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Satellitennavigation – Navigationssysteme : Global Navigation Satellite System (GNSS), zu deutsch etwa weltweites Navigationssatellitensystem, ist die Bezeichnung für ein System zur Positionsbestimmung und Navigation auf der Erde und in der Luft durch den Empfang von Satellitensignalen und Signalen von Pseudoliten. Zunächst hieß es Global Positioning System (GPS), heute ist mit GPS speziell das US-amerikanische System gemeint. GNSS-Satelliten teilen über Funk ihre genaue Position und Uhrzeit mit. Zur Positionsbestimmung muss der Beobachter die Signale von mindestens vier unabhängigen Satelliten gleichzeitig empfangen. Durch Bestimmung der Laufzeit und Triangulierung leitet er daraus seine eigene Position ab. Stationäre Empfangsstationen verbessern die Positionsgenauigkeit, indem sie Korrektursignale (DGPS) an die Nutzer übermitteln. Satellitengestütze Zusatzsysteme, engl. Satellite-Based Augmentation Systems (SBAS), sind das europäische EGNOS, das US-amerikanische WAAS, das japanische MSAS und das indische GAGAN, die die Korrektursignale über geostationäre Satelliten abstrahlen. Das chinesische System Compass befindet sich noch im Aufbau. Eine Methode zur Positionsbestimmung ist die Triangulation. Vom eigenen Standort aus misst man den Winkel, unter dem zwei bekannte Objekte erscheinen. Dann befindet man sich irgendwo auf dem Kreis, der durch die Rotation des Scheitelpunkts um die Verbindungslinie zwischen den beiden Objekten aufgespannt wird. Meist steht man auf der Erde, weshalb zwei Bezugspunkte ausreichen. Um die eigene Höhe über der Erdoberfläche zu bestimmen, ist ein weiteres Referenzobjekt notwendig. Bei der Standortbestimmung über Satelliten misst man keine Winkel, sondern Entfernungen. Kennt man den Abstand zu drei Satelliten bekannter Position, ist der eigene Standort nach Position und Höhe eindeutig festgelegt. Der Satellitenstandort ändert sich ständig und mit ihm die Entfernung des Satelliten zur Erde. Diese Parameter lassen sich deshalb vom Beobachter nicht direkt bestimmen. Dafür kennt der Satellit seine momentane Position, die die Bodenstation regelmäßig abgleicht. Die Entfernung vom Satelliten zum Beobachter erschließt sich aus der Signallaufzeit. Der Satellit strahlt fortwährend seine Positionsdaten und ein Zeitsignal aus. Durch den Vergleich mit einer eigenen Uhr weiß der Beobachter, wie lange das Signal bis zu ihm gebraucht hat. Für eine Genauigkeit von 3 Meter muss die Zeitunsicherheit kleiner als 10 Nanosekunden sein. Anstatt den Empfänger mit einer hochgenauen Atomuhr auszustatten, leitet man die Zeit aus den Zeitsignalen der Satelliten ab. Deshalb benötigt man zur Positionsbestimmung nicht nur drei, sondern vier Satelliten, um die vier Unbekannten geographische Länge, geographische Breite, Höhe über der Erde und Zeit abzuschätzen Wie bei der Triangulation sollte das Volumen der Pyramide, die die Satelliten mit dem Beobachter an der Spitze aufspannen, möglichst groß sein. Liegen die Satelliten auf einer Linie, ist keine genaue Ortsbestimmung möglich. Die Atmosphäre verändert die Signallaufzeit. Anders als bei der Troposhäre ist der Einfluss der Ionosphäre frequenzabhängig. Er lässt sich teilweise korrigieren, wenn der Empfänger Signale auswertet, die der Satellit auf unterschiedlichen Frequenzen sendet. Die Genauigkeit nimmt zu, wenn mehr als 4 Satelliten empfangen werden können. Wenn die Messung nicht zeitkritisch ist, lassen sich die Fehler nachträglich durch Vergleich mit Referenzmessungen weiter verringern, siehe auch Differential-GPS Die militärischen Systeme GPS der USA und das russische GLONASS nennt man Systeme der ersten Generation. Nach der Aufrüstung mit neuen Satelliten steht GPS der zweiten Generation voraussichtlich bis 2012 zur Verfügung. Es wird