GPS Technology - GPS

Einführung zu GPS

Der GPS (Global Positioning System) ist, ein Funknavigation-System (NAVSTAR, GlONASS oder GALILEO), das Ihnen, genau anzeigt, wo Sie auf dem Globus sind, in Dreidimensionen. Übersichtlich sind diese Informationen verfügbare 24 Stunden pro Tag, und auch bei schlechtem Wetter. Dieses NAVSTAR System wurde 1973 ins Leben gerufen durch das U.S.Department of Defense (DOD). Das NAVSTAR System hat 24 Satelliten in sechs kreisförmigen Bahnen 20.200 Km über der Erde mit einem Neigungswinkel von 55 Grad mit einer Periode von 12 Stunden. Die Satelliten sind auf einer Bahn im Umlauf, so dass jederzeit ein Minimum von 6 Satelliten in Sichtweite des Benutzers überall in der Welt sich befinden. Das NAVSTAR GPS System wird finanziert vom amerikanischen Verteidigungsministerium. Ein Teil dieses Systems wird für militärische Zwecke reserviert ( L1+ L2), während der andere Teil (L1) für jedermann da ist. Durch den Kauf eines GPS Receiver, zum Preis von ungefähr 100 - 20.000 EURO kann GPS genutzt werden.

Seit dem 17. Juli 1995 ist NAVSTAR- GPS vollständig betriebsbereit (FOC). Die Technik ist  revolutionier. GPS wird zur  Navigation auf Land, in der Luft, oder auf dem Meer benutzt. Aber es hat auch eine große Anzahl von neuen und sehr verschiedenartigen Programme von Anwendungen erschlossen, von wissenschaftlichen Aufträgen, zu Land, oder See oder von Landwirtschaft und Forstwirtschaft und dem Flottenmanagement.. GPS, ob es in "normalen" mode benutzt wird und auf eine autonome Weise oder in "differential" mode (DGPS,  Differential GPS, ist eine Technik, die dafür vorgesehen ist, die Genauigkeit des Systems zu verbessern). Angebote solche attraktive Qualitäten, Genauigkeit, Erhältlich, Kosten-Effektivität, wie Sie es gern benutzen würden. Dies ist ein militärisches System mit Zievieler Nutzung. Ein weiteres Konzept ist  GNSS (Global Navigation Satelliten System).
 

Die Genauigkeit von Navstar System beträgt bis zum Jahr 2000 ca.100 m (about 300 feet) und am  01.05. 2000  < 20m, da SA (Selective Availability) abgeschaltet wurde

Bitte Erklärung des Präsidenten Bill Clinton lesen Presidential Policy (Text Version)

 U.S. Coast Guard Navigation Center

Gps Technology - Outlines The System's Development, Capabilities, And Applications

Wie ist der Precice Positionierungs Service (PPS)?

 Der Genaue Positionierungs-Dienst (PPS) ist für Gebrauch durch das Verteidigungsministerium in erster Linie bestimmt. Der Genaue Positionierungs-Dienst (PPS) ist eine hoch genaue Militär-Positionierung, Geschwindigkeit und Timing-Dienst, der auf einer ununterbrochenen, weltweiten Grundlage für Benutzer ermächtigt durch die US-P(Y) vorhanden sein wird, codieren fähige militärische Benutzer-Ausrüstung versorgt eine voraussagbare Positionierungs-Genauigkeit von mindestens 22 Metern (95 Prozent) horizontal und 27.7 Meter vertikal und Zeit-Übertragungs-Genauigkeit zu UTC innerhalb von 200 Nanosekunden (95 Prozent). PPS werden die Daten übertragen auf dem GPS L1 und L2 Frequenz. PPS wurden in erster Linie für militärischen US-Gebrauch bestimmt. Es wird nicht bevollmächtigten (unerlaubten) Benutzern durch den Gebrauch der Geheimschrift bestritten. PPS werden vorhanden für amerikanische und militärische US Federal Government gemacht.    

Modernisierung:  GPS III - L2/L5  USCG NAVCEN Modernization PAGE

GPS SATELLITES ON ORBIT
BLOCK II/IIA SATELLITE CHARACTERISTICS
Heritage Signals: L1, C/A and L1, L2 P(Y) First Launch: 14 Apr 89 28 Procured. 19 Healthy On-Orbit (3 Block IIs, 16 Block IIAs)  Weight (in orbit): 2,175 pounds Orbit altitude: 10,988 nautical miles Power source: solar panels generating 700 watts Launch vehicle: Delta II Dimensions: 5 feet wide, 17.5 feet long (including wing span) Design life: 7.5 years	BLOCK IIA
BLOCK IIR SATELLITE CHARACTERISTICS
Heritage Signals: L1, C/A and L1, L2 P(Y) First Launch: 22 Jul 97 21 Procured. 8 Healthy On-Orbit Weight (in orbit): 2370 pounds Orbit altitude: 10,988 nautical miles Power source: solar panels generating 1136 watts Launch vehicle: Delta II Dimensions: 5 feet wide, 6.33 feet in diameter, 6.25 feet high (38.025 feet wide including wingspan) Design life: 10 years	BLOCK IIR

