Guinguette Marais Poitevin

A. GPS besteht aus drei Segmenten – der Satellitenkonstellation, dem Bodenkontrollnetz und der Benutzerausrüstung. Die Satellitenkonstellation besteht aus Satelliten in einer mittleren Erdumlaufbahn, die die Entfernungssignale und Navigationsdaten an die Benutzergeräte liefern. Das Bodenkontrollnetzwerk verfolgt und wartet die Satellitenkonstellation, indem es den Zustand der Satelliten und die Signalintegrität überwacht und die Satellitenkonfiguration in der Umlaufbahn beibehält. Darüber hinaus aktualisiert das Bodenkontrollnetzwerk auch die Korrekturen der Satellitenuhr und Ephemeriden sowie zahlreiche andere Parameter, die für die Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Zeit (PVT) des Benutzers wichtig sind. Die Benutzerausrüstung empfängt Signale von der Satellitenkonstellation und berechnet die Benutzer-PVT. Weitere Details zu jedem der oben genannten GPS-Segmente finden Sie im Folgenden.

GPS-Satellitenkonstellation:

Die Basis-Satellitenkonstellation besteht aus 24 Satelliten, die in sechs erdzentrierten Bahnebenen positioniert sind, mit vier Betriebssatelliten und einem Reservesatellitenplatz in jeder Bahnebene. Die Umlaufzeit eines GPS-Satelliten beträgt die Hälfte eines siderischen Tages oder 11 Stunden und 58 Minuten. Die Bahnen sind nahezu kreisförmig und gleichmäßig um den Äquator in einem Abstand von 60 Grad mit einer Neigung von 55 Grad relativ zum Äquator angeordnet. Der Orbitalradius (d.h. der Abstand vom Massenschwerpunkt der Erde zum Satelliten) beträgt ca. 26.600 km.

Bei der Basis-Satellitenkonstellation haben Nutzer mit freier Sicht zum Himmel mindestens vier Satelliten im Blick. Wahrscheinlicher ist es, dass ein Benutzer sechs bis acht Satelliten sieht. Die Satelliten senden Entfernungssignale und Navigationsdaten, die es den Nutzern ermöglichen, ihre Pseudoentfernungen zu messen, um ihre Position, Geschwindigkeit und Zeit in einem passiven Modus zu schätzen.

Bodenkontrollnetzwerk:

Das Herzstück des Bodenkontrollnetzwerks ist die Master Control Station (MCS), die sich auf der Schriever (früher Falcon) Air Force Base in der Nähe von Colorado Springs, Colorado befindet. Die MCS betreibt das System und stellt Kommando- und Kontrollfunktionen für die Satellitenkonstellation zur Verfügung.

Die Satelliten im Orbit werden kontinuierlich von sechs USAF-Überwachungsstationen, die über den gesamten Globus verteilt sind, in der Länge verfolgt: Ascension Island , Diego Garcia, Kwajalein , Hawaii , Cape Canaveral und Colorado Springs . Die Monitorstationen bilden die Datensammelkomponente des Kontrollnetzes. Eine Monitorstation führt kontinuierlich Pseudo-Entfernungsmessungen zu jedem Satelliten in Sichtweite durch. In jeder Monitorstation befinden sich zwei Cäsium-Uhren, die auf die GPS-Systemzeit referenziert sind. Die Pseudo-Entfernungsmessungen, die von den Empfängern der Monitorstation für jeden Satelliten in Sichtweite gemacht werden, werden verwendet, um die genaue Schätzung der Position jedes Satelliten in der Umlaufbahn durch die Hauptkontrollstation zu aktualisieren.

Benutzerausrüstung:

Die Benutzerausrüstung, oft als „GPS-Empfänger“ bezeichnet, erfasst und verarbeitet L-Band-Signale von den Satelliten in Sichtweite für die Berechnung der Benutzerposition, Geschwindigkeit und Zeit.