vergleichbar sein mit Galileo, das ebenfalls zur zweiten Generation gezählt wird. Im ESA-Sprachgebrauch steht GNSS-1 für SBAS-Systeme, GNSS-2 für Galileo und Systeme der zweiten Generation. Die Forscher und Entwickler am Fraunhofer IIS entwickeln für hochauflösende und mobile Die bestehenden Satelliten-Navigationsysteme Satellitennavigation – Navigationssysteme GPS (Global Positioning System) und GLONASS (Global Navigation Satellite System) wurden in den letzten Jahren durch die Abschaltung der künstlichen Verschleierung (SA bei GPS) für zivile Anwendungen zunehmend interessanter Satellitennavigation – Navigationssysteme und erreichen durch die Einführung der geostationären Overlaysysteme EGNOS,WAAS, MSAS hohe Auflösungen (3-5m). Der weitere Ausbau von GPS mit neuen zivilen und militärischen Signalen ist bereits im Gange Satellitennavigation – Navigationssysteme und auch Europa wird mit GALILEO ein leistungsfähiges weltumspannendes Navigationssystem entwickeln und bis 2008 Satellitennavigation – Navigationssysteme implementieren. Navigationsanwendungen Einzelkomponenten und Systemlösungen. Satellitennavigation - Über Jahrhunderte waren Satellitennavigation – Navigationssysteme Himmelskörper unentbehrliche Helfer, wenn es galt die Koordinaten eines Ortes auf der Erde zu bestimmen. GPS-Software zur Darstellung von digitalisierten Landkarten auf dem PC mit der Möglichkeit GPS Wegpunkte und Routen Satellitennavigation – Navigationssysteme in die Karte einzublenden Neben Geräten für die geführte Strassennavigation werden auch GPS-Navigationsgeräte mit und ohne Kartendarstellung vorgestellt. Ausserdem wird über Zubehör Galileo ist der Name des Satellitennavigation – Navigationssysteme europäischen Satellitennavigationssytems das Ende 2010 betriebsbereit sein soll. Es basiert auf 30 Satelliten (27 + drei Ersatz), die in einer Satellitennavigation – Navigationssysteme Höhe von etwa 23.260 km die Erde umkreisen, und einem Netz von Bodenstationen, die die Satelliten kontrollieren. Taschenempfänger in der Größe eines Handys können aus den Funksignalen der Satelliten die eigene Position mit Satellitennavigation – Navigationssysteme einer Genauigkeit von wenigen Metern bestimmen. Galileo ist für zivile Zwecke konzipiert und unterliegt nicht, wie das US-amerikanische GPS und das russische GLONASS, einer nationalen militärischen Kontrolle. Satellitennavigation – Navigationssysteme Der erste Testsatellit „Giove-A“ wurde um 6:19 Uhr MEZ auf dem Raumfahrtzentrum in Baikonur gestartet und hat um 13:51 in 23.222 km Höhe seinen planmäßigen Betrieb aufgenommen. Der Probebetrieb mit vier Satelliten ist für Satellitennavigation – Navigationssysteme 2008 vorgesehen. Die Gesamtkosten für die Bereitstellung werden mit mindestens 3,6 Mrd Euro veranschlagt. Galileo ist das erste von der Satellitennavigation – Navigationssysteme Europäischen Union (EU) und der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gemeinsam durchgeführte Projekt und Teil des TEN-Verkehrsprojektes Die Finanzierung der Entwicklungsphase wird von beiden Organisationen Satellitennavigation – Navigationssysteme zu gleichen Teilen übernommen. einigten sich die Mitgliedsstaaten der ESA nach langen Differenzen über die Finanzierung. Die erste Projektphase zur Definition der Aufgaben finanziert die ESA mit ca. 100 Mio EUR. Die Satellitennavigation – Navigationssysteme Planungs- und Definitionsphase schließt mit dem Start und der Inbetriebnahme zweier Testsatelliten und der zugehörigen Bodenstationen im Januar 2006 ab. Der Test der Sendefrequenzen muss vor dem 10. Juni 2006 erfolgen, weil sonst die Reservierung für die Galileo-Frequenzbänder bei der ITU verfällt. Mit der Satellitennavigation – Navigationssysteme Entwicklung, Start und Test von vier Galileo-Satelliten (In Orbit Validation IOV) endet die