BLOCK IIR-M SATELLITE CHARACTERISTICS
Heritage Signals: Same as Blocks II/IIA/IIR Modernized Signals: Adds 2nd Civil Signal on L2.  Also adds new L1 & L2 M-Code Signal First Launch: 25.09.2005 8 Block IIRs will be Modernized into IIR-Ms  Weight (in orbit): 2370 pounds Orbit altitude: 10,988 nautical miles Power source: solar panels generating 1136 watts Launch vehicle: Delta II Dimensions: 5 feet wide, 6.33 feet in diameter, 6.25 feet high (38.025 feet wide including wingspan) Design life: 10 years	BLOCK IIR-M

GPS Operating Princip L1 Die GPS-Satelliten können als ultra-präzise Uhren gesehen werden, die Zeitsignale und Informationen über ihre Position verschicken, (in der Form der ephemeris-Daten). Diese Signale sind, Sendung aus zwei Frequenz  L1, 1575.42 MHz und L2 (1227.60 MHz), und wird in einem verschlüsselten Code geschickt, genannt C/A, (Coarse Acquisition) Code, und P Code (Precise Positioning Service PPS). Der C/A Code kann nur auf der L1 Frequenz empfangen werden, und ist frei zugänglich, wohingegen der P-Code auf both Frequenzen ist, und von Aktivierung einer Funktion für Zivilisten normalerweise unzugänglich, die A.S. (Anti Spoofing) gerufen wird.

Ein GPS-Receiver präsentiert auch eine Uhr, (nicht so genau wie das der Satelliten) aber sowie ein Receiver für das Erhalten der Zeitsignale der Satelliten (auf einen oder zwei Häufigkeiten, die zum besonderen Receivermodell gewähren,). Diese Uhr wird benutzt, um die Ankunftszeit von den Signalen der Satelliten zu markieren, die ihm der Zeit entspricht, wurde plus die Zeit geschickt, wenn es für das Satellitensignal braucht, um den Receiver zu erreichen. Diese Geschwindigkeit, mit der sich das Radiosignals ausbreitet, ist ungefähr 300.000 km/s (entspricht der Lichtgeschwindigkeit), gibt die Entfernung zwischen dem Receiver und dem Satelliten an. Aber die Receiveruhr ist nicht perfekt, diese absolute Entfernung ist nicht völlig richtig, (wegen der Diskrepanz zwischen beiden Uhren), und es wird deshalb eher als Entfernung "pseudo distance" bezeichent.( Auch bekannt für "pseudo range" ),

Der GPS-Receiver berechnet seine Position, indem er eine "trilateration" genannte Methode benutzt, von den gemessenen falschen Entfernungen ist der Receiver zwischen der Empfangsantenne und mindesten  4 Satelliten und dem  Wissen von den Positionen dieser Satelliten, fähig, ein System der Gleichungen zu lösen und seine eigene Position in Latitude (Breite), Longitude (Länge), Altitude (Höhe) und der Zeit zu bestimmen. Es bekommt auch ein sehr präzises Zeitzeichen als ein Nebenprodukt. Das Positionsmesssystem  für die gesamte Welt ist das WGS-84 Geodetic Refence System.

Die Genauigkeit, die Sie bekommen, hängt von der Qualität den Satteliten Werten sowie von der Genauigkeit der Receiveruhr ab. Ein Begriff der Stabilität, der Genauigkeit der Satelliten Positionen (ephemeris-daten), auf anderen System verwandt oder Receiverinstrumentefehler (intrinsic nois), Implementierung und Software, und auf der relativen Positionen von different Satelliten und dem Receiver (Geometrie).

GPS Positioning Services Specified In The Federal Radionavigation Plan

Precise Positioning Service (PPS)

• Authorized users with cryptographic equipment and keys and specially equipped receivers use the Precise Positioning System. U. S. and Allied military, certain U. S. Government agencies, and selected civil users specifically approved by the U. S. Government, can use the PPS.
• PPS Predictable Accuracy - Genauigkeit
  • 22 meter Horizontal accuracy
  • 27.7 meter vertical accuracy
  • 200 nanosecond time (UTC) accuracy

Frequenzen der Sateliten von 1164-1592 Mhz

Die PRN/Satellite ID information für WAAS und EGNOS:

Update 05.03.2008