A. GPS-Empfänger sammeln Signale von Satelliten in Sichtweite. Sie zeigen die Position, die Geschwindigkeit und die Zeit des Benutzers an, je nachdem, wie es für die Anwendung zu Wasser, zu Lande oder in der Luft erforderlich ist. Einige zeigen zusätzliche Daten an, wie Entfernung und Peilung zu ausgewählten Wegpunkten oder digitalen Karten.

Das GPS-Betriebskonzept basiert auf der Satellitenortung. Der Benutzer bestimmt seine Position, indem er die Entfernung zu einer Gruppe von Satelliten im Weltraum misst. Die Satelliten dienen als präzise Referenzpunkte.

Jeder GPS-Satellit sendet ein genaues Positions- und Zeitsignal aus. Der Empfänger des Anwenders misst die Zeitverzögerung, mit der das Signal den Empfänger erreicht, was das direkte Maß für die scheinbare Entfernung (genannt „Pseudoentfernung“) zum Satelliten ist. Die von vier Satelliten gleichzeitig gesammelten Messungen werden verarbeitet, um die drei Dimensionen von Position (Breitengrad, Längengrad und Höhe) und Zeit zu bestimmen. Die Positionsmessungen erfolgen im weltweiten geodätischen Referenzsystem WGS-84, und die Zeit bezieht sich auf eine weltweit gemeinsame Referenz des U.S. Naval Observatory Time (USNO).

A. GPS ist im Besitz der US-Regierung und wird von ihr als nationale Ressource betrieben. Das Verteidigungsministerium ist der „Verwalter“ von GPS und als solcher verantwortlich für den Betrieb des Systems in Übereinstimmung mit der Signalspezifikation. Das National Space-Based Positioning, Navigation, and Timing (PNT) Executive Committee wurde durch eine Direktive des Präsidenten im Jahr 2004 gegründet, um die Bundesministerien und -behörden in Angelegenheiten zu beraten und zu koordinieren, die das Global Positioning System (GPS) und verwandte Systeme betreffen. Dieses Komitee ersetzte das Interagency GPS Executive Board (IGEB), das von 1996 bis 2004 für die GPS-Politik zuständig war. Der Exekutivausschuss wird gemeinsam von den stellvertretenden Ministerien für Verteidigung und Verkehr geleitet. Ihm gehören gleichrangige Beamte des Außen-, Handels- und Heimatschutzministeriums, der Joint Chiefs of Staff und der NASA an. Komponenten des Executive Office of the President nehmen als Beobachter am Exekutivausschuss teil, und der FCC-Vorsitzende nimmt als Verbindungsperson teil.

Das Verteidigungsministerium ist gesetzlich verpflichtet, „einen Standard Positioning Service (SPS) (wie im Federal Radionavigation Plan und in der Standard Positioning Service Signal Specification definiert) aufrechtzuerhalten, der kontinuierlich und weltweit verfügbar ist“ und „Maßnahmen zu entwickeln, um die feindliche Nutzung von GPS und seinen Erweiterungen zu verhindern, ohne die zivile Nutzung übermäßig zu stören oder zu beeinträchtigen.“ Diese strengen Anforderungen und die aktuellen Erweiterungssysteme sollten eigentlich die Nutzung des Systems durch das DOD für den zivilen Nutzer transparent machen. (Anmerkung: Es wird notwendigerweise lokalisierte Tests des Systems durch das Militär und die Entwicklungsteams geben, aber die Tests werden unter die strengen Benachrichtigungsrichtlinien der Sicherheitsnutzer wie Küstenwache und FAA fallen).

U.S. Transportwesen, öffentliche Sicherheit, Wirtschaft, Wissenschaft, Zeitmessung und andere Nutzer verlassen sich in hohem Maße auf GPS. In der Luftfahrt und im Seeverkehr wird GPS für die „Safety of Life“-Navigation eingesetzt und ist ein kritisches System für diese Anwendungen. Das DOD ist der Verwalter des Systems und verantwortlich für die Aufrechterhaltung der Signalspezifikation; das PNT bietet eine Managementaufsicht, um sicherzustellen, dass die zivilen und militärischen Bedürfnisse richtig ausbalanciert werden.

