Glonass – Was ist das?

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united states g646f66802 1280 533x400 - Glonass - Was ist das?Viele Navigationssysteme und Smartphones unterstützen das russische Satellitennavigationssystem Glonass, welches zunächst nur für militärische Zwecke entwickelt wurde. Mittlerweile ist es auch für die zivile Nutzung freigegeben und kann weltweit eingesetzt werden. Das satellitenstützte Ortungsverfahren aus Russland wird vom dortigen Verteidigungsministerium betrieben, die Abkürzung steht für „Globalnaja nawigazionnaja sputnikowaja sistema“ das bedeutet so viel wie: Global Navigation Satellite System.

Die verwendete Technik ähnelt der des bekannten GPS-Systems, das Empfangsgerät greift das entsprechende Signal des Satelliten auf und berechnet mit diesen Informationen die eigene Position. Es kann nicht nur die reine Positionsbestimmung stattfinden, diese Daten können auch zur Ortung und Navigation verwendet werden.

Entstehung des Satellitennavigationssystem Glonass

Glonass galt lange Zeit als einzige Alternative zum GPS-System aus Amerika und steht ebenso unter militärischer Kontrolle, seit 2011 ist dieser Service für die Allgemeinheit nutzbar und gibt in Kombination mit GPS besonders exakte Ortungsdaten wieder. Die Entwicklung des Glonass-Systems begann schon 1972 und basiert auf militärstrategischen Ideen, die ersten drei Satelliten starteten bereits zehn Jahre später.

Im Jahr 1993 wurde Glonass offiziell für betriebsbereit erklärt und von da an stets weiter ausgebaut. Die Nutzung wurde dem Zivilisten zunächst künstlich erschwert und auf maximal 30 Meter begrenzt, mittlerweile liegt die Genauigkeit der Ortung bei zwischen 7 und 10 Metern.

Technik und System

Die Glonass-Satelliten umkreisen die Erde auf drei Bahnebenen mit ähnlicher Geschwindigkeit der GPS-Satelliten, dies gewährleistet eine größere Höhe oberhalb des Horizonts für den Nutzer, besonders für Anwender in hohen geographischen Breiten verbessert dies die Verfügbarkeit. Die Bahnhöhe beträgt circa 19000 km, 1000 km weniger als beim GPS-System. Im Gegensatz zur amerikanischen Alternative sendet jeder Glonass-Satellit mit dem gleichen Code, jedoch auf verschiedenen Frequenzen.

Für den regulären Betrieb werden mindestens 24 Satelliten im Orbit benötigt, um eine hohe Erreichbarkeit in jedem Ort der Welt zu gewährleisten. Bis zum Jahr 2011 war die Anzahl der Satelliten nicht ausreichend, um eine genaue Ortsbestimmung durchzuführen, der Empfänger benötigt dazu stets vier Parameter.

Das Empfangsgerät muss das Signal von vier Satelliten empfangen, um eine exakte Ortsbestimmung durchzuführen, der vierte Messwert ist in diesem Fall die genaue Uhrzeit, diese ist zur Bestimmung besonders wichtig. Nach Freigabe des Systems kam es durch Fehler bei Satellitenstarts zu Einbrüchen bei der Funktion, mittlerweile ist Glonass jedoch vollständig einsatzbereit und ergänzt die vorhandenen Ortungssysteme.

Die Überwachung für das staatliche Entwicklungsprogramm umfasst viele Ministerien und Fachorgane der russischen Verwaltung. Für den Ausbau, die Verbesserung und Wartung des gesamten Systems wurden föderale Programme ins Leben gerufen.

Konstellation und Bodenstationen

Die aktuelle Planung sieht 30 Satelliten vor, diese verteilen sich mit je 8 Stück auf drei Orbits, zusätzlich sollen je zwei Reservesatelliten bereitstehen. Die Bodenstationen, die zur Verfügung stehen, befinden sich in Russland, der Ukraine und auf Gebieten der Russischen Föderation.  Im Gegensatz zu GPS bietet Glonass ein stabiles Orbitalsystem, in dem keine Korrekturimpulse benötigt werden. Die übertragenen Daten entsprechen dem geozentrischen Koordinatensystem, das bedeutet, dass sich der Ursprung auf der Mitte der Erdmassen befindet, die Z-Achse richtet sich auf den bedingten Erdpol, die X-Achse ist entlang des Erdäquators gerichtet und die Y-Achse ergänzt das Koordinatensystem nach rechts. Die Zeitskale zur Referenz ist die national koordinierte Zeitskala Russlands, UTC.

Nutzung

car g0e9f69d88 1920 600x400 - Glonass - Was ist das?Das System wurde ursprünglich für militärische Zwecke entwickelt, auch heute ist das russische Militär der Hauptnutzer, zusätzlich findet es Verwendung in Endgeräten wie dem Navigationssystem im Auto, in Smartphones oder Trackern. Dort wird es genutzt, um Bewegung aufzuzeichnen, oder um Wegbeschreibungen abzurufen, um zum gewünschten Ziel zu gelangen.

