Europa ist auf dem Weg ein eigenes satellitengestützes Navigationssystem zur Positionsbestimmung zu errichten. GALILEO ist der Name des innovativen Projekts, welches 2013 zur Verfügung stehen soll. Die Vorstufe für dieses neue Satellitennavigationssystem ist EGNOS. EGNOS besteht aus einer Kombination von Bodenkomponenten und geostationären Satelliten, welche Korrekturdaten und andere Integritätsinformationen an die Empfänger sendet, um eine genauere Positions-bestimmung zu ermöglichen. Eine andere Rolle spielt hier Assisted-GPS, welches vor-nehmlich für Mobiltelefone entwickelt wurde und eine Erweiterung zu GPS darstellt, um schneller seine Position zu bestimmen.
Inhaltsverzeichnis
1 Einleitung
2 A-GPS
2.1 Einführung
2.2 Funktionsweise
2.3 Vorteile
2.4 Anwendungsmöglichkeiten
3 EGNOS
3.1 Einführung
3.2 Segmente und Funktionsprinzip
3.3 Überdeckungsbereiche
3.4 Genauigkeit
3.5 Vorteile
4 GALILEO
4.1 Einführung
4.2 Phasen
4.2.1 Planung (erste und zweite Phase)
4.2.2 Fertigstellung (dritte Phase)
4.2.3 Betrieb und Wartung (vierte Phase)
4.3 Segmente
4.3.1 Bodensegement
4.3.2 Raumsegment
4.3.3 Benutzersegment
4.4 Frequenzen
4.5 Dienste
4.5.1 OS (Open Service)
4.5.2 CS (Commercial Service)
4.5.3 SoL (Safety of Life)
4.5.4 PRS (Public Related Service)
4.5.5 SAR (Search and Rescue)
4.6 Genauigkeit
4.7 GATE
4.8 Vorteile von GALILEO
4.9 Fazit
5 Zusammenfassung
Zielsetzung & Themen
Die vorliegende Arbeit untersucht aktuelle Innovationen im Bereich der Satellitennavigation mit Fokus auf die Systeme Assisted-GPS, EGNOS und das sich im Aufbau befindliche europäische System GALILEO. Dabei wird analysiert, wie diese Technologien die Genauigkeit und Verfügbarkeit von Positionsbestimmungen im Vergleich zu klassischen Navigationssystemen wie GPS und GLONASS verbessern.
- Technische Funktionsweise von A-GPS zur Optimierung der Positionsbestimmung bei Mobilfunkgeräten.
- Einsatz von EGNOS als satellitengestütztes Ergänzungssystem zur Fehlerkorrektur.
- Struktur, Aufbauphasen und Dienstkategorien des europäischen Satellitennavigationssystems GALILEO.
- Bedeutung der Systemintegration und der steigenden Genauigkeitsanforderungen in sicherheitskritischen Bereichen.
Auszug aus dem Buch
2.1 Einführung
Immer mehr Mobiltelefone haben einen GPS-Empfänger eingebaut, um neben dem Telefonieren auch die aktuelle Position bestimmen zu können. Dabei ergeben sich aber folgende Einschränkungen in der Nutzung:
• Die erste Positionsbestimmung benötigt eine Zeit von 10-60 Sekunden (im schlechtesten Fall bis zu mehrere Minuten).
• Eine freie Sicht zu den GPS-Satelliten ist in städtischer Umgebung meist aufgrund von Abschattung nicht oder nur eingeschränkt möglich. In geschlossenen Gebäuden ist die Verfügbarkeit der Satellitensignale noch geringer.
• Bei eingeschaltetem GPS-Empfänger sinkt die Akkulaufzeit rapide ab, da dieser einen enormen Stromverbrauch hat.
Bei standortbezogenen Diensten auch LBS (Location Base Services) genannt ist eine genaue, kontinuierliche Ortsbestimmung nötig, um dem mobilen Benutzer z.B. einen Touristenführer anbieten zu können. Assisted Global Positioning System (A-GPS) ist zur Lösung dieser Einschränkungen entwickelt worden, indem es das Prinzip der GSM-Ortung mit der GPS Navigation kombiniert. Dazu übermittelt das Mobilfunknetz sogenannte Hilfsdaten (auch Aiding-Daten genannt), welche eine schnellere GPS-Positionsbestimmung des mobilen Benutzers ermöglicht. Die Hilfsdaten bestehen aus präzisen Bahndaten, Satellitenkonstellation (Almanach), Funktionsfähigkeit der Satelliten und der Zeitinformationen. Um A-GPS nutzen zu können, ist ein eingebauter A-GPS-Chip im Mobiltelefon nötig, welcher eine Schnittstelle zur Aufnahme der Hilfsdaten besitzt.
