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

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

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Presentation Transcript

  1. Das GPS-System (NAVSTAR NAVigation System using Time And Ranging - Global Positioning System) • 1. GPS Warum? • 2. Anwendungen • 3. Grundprinzip und Funktionsweise • 4. Zukunft

  2. Warum GPS? • TRANSIT (ab 1967) 4 Satelliten Messabstände 30- • 110min • steigende Verkehrsdichte im Luftverkehrsraum • (Möglichkeit zur schnellen automatisierten Ortung) • genauere Positionsangaben nötig (z.B. Öltanker, • Zielkoordinaten)

  3. Nachteile • in fester Hand des DoD (Department of Defense) • - SA (Selective Aviability) Deshalb - GALILEO (30 Satelliten ab ca. 2008) Satelliten und Umlaufbahnen

  4. Einsatzgebiete  Militär - Steuerung von Lenkwaffen - Positionsbestimmung von Militärfahrzeugen  Zivil - sichtunabhängiges Landen von Flugzeugen - Zielführung in unbekannten Städten - Verfolgung von gestohlenen Fahrzeugen - präzise Landvermessung - Blindenführung

  5. 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

  6. Signalzusammensetzung

  7. Laufzeitmessung Empfangen Referenz Ergebnis Empfangen Referenz Ergebnis Empfangen Referenz Ergebnis Beispiel

  8. Positionsbestimmung Satellit 1 Satellit 2 Position

  9. Problem mit 2 Satelliten

  10. Zeitabweichung

  11. Korrektur durch 3. Satellit

  12. 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.

  13. 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

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