Mit dieser Facharbeit soll beschrieben werden, wie Galileo den Standort des Empfängers bestimmt und wie sich Galileo von anderen GNSS unterscheidet.
Galileo ist ein nach dem italienischen Astronomen Galileo Galilei benanntes globales Satellitennavigationssystem (GNSS) in ziviler Hand. Die Anforderung von Galileo bestehen darin, ein unabhängiges, jedoch interoperables Positionsbestimmungssystem für Europäische Nationen bereitzustellen, welches anders als die militärisch verwalteten Systeme wie GPS (Vereinigten Staaten), GLONASS (Russische Föderation) oder BeiDou (Volksrepublik China) nicht jederzeit und willkürlich abgeschaltet werden kann. Außerdem zielt Galileo darauf ab höhere Genauigkeiten bei der Positionsbestimmung bis zu einigen Zentimetern in horizontaler und vertikaler Richtung zu ermöglichen.
Der Aufbau des Galileo Netzwerkes ist ein 3 Phasen gegliedert. Aktuell befindet man sich in der dritten und somit letzten Phase welche als „Full Operational Capabillity“ Phase bezeichnet wird. In dieser wird das Satellitensystem auf seine volle Netzwerkgröße von 30 Satelliten und vielen verteilen Kontrollzentren sowie Sensoren und Uplink Stationen ausgedehnt. Mit dem Start einer Ariane Rakete am 25. Juli 2018 wurde die Anzahl der aktiven Satelliten auf 26 der 30 vorgesehenen erhöht.
Seit dem 15. Dezember 2016 ist das System im sogenannten Open Service für die Allgemeinheit nutzbar welcher eine theoretische Genauigkeit von bis zu einem Meter jedoch keine erhöhte Ausfallsicherheit bietet.
Dabei wird Galileo bspw. für das europaweit gesetzlich vorgeschriebene Notrufsystem eCall zur Positionsbestimmung genutzt. Für kommerzielle und von Regierungen genehmigte Zwecke verfügt es über verschlüsselte Signale mit höherer Präzision und Mechanismen zur Sicherstellung des Betriebs auch bei einem aktiven Störungsversuch.
Inhaltsverzeichnis
- Einleitung
- Hauptteil
- Kernkomponenten von Galileo
- Das Weltraumsegment (Space Segment)
- Die Bodensegmente (Ground Segments)
- Das Nutzersegment (User Segment)
- Berechnung der Position
- Ortsbestimmung im Zweidimensionalen
- Ortsbestimmung im dreidimensionalen Raum
- Maßnahmen zum Erhöhen der Genauigkeit
- Differential Global Positioning System (DGPS)
- Nutzung verschiedener Bänder
- Galileo Services
- Offener Dienst
- Kommerzieller Dienst
- Sicherheitskritischer Dienst (SOL)
- Öffentlich regulierter Dienst oder Staatlicher Dienst (PRS)
- Kernkomponenten von Galileo
- Schlussteil
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Diese Facharbeit beschreibt die Funktionsweise des Galileo-Satellitennavigationssystems. Ziel ist es, die Positionsbestimmung durch Galileo zu erläutern und die Unterschiede zu anderen GNSS-Systemen aufzuzeigen.
- Die Kernkomponenten von Galileo (Weltraum-, Boden- und Nutzersegment)
- Der Prozess der Positionsberechnung
- Methoden zur Verbesserung der Genauigkeit
- Die verschiedenen Galileo-Dienste
- Der Vergleich mit anderen GNSS-Systemen
Zusammenfassung der Kapitel
Einleitung: Die Einleitung stellt Galileo als ein ziviles, globales Satellitennavigationssystem vor und erläutert seine Ziele: Unabhängigkeit, Interoperabilität und höhere Genauigkeit im Vergleich zu militärisch verwalteten Systemen wie GPS, GLONASS und BeiDou. Der Aufbau des Galileo-Netzwerks in drei Phasen wird beschrieben, wobei der Fokus auf der aktuellen, finalen Phase ("Full Operational Capability") mit 30 Satelliten liegt. Der Open Service, seit Dezember 2016 verfügbar, und seine Anwendung (z.B. eCall) werden erwähnt, ebenso die kommerziellen und staatlichen Dienste mit höherer Präzision und Ausfallsicherheit.
