÇALIŞIYOR), K2(TEST UYDUSU ÜRETİMİ) ve KM(ARAŞTIRMA AŞAMASINDA-2030).
• GLONASS-V – Bu uydular 2022-2025 yıllarında fırlatılacak.(TASARIM AŞAMASINDA)

Her GLONASS uydusu, L1 frekansında standart konumlandırma için bir C/A kodu ve L1 ve L2 üzerinde kesin konumlandırma için bir P kodu iletir. P kodu yalnızca askeri amaçlar için kullanılabilir. GPS ve Galileo’dan farklı olarak GLONASS, her uydu için farklı bir frekans kullanır.

Frekans bölmeli çoklu erişim için FDMA olarak bilinen bir teknik olan aynı kodu farklı frekanslarda iletir. Bunun GPS tarafından kullanılandan farklı bir teknik olduğunu unutmayın.

GLONASS sinyalleri, GPS sinyalleriyle aynı polarizasyona (elektromanyetik dalgaların yönü) sahiptir ve karşılaştırılabilir sinyal gücüne sahiptir.

GLONASS sistemi, 12 frekans kullanan 24 uyduya dayanmaktadır. Uydular, aynı frekansta yayın yapan antipodal uydulara sahip olarak frekansları paylaşabilir. Antipodal uydular aynı yörünge düzlemindedir ancak 180 derece ile ayrılırlar. Şekilde gösterildiği gibi, eşleştirilmiş uydular aynı frekansta yayın yapabilirler çünkü hiçbir zaman Dünya yüzeyindeki bir alıcının gözünde aynı anda görünmeyeceklerdir.

GLONASS Resmi web sitesine buradan ulaşabilirsiniz.

GLONASS Sinyal Özellikleri

Mevcut uyduların hizmet ömürlerinin sonuna geldiğinde, yeni nesil GLONASS-K uyduları ile değiştirilecektir. Yeni uydular, GLONASS sistemine yeni GNSS sinyalleri sağlayacak.

L3

GLONASS-K uydularının ilk bloğu (GLONASS-K1), 1202.025 MHz merkezli L3 olarak adlandırılan yeni sivil sinyali yayınlayacaktır. Mevcut GLONASS sinyallerinin aksine L3, GPS ve Galileo ile birlikte çalışabilirliği kolaylaştıracak CDMA’ya dayanmaktadır.

İlk GLONASS-K1 uydusu Şubat 2011’de fırlatıldı.

L1 ve L2 CDMA

GLONASS-K uydularının ikinci bloğu (GLONASS-K2), L1 ve L2 frekanslarında yayınlanan iki CDMA tabanlı sinyal daha ekler. Mevcut FDMA L1 ve L2 sinyalleri de eski alıcıları desteklemek için yayınlanmaya devam edecek.

L5

GLONASS-K uydularının üçüncü bloğu (GLONASS-KM), sisteme bir L5 sinyali ekleyecektir.

FDMA ile CDMA Arasındaki Temel Teknik Fark

GLONASS’ın orijinal mimarisi, her uyduya farklı bir merkez frekansı atayan FDMA (Frekans Bölmeli Çoklu Erişim) yöntemine dayanır. Bu yaklaşımda alıcı, hangi uydudan sinyal aldığını frekansına bakarak anlayabilir; bu basit bir çözümdür ancak wideband alıcı donanım gereksinimini artırır ve frekans planlamasını karmaşık hâle getirir. GPS ve Galileo’nun kullandığı CDMA (Kod Bölmeli Çoklu Erişim) yönteminde ise tüm uydular aynı frekansta yayın yapar; her uydu kendine özel bir pseudo-rastgele kod (PRN kodu) ile ayırt edilir. Bu, daha dar bant alıcıların kullanılmasına olanak tanır ve günümüz çip tasarımları için daha verimlidir.

GLONASS-K2 ve GLONASS-KM nesli uydularının CDMA sinyalleri de eklemeye başlaması, sistemin GPS/Galileo alıcılarıyla ortak mimaride çalışabilmesini sağlıyor. Bu gelişme sayesinde multi-constellation alıcı tasarımı basitleşiyor ve GLONASS’ın sivil navigasyon piyasasındaki rekabet gücü artıyor.

GLONASS’ın Diğer GNSS Sistemleriyle Karşılaştırması

• Kapsama Alanı: Yüksek enlemlerde (70° ve üzeri) GPS’e kıyasla daha iyi kapsama sunar; kutup bölgelerinde ve Rusya’nın kuzeyinde tercih nedenidir.
• Konum Doğruluğu: Günümüz GLONASS-M uyduları ile sivil alıcılar ~5 metre yatay doğruluk sağlar; GPS’in ~3 m eşdeğerine yakındır.
• Uydu Sayısı: 24 aktif uydu ile tam kapsama ulaşır; GPS de 24 temel uydu (31 operasyonel) kullanır; Galileo ise 24+6 reserve uyduya sahiptir.
• Multi-constellation Kazanımı: GLONASS + GPS kombinasyonu kullanan alıcılar, tek sistemle gökyüzünde görülebilen uydu sayısını iki katına çıkarabileceğinden, kentsel kanyonlarda ve ağaçlık alanlarda konum sürekliliği önemli ölçüde iyileşir.
• Saat Referansı: GPS’in UTC(USNO)’sine benzer şekilde zaman ölçeğini kullanır; iki sistem arasında yaklaşık 18 saniyelik tam sayı offset farkı olduğundan alıcılar bu dönüşümü dahili olarak yönetir.

Özellikle Rusya ve Orta Asya güzergâhlarında çalışan araç-navigasyon ve tarım-hassas konumlama sistemlerinde GLONASS uyumluluğu, GPS sinyali gölgelendiğinde güvenilir konum sürekliliği sağlayan kritik bir yedekleme katmanı olarak değerlendirilmektedir.