zweite Phase. Die Kosten der zweiten Phase (Entwicklungsphase) von voraussichtlich 1,5 Mrd Euro tragen die Europäische Union und Satellitennavigation – Navigationssysteme ESA gemeinsam. Innerhalb der ESA übernehmen Deutschland, Italien Frankreich und Großbritannien jeweils 17,5 Prozent. Spanien trägt zehn Prozent der Kosten. Belgien zahlt 26,5 Mio. Euro, der Rest wird unter den übrigen 15 ESA- Satellitennavigation – Navigationssysteme Mitgliedsstaaten aufgeteilt. Die übrigen 750 Mio. Euro kommen aus dem Haushalt für transeuropäische Netze der Europäischen Union (TEN). An TEN ist Deutschland über seine EU-Beitragszahlungen mit zirka 25 Prozent beteiligt und Satellitennavigation – Navigationssysteme ist damit der größte Geldgeber für das Projekt. Die Phase C/D umfasst den Betrieb von 3 bis 4 funktionstüchtigen Satelliten, dem Raumsegment, und der Boden-Betriebseinrichtungen, dem Bodensegment. Das Bodensegment besteht aus Satellitennavigation – Navigationssysteme untereinander vernetzten Empfangs- und Sendestationen (siehe dritte Phase). 30 Satelliten umkreisen die Erde auf drei Bahnebenen mit einer Inklination von 56° in einer Walker-Konstellation Pro Bahnebene sind neun Satelliten Satellitennavigation – Navigationssysteme vorgesehen, zusätzlich ein Reservesatellit. Sie haben einen Abstand von 40° mit einer Abweichung von maximal 2°, entsprechend 1000 km. Satellitennavigation – Navigationssysteme Bei einer Höhe von 23.616 km benötigen die Satelliten zehn Tage, um nach 17 Umläufen den Ausgangspunkt wieder zu erreichen. Nach Satellitennavigation – Navigationssysteme jahrelangen Verhandlungen unterzeichneten während des USA-EU-Gipfels in Newmarket-on-Fergus (Irland) der (damalige) US-Außenminister Colin Powell und der amtierende Vorsitzende der EU-Außenminister Brian Cowen einen Vertrag über die Gleichberechtigung der Der Kasten ist ungefähr so groß wie ein (amerikanischer) Kühlschrank, hängt seit Ende Dezember 2005 am Himmel und funkt mehr oder weniger einfache Zeitsignale zur Erde. Sein Name ist Giove A, und er ist der erste Satellit des europäischen Galileo- Satellitennavigation – Navigationssysteme Projektes, das vom Jahr 2010 an eine Alternative zum Global Positioning System (GPS) des amerikanischen Militärs darstellen soll. Mit dem Start von Giove A hat für Galileo erst die Phase der Validierung im Weltraum und endgültigen Entwicklung begonnen. Satellitennavigation – Navigationssysteme Die hierfür eingeplanten Mittel von rund 1,2 Milliarden Euro werden von der Europäischen Union über die Raumfahrtagentur Esa Satellitennavigation – Navigationssysteme (European Space Agency) zur Verfügung gestellt. Am Donnerstag dieser Woche werden hiervon rund 950 Millionen Euro freigeschaltet und von der Esa an das Unternehmen Galileo Industries gegeben, in dem sich unter anderen die Satellitennavigation – Navigationssysteme Unternehmen Alcatel, die EADS und die spanische Galileo Sistemas sowie Thales aus Frankreich zusammengetan haben. Zu diesen Satellitennavigation – Navigationssysteme Verzögerungen hat auch ein zäher Streit im europäischen Haus über die Verteilung der Kontrollzentren und anderer Bodenstationen beigetragen, der erst kurz vor dem Start von Giove A behoben werden konnte. Die Lösung: Satellitennavigation – Navigationssysteme Ein Kontrollzentrum kommt ins bayerische Oberpfaffenhofen und eines in die Nähe von Rom. Der Sitz der Betreibergesellschaft, die noch in diesem Jahr die Konzession für den Betrieb des Projektes erhalten soll, wird im Satellitennavigation – Navigationssysteme französischen Toulouse angesiedelt. Von den nun freigegebenen 950 Millionen Euro entfällt allerdings nur ein kleinerer Teil auf die Himmelskörper selber. Vier funktionierende Satelliten, die von der EADS hergestellt werden, sollen nach dieser Phase im Weltraum schweben.