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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
Galileo – Herausforderungen und Möglichkeiten für die Geodäsie
Peter Steigenberger, Urs HugentoblerTechnische Universität München
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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
Aufbau von Galileo – Zeitplan
2002 Beschluss zum Aufbau von Galileo
Dez. 2005 Start GIOVE-A
Jan. 2006 Ausstrahlung des ersten Galileo Signals
Apr. 2008 Start GIOVE-B
Mai 2011 Start der ersten zwei IOV-Satelliten
Sep. 2011 Start der nächsten beiden IOV-Satelliten
ab 2012 Start von zunächst 14 Satelliten
20?? Full Operational Capability
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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
GIOVE-A und -B
Galileo In-Orbit Validation Element
GIOVE-A• Sicherung der Frequenzzuteilung• Erprobung neuer Signale• Zwei Frequenzen: E1+E5, E1+E6
GIOVE-B• erster Wasserstoff-Maser im Weltall• Weitere neue Signale• Zwei Frequenzen: E1+E5, E1+E6
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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
COoperative Network for GIOVE Observations• Globales Echtzeit-Netz für GPS-, GIOVE- (und GLONASS-) Signale
• Stationsbetrieb• Ntrip-Caster
• Datenüberwachung und -archivierung
• Bahn- und Uhrbestimmung• Bahnprädiktion
• Stationsbetrieb• Echtzeit-Uhren
11 Stationen Datenübertragung in Echtzeit
Zusammenarbeit mit BKG, HartRAO, UNSW, UNB, …
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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
CONGO-Stationsnetz
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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
CONGO-Station Wettzell
Septentrio GeNeRx Javad Triumph Leica GRX1200
Leica AR25.R3
• Betrieb von 3 verschiedenen Empfängern an einer Antenne
• Wasserstoff-Maser• Ideal für Vergleiche und Tests
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Code BiasesInterfrequency Bias: IFB Intersystem Bias: ISB
Ionosphärenfreie Linearkombination: LC
GPSIFB
L1 L2LC
GalileoIFB
E1 E5LC
GPS-Signale Galileo-Signale
GPS/Galileo ISB
Cod
e-V
erzö
geru
ng
Code-Verzögerung:
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Code Biases WettzellJavad
GeNeRx
Cod
e B
ias
[ns]
2009 2010
Cod
e B
ias
[ns]
Firmware Update
Empfängerwechsel
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Satellitenspezifische Biases WettzellJavad GeNeRxLeica
GIOVE-A GIOVE-B GIOVE-A und -B
Cod
e B
ias
[ns]
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GIOVE-B Wasserstoff-Maser
GIOVE-A GIOVE-B
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14h
0.5 ns
GIOVE-B Uhrenschätzung
Zeit [h]
Uhr
korr
ektu
r [ns
]Quadratischer Term und Sprünge entfernt
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Begutachtung der Forschungsgruppe Satellitengeodäsie, Bad Kötzting, 23. – 25. Juni 2010
GIOVE-B Uhrenschätzung
Zeit [h]
Quadratischer Term, Sprünge und Bahnperiode entferntU
hrko
rrek
tur [
ns]
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Kouba, 2004
GIOVE-B Uhr: Relativistischer J2-Term
Zeit [h]
Quadratischer Term, Sprünge und Bahnperiode entferntU
hrko
rrek
tur [
ns]
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• Geschätzte Uhrenparameter:– Offset and Drift eines linearen Uhrenmodells pro Tag– Epochenweise Uhrkorrekturen, constrained – Relativistischer J2-Term modelliert
GIOVE-B Uhrenmodellierung
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GIOVE-B Uhrenmodellierung
Zeit [h]
3 ps30 ps
300 ps
Uhrkorrekturen GIOVE-B für unterschiedliche UhrenconstraintsU
hrko
rrek
tur [
ns]
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GIOVE-B Uhrenmodellierung: Residuen
Zeit [h]
Res
idue
n [m
]Phasenresiduen für unterschiedliche Uhrenconstraints
3 ps30 ps
300 ps
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GIOVE-B Uhrenmodellierung: Orbitdifferenzen
3 ps30 ps
300 ps
Zeit [h]
Rad
iale
Orb
itdiff
eren
z [m
]Differenzen mit und ohne Uhrenmodellierung
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GIOVE-B Uhrenmodellierung: Bahnqualität
Verbesserung
Tag des Jahres 2009
Rad
iale
Ver
bess
erun
gsra
teVerbesserungsrate Orbitfits mit und ohne Uhrenmodellierung
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Galileo: Herausforderungen und Möglichkeiten
• Herausforderungen
- Ausrüstungswechsel (Referenzrahmen!)
- RINEX 3.00
- Code Biases
- Antennenkalibrierung (Satelliten und Empfänger)
• Möglichkeiten
- größere Satellitenanzahl und dadurch höhere Genauigkeit
- neue Signale und Frequenzen
- Linearkombinationen und Ambiguity-Lösung
- Uhrenmodellierung
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Satellitennavigationssysteme - Aktueller Stand
GLONASSRussland
19 Satelliten
GALILEOEuropäische Union
2 Testsatelliten
GPSVereinigte Staaten
32 Satelliten
QZSS (Japan): Start des ersten Satelliten für 2010 geplant
COMPASS (China): 1 Testsatellit, 3 geostationäre Satelliten