Satteliten-Navigationssystem Galileo

Satteliten-Navigationssystem Galileo
Von:
„ Olaf Blankenburg
„ Sascha Geisler
„ Marcel Rudolph
Gliederung
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Historie
Entstehung des Galileo-Projektes und
Firmenkonsortium
Warum braucht Europa Galileo
Technik
Unterschiede zu GPS
Kosten
Weitere Entwicklung von Galileo
Diskussionspunkte
Historie
Historie
Entstehung des Galileo-Projektes
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1994 Entscheidung von Europa
1996 EU-Parlament und Rat entscheiden
über Ausbau eines transeuropäischen
Verkehrsnetzes
1998 Auftrag an EU Kommission zur
Erstellung des Programms für die
satellitengesteuerte Funknavigation
1999 Vorstellung des Programms für Galileo
Entwicklugsphasen
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1. Phase: Definition (1999-2000)
2. Phase: Entwicklung und Validierung
(2001-2005)
3. Phase: Errichtung und Konstellation
(2006-2007)
4. Phase: Betrieb ab 2008
Firmenkonsortium
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Dornier Satellitensysteme GmbH
Alenia Aerospazio ( Italien )
Alcatel Space Industries ( Frankreich )
Matra Marconi Space ( UK )
und viele weitere europäische Firmen und
Strategische Partner aus USA, Russland,
und Japan
Technik von Galileo
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Allgemeines
Raum Segment
Startsysteme
Bodensegment
Navigation früher
Navigation heute
Allgemeines
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Die Genauigkeit von Galileo ist besser als 6
Meter zu 90% der Zeit
Galileo und GPS zusammen bieten eine
Genauigkeit besser als 4 Meter zu 90% der Zeit
Allgemeines
Allgemeines
Allgemeines
Raum Segment
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30 Satelliten inkl. 3
Ersatzsatteliten
Orbithöhe 23.616 km
(MEO)
57° Neigungswinkel
Raum Segment
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Abmessungen: 2,7 x 1,2
x 1,1 Meter
650 kg Startgewicht
1.500 W Leistung
15 Jahre Lebensdauer
Navigationsnutzlast
80kg/850W
Startsysteme
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Mit drei Ariane 5Raketen werden jeweils 8
Satelliten gestartet
Mit drei Soyuz-Trägern
werden 2 Satelliten pro
Start in die
Erdumlaufbahn gebracht
Die Satelliten werden
direkt in der mittleren
Erdumlaufbahn (MEO)
ausgesetzt
Bodensegment
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10 Up-Link Stationen (ULS) für Integrität,
Navigationsdaten und Satellitenkontrolle
29 Galileo Sensor Stationen (GSS), die die
Nutzersignale empfangen, zur
Integritätsbestimmung (Überprüfung, ob die
Satelliten und die Uhren wie prognostiziert
arbeiten) und zur Vorhersage der Umlaufbahnund Uhrenparameter
Bodensegment
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2 Galileo Kontroll-Zentren (GCC) zur
Navigations- und Satellitenkontrolle
5 Telemetrie, Tracking und Command Stationen
(TT&C) zur Verfolgung und Steuerung der
Satelliten
Zusätzlich lokale Bodenstationen für eine
regionale Steigerung der Integrität, Genauigkeit,
Verfügbarkeit und Kontinuität für besondere
Anwendungen (z.B. bei Flughäfen)
Bodensegment
Navigation früher
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(1) dem Fernglas,
welches drehbar auf dem
(2) Körper (auch
Korpus) montiert ist
(3) Horizontspiegel (auch
feststehender Spiegel
genannt)
(4) Indexspiegel (auch
drehbarer Spiegel
genannt)
Navigation früher
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5) Schattengläser (auch
Blendgläser genannt)
(6) Limbus (der
eigentlichen
Gradeinteilung, auch
Gradbogen genannt)
(7) Trommel (auch
Messschraube genannt)
(8) Alhidade
Navigation früher
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Das Gestirn wird mit der
drehbaren Alhidade, auf der
sich der Indexspiegel
befindet, anvisiert und vom
Indexspiegel auf den
Horizontspiegel so
gespiegelt, dass der
Betrachter es gut im Bild hat.
Gleichzeitig sieht der
Navigator durch die
halbrunde Öffnung im
Horizontspiegel den
Eingespiegelten Horizont
Navigation früher
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Ablesen der Werte an
Trommel und Limbus
Genaue Zeit ermitteln
(nach GMT)
Mit vorausberechneten
Werten des Gestirn
vergleichen
Eine Abweichung von 1s
entspricht ca. 500m
Navigation heute
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Bestehen aus 2 Teilen:
- Satelliten
- Empfängern (hier ein
GPS Empfänger)
Navigation heute
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Für Galileo wurden 2 Separate Uhrensysteme in
Neuchatel (Schweiz) entwickelt
Rubidium Uhr 6GHz
sowie die 1.4 GHz Hydrogen Uhr
Die Genauigkeit beider ist besser als 10^-12s
Eine Abweichung von 1µs(10^-6s) entspricht
ungefähr 300m
Navigation heute
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Dennoch müssen diese neue Hitech Uhren von
den Sensorstationen überwacht bzw. von den
Kontrollzentren gestellt werden (eine Cäsiumuhr
hat eine weitaus bessere Genauigkeit)
Navigation heute
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Die Satelliten peilen den
Empfänger an
aus der Antwortzeit
(T=Tzu-Tsat) lässt sich
der abstand unter dem
Winkel pie ermitteln
Der Satellit kennt den
Winkel sowie die strecke
p=T*c und berechnet
daraus den Radius
Navigation heute
Navigation heute
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3 Satelliten werfen nun 3
Kreise auf mit den
Radien R1, R2 und R3
Der in der Mitte
entstehende Bereich (rot)
stellt den bereich da in
dem der Empfänger liegt
Ein 4 Satellit gleicht die
zeit mit der des
Empfängers ab
Navigation heute
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Durch hinzu fügen von weiteren Punkten wird die
Genauigkeit weiter verbessert
Unterschiede zu GPS
Unterschiede zu GPS
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Verbesserte Genauigkeit
Signale werden unverzerrt an den zivilen
Endnutzer weiter gegeben???
Durch einen größeren Neigungswinkel wird der
Empfang in Europa verbessert
Ausschließlich unter Zivilerkontrolle???
Bidirektionaler Datentransfer möglich damit
erschließen sich Dienste wie :
Unterschiede zu GPS
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SAR (der Notrufsender gibt rückmeldung ob der
Notruf eingegangen ist oder nicht)
Effizientes Navigieren im Straßenverkehr (Status
können(!!) dem Empfänger mitgeteilt werden)
Einführung einer Weltzeit (das kann GPS auch
wird aber oft als „großer“ Durchbruch
propagiert)
Die Kosten von Galileo
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Definition
( 1999-2000 )
80 Mio. Euro
Entwicklung und Validierung ( 2001-2005 )
1.100 Mio. Euro
Errichtung und Konstellation ( 2006-2007 )
2.150 Mio. Euro
Betrieb
( ab 2008 )
220 Mio. Euro pro Jahr
Die Kosten von Galileo
Diskussionspunkte
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Braucht Europa wirklich ein eigenes
Navigationssystem?
Wird Galileo nur für Zivile Zwecke genutzt
werden?
Wird die Genauigkeit im Krisenfall herab gesetzt
(Golfkrieg die 2., 11.9 2000 etc.)?