A. Die GPS-Satelliten befinden sich in kreisförmigen 10.900 nm (20.200 km) langen 12-Stunden-Umlaufbahnen mit einer Neigung von 55 Grad. Sie befinden sich nicht in einer geostationären Umlaufbahn.

A. Das grundlegende GPS-Signal ist im ungünstigsten Fall überall auf der Erde mit einer Genauigkeit von etwa 100 Metern seitlich und 140 Metern vertikal genau. GPS, wie es den zivilen Nutzern zur Verfügung gestellt wird, scheint genauso genau zu sein wie der genaueste Dienst, der von VOR/DME bereitgestellt wird, d.h. Nicht-Präzisionsanflüge. Es ist zu beachten, dass die VOR-Genauigkeit abnimmt, je weiter man sich von der Navigationshilfe entfernt. Die GPS-Genauigkeit ist weltraumbasiert und wird daher nicht durch Bodengeräte eingeschränkt. Das GPS-Basissignal ist nicht so genau wie die bestehenden ILSs; jedoch wird GPS, ergänzt durch WAAS und GBAS, in der Lage sein, Präzisionsanflüge zu liefern (CAT-I mit WAAS und fortschreitend zu CAT-II/III mit GBAS).

A. Ja, eine der Hauptkomponenten der GPS-Modernisierung ist die Hinzufügung von zwei neuen Navigationssignalen für die zivile Nutzung. Diese Signale werden zusätzlich zu dem bestehenden zivilen Dienst auf 1575,42 MHz (L1) gesendet. Das erste dieser neuen Signale wird ein neuer ziviler Code, genannt L2C, sein, der auf dem bestehenden L2-Träger auf 1227,60 MHz hinzugefügt wird. Es wird für den allgemeinen Gebrauch in nicht sicherheitskritischen Anwendungen verfügbar sein. Der Block IIR-M-Satellit, der als erster diese Möglichkeit bietet, wurde am 25. September 2005 gestartet. Ein drittes ziviles Signal auf der Frequenz 1176,45 MHz (L5) wird zunächst auf den GPS-Block-IIF-Satelliten ab 2007 zur Verfügung gestellt und mit den Block-III-Satelliten, deren Start ab 2012 geplant ist, fortgesetzt. Dieses neue L5-Signal ist weltweit für die aeronautische Funknavigation geschützt und wird Anwendungen für die Sicherheit in der Luftfahrt unterstützen. Durch die Hinzufügung von L5 wird GPS zu einem robusteren Funknavigationsdienst für viele Luftfahrtanwendungen sowie für alle bodengebundenen Nutzer (Seefahrt, Eisenbahn, Oberflächenverkehr, Schifffahrt, Landwirtschaft, Freizeit usw.)

Bei der derzeitigen Nachschubrate für GPS-Satelliten werden alle drei zivilen Signale (L1-C/A, L2C und L5) bis 2012 für die anfängliche Betriebsfähigkeit und bis ca. 2015 für die volle Betriebsfähigkeit verfügbar sein. Für weitere Informationen zu den GPS-Modernisierungsaktivitäten besuchen Sie bitte unsere Seite GPS-Modernisierung und http://pnt.gov

A. GPS-Satellitensignale unterliegen, wie alle anderen Navigationssignale auch, einer gewissen Form von Störungen. Die FAA arbeitet aktiv mit dem US-Verteidigungsministerium und anderen US-Regierungsstellen zusammen, um diese Auswirkungen zu erkennen und zu mindern und sicherzustellen, dass das GPS und alle damit verbundenen Erweiterungssysteme für einen sicheren Flugbetrieb zur Verfügung stehen. Wie bei allen Navigationshilfen sind Interferenzen, ob beabsichtigt oder unbeabsichtigt, immer ein Problem. Eine Reihe von Methoden zur Minimierung von Interferenzen wurden bereits identifiziert und getestet, weitere werden derzeit untersucht. Die FAA arbeitet auch daran, sicherzustellen, dass Erweiterungssysteme diese Effekte erkennen und abschwächen.