Zusammenfassung der Kapitel
1 Einleitung: Einführung in die bestehenden globalen Navigationssysteme (GPS, GLONASS) und die Motivation zur Entwicklung europäischer Alternativen.
2 A-GPS: Erläuterung der netzwerkgestützten Erweiterung von GPS, um die Startzeiten und Genauigkeit bei mobilen Endgeräten zu optimieren.
3 EGNOS: Beschreibung des europäischen satellitengestützten Differential-GPS-Systems, das Korrektursignale für eine höhere Genauigkeit bereitstellt.
4 GALILEO: Detaillierte Betrachtung des Aufbaus, der Segmente, Frequenzen, Dienstkategorien sowie der Testumgebung des zivilen europäischen Satellitennavigationssystems.
5 Zusammenfassung: Zusammenfassende Betrachtung der Synergien zwischen A-GPS, EGNOS und GALILEO sowie deren Ausblick auf die zukünftige Navigationsleistung.
Schlüsselwörter
Satellitennavigation, GPS, A-GPS, EGNOS, GALILEO, GLONASS, Positionsbestimmung, Signalintegrität, GNSS, Location Based Services, Frequenzspektrum, Bodensegment, Raumsegment, Benutzersegment, Navigationstechnik.
Häufig gestellte Fragen
Worum geht es in dieser Arbeit?
Die Arbeit befasst sich mit den technologischen Fortschritten in der globalen Satellitennavigation, insbesondere durch die Systeme Assisted-GPS, EGNOS und das europäische GALILEO.
Welche zentralen Themenfelder werden abgedeckt?
Zu den Schwerpunkten zählen die Verbesserung der Positionsgenauigkeit, die Reduzierung von Latenzzeiten bei der Ortung sowie die Bereitstellung spezifischer Navigationsdienste für zivile und sicherheitskritische Zwecke.
Was ist das primäre Ziel der Untersuchung?
Ziel ist es, die Funktionsweise und den Mehrwert moderner Erweiterungstechnologien wie A-GPS und EGNOS sowie den strategischen Nutzen von GALILEO als ziviles Gegenstück zu bestehenden Systemen darzustellen.
Welche wissenschaftliche Methode kommt zum Einsatz?
Die Arbeit basiert auf einer theoretischen Analyse und Zusammenführung technischer Dokumentationen, Fachliteratur sowie offizieller Projektberichte der ESA und Betreibergesellschaften.
Was wird im Hauptteil behandelt?
Der Hauptteil gliedert sich in die technische Analyse von A-GPS, die Darstellung der Korrekturmechanismen von EGNOS und eine umfangreiche Aufarbeitung des GALILEO-Systems von der Planung bis zu den Diensten.
Welche Schlüsselwörter charakterisieren das Dokument?
Wesentliche Begriffe sind Satellitennavigation, GNSS, Positionsbestimmung, Integrität, LBS sowie die spezifischen technischen Kürzel der besprochenen Systeme.
Was unterscheidet das GALILEO-System von GPS und GLONASS?
GALILEO ist als rein ziviles System konzipiert, bietet höhere Sendeleistungen sowie präzisere Uhrentechnologien (Wasserstoff-Maser) und ermöglicht dadurch eine größere Genauigkeit bei einer gleichzeitig höheren Unabhängigkeit von militärischen Betreibern.
Welche Bedeutung hat das GATE in Berchtesgaden für die Forschung?
Das GATE dient als Testumgebung, in der unter realen Bedingungen (unter Einbeziehung atmosphärischer Störungen) neue Anwendungen für GALILEO-Receiver in einem geografisch definierten Bereich erprobt werden können.
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- Matthias Seigerschmidt (Author), 2008, Innovationen im Bereich der Satellitennavigation, Munich, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/122528