Hauptteil: Kernkomponenten von Galileo: Dieses Kapitel beschreibt die drei Kernkomponenten des Galileo-Systems. Das Weltraumsegment besteht aus 30 Satelliten im mittleren Erdorbit (MEO), die für eine weltweite Verfügbarkeit sorgen. Die hochpräzisen Atomuhren in den Satelliten sind essentiell für die genaue Positionsbestimmung. Das Bodensegment umfasst zwei Kontrollzentren und ein weltweites Netzwerk von Empfangs- und Sendestationen, zuständig für die Verwaltung der Satelliten und die Bereitstellung von Navigationsdaten. Das Nutzersegment umfasst die Empfängerhardware, die die Signale empfängt, verstärkt, korrigiert und zur Positionsberechnung nutzt, wobei die Herausforderungen der geringen Sendeleistung der Satelliten und die Notwendigkeit der Signalverarbeitung erläutert werden.
Hauptteil: Berechnung der Position: Dieses Kapitel, dessen vollständiger Inhalt im vorliegenden Auszug nicht enthalten ist, beschreibt voraussichtlich die mathematischen Grundlagen der Positionsbestimmung, beginnend mit einer zweidimensionalen Darstellung und der Erweiterung auf drei Dimensionen. Die Rolle der Trilateration und die Kompensation von Zeitfehlern durch die Verwendung eines vierten Signals werden detailliert dargestellt.
Schlüsselwörter
Galileo, GNSS, Satellitennavigationssystem, Positionsbestimmung, Weltraumsegment, Bodensegment, Nutzersegment, Genauigkeit, Atomuhr, Trilateration, Differential GPS (DGPS), Open Service, Kommerzieller Dienst, Sicherheitskritischer Dienst (SOL), Öffentlich regulierter Dienst (PRS).
FAQ: Galileo Satellitennavigationssystem
Was ist der Inhalt dieser Facharbeit?
Diese Facharbeit bietet einen umfassenden Überblick über das Galileo-Satellitennavigationssystem. Sie beinhaltet ein Inhaltsverzeichnis, die Zielsetzung und Themenschwerpunkte, Zusammenfassungen der Kapitel und Schlüsselwörter. Der Fokus liegt auf der Funktionsweise, der Positionsbestimmung und den Unterschieden zu anderen GNSS-Systemen.
Welche Kernkomponenten werden im Galileo-System beschrieben?
Die Facharbeit beschreibt die drei Kernkomponenten: das Weltraumsegment (30 Satelliten im mittleren Erdorbit mit hochpräzisen Atomuhren), das Bodensegment (Kontrollzentren und Empfangs-/Sendestationen) und das Nutzersegment (Empfängerhardware zur Signalverarbeitung und Positionsberechnung).
Wie funktioniert die Positionsbestimmung mit Galileo?
Die detaillierte Beschreibung der Positionsberechnung ist im vorliegenden Auszug nicht vollständig enthalten. Es wird jedoch erwähnt, dass sie auf mathematischen Grundlagen basiert, beginnend mit einer zweidimensionalen Darstellung und der Erweiterung auf drei Dimensionen. Trilateration und die Kompensation von Zeitfehlern durch ein viertes Signal spielen eine Rolle.
Welche Methoden zur Verbesserung der Genauigkeit werden genannt?
Die Facharbeit erwähnt Differential Global Positioning System (DGPS) und die Nutzung verschiedener Frequenzbänder als Methoden zur Verbesserung der Genauigkeit.
Welche Galileo-Dienste werden unterschieden?
Es werden der offene Dienst (Open Service), der kommerzielle Dienst, der sicherheitskritische Dienst (SOL) und der öffentlich regulierte Dienst oder staatliche Dienst (PRS) unterschieden. Der Open Service ist seit Dezember 2016 verfügbar und findet beispielsweise Anwendung in eCall.
Wie wird Galileo im Vergleich zu anderen GNSS-Systemen dargestellt?
Die Facharbeit hebt die Ziele von Galileo hervor: Unabhängigkeit, Interoperabilität und höhere Genauigkeit im Vergleich zu militärisch verwalteten Systemen wie GPS, GLONASS und BeiDou. Ein detaillierter Vergleich ist jedoch nicht im Auszug enthalten.
Welche Schlüsselwörter sind relevant für die Facharbeit?
Die wichtigsten Schlüsselwörter sind: Galileo, GNSS, Satellitennavigationssystem, Positionsbestimmung, Weltraumsegment, Bodensegment, Nutzersegment, Genauigkeit, Atomuhr, Trilateration, Differential GPS (DGPS), Open Service, Kommerzieller Dienst, Sicherheitskritischer Dienst (SOL), Öffentlich regulierter Dienst (PRS).
- Arbeit zitieren
- Anonym (Autor:in), 2018, Das Satellitennavigationssystem "Galileo". Wie erfolgt die digitale Positionsbestimmung?, München, GRIN Verlag, https://www.grin.com/document/470702