A. Wie bei allen Navigationshilfen sind Hochfrequenzstörungen (RFI), ob unbeabsichtigt oder beabsichtigt, immer ein Problem. Die FAA evaluiert mehrere Systeme zur Erkennung von GPS-Interferenzen, mit denen die Richtung und die Quelle der GPS-Interferenz bestimmt werden kann. Die FAA arbeitet auch mit dem Verteidigungsministerium und anderen Behörden zusammen, um sicherzustellen, dass GPS-Ergänzungssysteme die Auswirkungen von Interferenzen erkennen und abmildern.

A. Dies ist keine einfache Ja/Nein-Antwort. Die Antwort ist, dass es von den Dienstanforderungen jedes Nutzers oder jeder Luftfahrtbehörde abhängt. Für viele Länder liefert GPS eine bessere Leistung als die bestehenden bodengestützten Systeme oder deren Fehlen. Für andere Länder mit großen Infrastrukturen erfüllt das GPS-Signal jedoch nicht die Anforderungen an Genauigkeit, Integrität, Verfügbarkeit und Kontinuität, die für die Flugsicherheit entscheidend sind. Erweiterungen des Global Positioning System (GPS) wie das Wide Area Augmentation System (WAAS) und das Ground Based Augmentation System (GBAS) liefern die notwendigen Korrekturen, um die Anforderungen an die Flugsicherheit zu erfüllen.

A. Die FAA entwickelt das Wide Area Augmentation System (WAAS) und das Ground Based Augmentation System (GBAS). Beide Augmentierungssysteme konzentrieren sich auf die gleichen Anliegen: Integrität, Verfügbarkeit und Genauigkeit.

A. DGPS erreicht eine höhere Genauigkeit, da sowohl der Referenz- als auch der Benutzerempfänger gemeinsame Fehler aufweisen, die vom Benutzer beseitigt werden können. Typischerweise werden Positionsfehler von weniger als 10 Metern realisiert.

In der Grundform von DGPS wird die Position eines Referenzempfängers an einer Überwachungs- oder Referenzstation eingemessen, d.h. seine Position ist genau bekannt. Der Benutzerempfänger sollte nicht weiter als etwa 300 Meilen vom Referenzempfänger entfernt sein, der wie jeder Benutzerempfänger Pseudo-Entfernungsmessungen durchführt. Da der Referenzempfänger jedoch seine Position genau kennt, kann er „Verzerrungen“ in seinen Pseudo-Entfernungsmessungen bestimmen. Für jeden Satelliten im Sichtfeld des Referenzempfängers werden diese Verzerrungen durch Differenzbildung zwischen der Pseudoentfernungsmessung und der geometrischen Entfernung zwischen Satellit und Referenzempfänger berechnet. Diese Verzerrungen, die bei der Pseudoentfernungsmessung entstehen, beinhalten Fehler, die durch die ionosphärische Verzögerung, die troposphärische Verzögerung und die Abweichung der Satellitenuhr von der GPS-Zeit entstehen. Bei Echtzeitanwendungen überträgt die Referenzstation diese Verzerrungen, die als differentielle Korrekturen bezeichnet werden, an alle Benutzer im Abdeckungsbereich der Referenzstation. Die Benutzer übernehmen diese Korrekturen, um die Genauigkeit ihrer Positionslösung zu verbessern.

Für das grundlegende Local Area DGPS (LADGPS) sind die Positionslösungen von Benutzern, die weiter von der Referenzstation entfernt sind, weniger genau als diejenigen, die sich näher an der Überwachungsstation befinden, da Pseudo-Entfernungsmessfehler dazu neigen, räumlich korreliert zu sein. Dieser Genauigkeitsverlust aufgrund der räumlichen Dekorrelation kann mit anspruchsvolleren Techniken verbessert werden, die unter den Begriff Wide Area DGPS (WADGPS) fallen, wie z. B. WAAS.