Kompatible Geräte der Verbraucher können die Satellitensignale von Glonass empfangen und auswerten. Grundsätzlich ähnelt der Aufbau und die Funktion den anderen verfügbaren Satellitensystemen wie Beidou, GPS oder dem europäischen GNSS-System Galileo. Es gibt nur geringe Unterschiede, für die Nutzung eignet sich besonders die Verwendung einer Kombination aus diesen Systemen für eine exakte Positionsbestimmung.

Russisches Informationssystem Era-Glonass

Basierend auf dem Glonass-Satellitensystem wurde 2014 ein staatliches Notrufsystem ins Leben gerufen. Das automatisierte russische Informationssystem Era-Glonass leitet schnell und zuverlässig Informationen zu Verkehrsunfällen an zuständige Rettungsdienste. Im Falle eines Ereignisses wertet Era-Glonass automatisch die Schwere des Unfalls aus. Diese Angaben werden vom Terminal auf dem Auto durch die Satelliten gesendet, diese Funktion kann auch manuell getätigt werden um Hilfe zu rufen. Im abgesetzten Notruf sind somit auch immer die Standortdaten enthalten. Dieses staatliche Notfallsystem nutzt die Signale von Glonass und ist vergleichbar mit dem europäischen Notfallsystem eCall. Seit 2018 muss diese Technik in jedem neuen Fahrzeug in Russland verbaut sein, damit diese Services jedem zur Verfügung stehen. In älteren Fahrzeugen kann dies stets nachgerüstet werden, um im Notfall wertvolle Zeit zu gewinnen. Dieser Terminal besteht aus einem Navigationsmodul (GPS/Glonass), einem Modem für die Übertragung über das Mobilfunknetz, Sensoren zur Aufnahme des Unfalls, einem Anzeigeblock, einer Gegensprechanlage zur Kommunikation, einer Notruftaste und einer Antenne zum Empfang und Versand von Informationen.

Ebenso können zusätzliche Services erbracht werden, beispielsweise eine Ferndiagnose, Analyse von Fahrzeugdaten oder Sicherheits- und Suchsysteme. Der Einsatz des Era-Glonass-Systems begünstigt eine kurze Reaktionszeit bei Notfällen oder Verkehrsunfällen und erhöht die Sicherheit des Verkehrs.

Unterschied Glonass und global positioning system

Das GPS-System aus Amerika verfügt über 31 Satelliten, Glonass wird vom russischen Verteidigungsministerium betrieben und besteht aus 24 Satelliten. Auch in der Bahnhöhe unterscheiden sie sich minimal, die Umlaufzeit der russischen Satelliten ist kürzer. Die Glonass-Satelliten umrunden die Erde mit einer größeren Neigung, dies begünstigt eine gute Verfügbarkeit in Polarregionen. Im Vergleich profitiert der Verbraucher vor allem von der Nutzung beider Satellitensysteme. Die Genauigkeit beider Navigationssatellitensysteme ist abhängig von den Gegebenheiten, Abschattung und dem verwendeten Empfänger, im Grunde pendeln sich beide Systeme, GPS und Glonass, zwischen 5 und 10 Metern ein.

Kombination mit GPS-System

Ein Navigationssatellitensystem alleine reicht in vielen Fällen oftmals aus, besonders gut ist jedoch die Verbindung verschiedener Systeme, wenn die Geräte dies zulassen. So kann beispielsweise GPS mit dem GNSS Galileo System kombiniert werden und der Nutzer profitiert vom Service beider Signale zur Navigation oder Bestimmung von einem bestimmten Standort. Auch Glonass und GPS bieten in Verbindung viele Vorteile für den zivilen Gebrauch. Die Nutzung gestaltet sich flexibler und die Genauigkeit der Ortung wird deutlich verbessert, dies steigert die Zuverlässigkeit der Endgeräte. Bei schlechten Bedingungen steigt die Exaktheit der Positionsbestimmung, im Vergleich zur reinen Nutzung eines Systems. Es existieren bereits Geräte, die beide Satellitensignale von Glonass und GPS nutzen und dem Verbraucher die maximal mögliche Exaktheit an jeder Stelle bieten. Wenn das Satellitensignal eines Systems nicht richtig oder verzerrt erkannt wird, so kann die fehlerhafte Übertragung mithilfe der Informationen des anderen Systems ergänzt werden.

Seit einigen Jahren werden Glonass-fähige Chips, in Kombination mit GPS, in hochwertigen Endgeräten verbaut und gehören somit fast zum Standard. Die meisten Handys können mittlerweile auf das russische System zugreifen, oft kann in den eigenen Einstellungen festgelegt werden, ob GPS, Glonass oder beides empfangen werden soll.

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