Das GPS-System ( NAVSTAR NAVigation System using Time And Ranging - Global Positioning System )

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Das GPS-System ( NAVSTAR NAVigation System using Time And Ranging - Global Positioning System ). 1. GPS Warum? 2. Anwendungen 3. Grundprinzip und Funktionsweise 4. Zukunft. Warum GPS?. TRANSIT (ab 1967) 4 Satelliten Messabstände 30- 110min - PowerPoint PPT Presentation

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Das GPS-System (NAVSTAR NAVigation System using

Time And Ranging - Global Positioning System)

1. GPS Warum?

2. Anwendungen

3. Grundprinzip und Funktionsweise

4. Zukunft

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- TRANSIT (ab 1967) 4 Satelliten Messabstände 30-

110min

- steigende Verkehrsdichte im Luftverkehrsraum

(Möglichkeit zur schnellen automatisierten Ortung)

- genauere Positionsangaben nötig (z.B. Öltanker,

Zielkoordinaten)

Warum GPS?

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Nachteile

- in fester Hand des DoD (Department of Defense)

- SA (Selective Aviability)

Deshalb

- GALILEO (30 Satelliten ab ca. 2008)

Satelliten und Umlaufbahnen

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Einsatzgebiete

Militär

- Steuerung von Lenkwaffen

- Positionsbestimmung von Militärfahrzeugen

Zivil

- sichtunabhängiges Landen von Flugzeugen

- Zielführung in unbekannten Städten

- Verfolgung von gestohlenen Fahrzeugen

- präzise Landvermessung

- Blindenführung

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Signale

L1-Signal 1575,42 MHz

- C/A Code mit 1,023MHz (coarse aquisition)

- Navigationsdaten mit 50Hz (Uhrenkorrektur, Bahndaten, Almanach)

L2-Signal 1227,6 MHz

- P-Code für militärische Zwecke (10,23Mhz Y-Code-Verschlüsselter Precision

Position Code)Durch die Laufzeitunterschiede der beiden Trägersignale kann die in der Ionosphäre auftretende Laufzeitverzögerung korrigiert werden, da sonst die Entfernungsmessung verfälscht werden würde.

Datensignal: 37500Bit

25 Blöcke

phasenmoduliert auf

Trägersignal

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Signalzusammensetzung

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Laufzeitmessung

Empfangen

Referenz

Ergebnis

Empfangen

Referenz

Ergebnis

Empfangen

Referenz

Ergebnis

Beispiel

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Positionsbestimmung

Satellit 1 Satellit 2

Position

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Problem mit 2 Satelliten

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Zeitabweichung

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Korrektur durch 3. Satellit

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Verbesserungen

Differentielles GPS (DGPS) - Korrekturdaten von Referenzpunkten werden an Empfänger übermittelt Nachteil: zusätzliche Antenne nötig

Wide Area Augmentation System (WAAS) und EGNOS (Euro Geostationary Navigation Overlay Service)

- Korrekturdaten werden von Referenzpunkten per Satellit an Empfänger übermittelt. Vorteil: nur Software muss für WAAS- oder AGNOS-Empfang gerüstet sein.

Genauigkeit des ursprünglichen GPS-Systems mit aktivierter SA

± 100 Meter

Typische Positionsgenauigkeit ohne SA ± 15 Meter

Typische Differential-GPS (DGPS)-Genauigkeit ± 3 - 5 Meter

Typische Genauigkeit mit aktiviertem WAAS/EGNOS ± 1 - 3 Meter

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Zukunftsaussicht

GALILEO

- Navigationssatellitensystem unter zivilen Aspekten konzipiert und erstellt.

- 30 Satelliten auf NAVSTAR-GPS-Technologie basierend

Vorteile:

- Ausfallsicherheit durch gleichzeitige Nutzung von NAVSTAR und GALILEO

- Öffentliche Dienstleistung, daher Funktionsgarantie mit vertraglicher Haftung

- zuverlässiger durch Integritätsmeldungen

- auch in höheren Breitengraden ohne Schwierigkeiten zu empfangen