Guinguette Marais Poitevin

A. GPS bestaat uit drie segmenten – de satellietconstellatie, het grondcontrolenetwerk, en de gebruikersapparatuur. De satellietconstellatie bestaat uit satellieten in een middelhoge baan om de aarde die de afstandsbepalingssignalen en navigatiegegevens naar de gebruikersapparatuur zenden. Het grondbesturingsnetwerk volgt en onderhoudt de satellietconstellatie door toezicht te houden op de gezondheid en signaalintegriteit van de satellieten en door de satellietbaanconfiguratie te handhaven. Voorts werkt het grondbesturingsnetwerk de satellietklokcorrecties en efemeriden bij, alsmede talrijke andere parameters die essentieel zijn voor de bepaling van de positie, snelheid en tijd (PVT) van de gebruiker. De gebruikersapparatuur ontvangt signalen van de satellietconstellatie en berekent de PVT van de gebruiker. Meer details over elk van de bovengenoemde GPS-segmenten worden hieronder verstrekt.

GPS-satellietconstellatie:

De basissatellietconstellatie bestaat uit 24 satellieten die in zes aardgecentreerde baanvlakken zijn geplaatst, met vier operationele satellieten en een reservesatellietslot in elk baanvlak. De omlooptijd van een GPS-satelliet is de helft van een siderische dag of 11 uur 58 minuten. De banen zijn bijna cirkelvormig en liggen gelijkmatig verdeeld rond de evenaar op een onderlinge afstand van 60 graden met een inclinatie van 55 graden ten opzichte van de evenaar. De baanradius (d.w.z. de afstand van het massamiddelpunt van de aarde tot de satelliet) bedraagt ongeveer 26.600 km.

Met de basissatellietconstellatie hebben gebruikers met vrij zicht op de hemel minimaal vier satellieten in beeld. Het is waarschijnlijker dat een gebruiker zes tot acht satellieten ziet. De satellieten zenden ranging-signalen en navigatiegegevens uit waarmee gebruikers hun pseudoranges kunnen meten om hun positie, snelheid en tijd te schatten, in een passieve, alleen-luisteren-modus.

Grondbesturingsnetwerk:

Het hart van het grondbesturingsnetwerk wordt gevormd door het hoofdbesturingsstation (MCS) op de luchtmachtbasis Schriever (vroeger Falcon genoemd) bij Colorado Springs , Colorado . Het MCS bedient het systeem en biedt commando- en controlefuncties voor de satellietconstellatie.

De satellieten in een baan om de aarde worden continu gevolgd vanuit zes USAF-controlestations die in de lengterichting over de wereld zijn verspreid: Ascension Island , Diego Garcia, Kwajalein , Hawaii , Cape Canaveral en Colorado Springs . De monitorstations vormen de gegevensverzamelingscomponent van het controlenetwerk. Een monitorstation verricht voortdurend pseudorangemetingen aan elke satelliet die in beeld is. In elk monitorstation bevinden zich twee cesiumklokken die zijn afgestemd op de tijd van het GPS-systeem. De pseudo-afstandsmetingen die door de ontvanger van het monitorstation aan elke satelliet in zicht worden verricht, worden gebruikt om de nauwkeurige schatting door het hoofdcontrolestation van de positie van elke satelliet in een baan om de aarde bij te werken.

Gebruikersapparatuur:

De gebruikersapparatuur, vaak “GPS-ontvangers” genoemd, vangt de L-band-signalen van de satellieten in zicht op en verwerkt deze om de positie, snelheid en tijd van de gebruiker te berekenen.

A. GPS-ontvangers verzamelen signalen van satellieten die in zicht zijn. Zij geven de positie, snelheid en tijd van de gebruiker weer, zoals nodig is voor toepassingen op zee, op het land of in de luchtvaart. Sommige geven extra gegevens weer, zoals afstand en koers tot geselecteerde waypoints of digitale kaarten.

Het werkingsprincipe van GPS is gebaseerd op satellietafstand. Gebruikers bepalen hun positie door hun afstand tot de groep satellieten in de ruimte te meten. De satellieten fungeren als precieze referentiepunten.

Elke GPS-satelliet zendt een nauwkeurig positie- en tijdsignaal uit. De ontvanger van de gebruiker meet de tijd die het signaal nodig heeft om de ontvanger te bereiken, wat de directe maatstaf is voor het schijnbare bereik (een “pseudorange” genoemd) tot de satelliet. Metingen die gelijktijdig van vier satellieten worden verzameld, worden verwerkt om een oplossing te vinden voor de drie dimensies van positie (breedte, lengte en hoogte) en tijd. De positiemetingen zijn in het wereldwijde geodetische referentiesysteem WGS-84, en de tijd is ten opzichte van een wereldwijde gemeenschappelijke U.S. Naval Observatory Time (USNO) referentie.

A. GPS is eigendom van en wordt beheerd door de Amerikaanse regering als een nationale hulpbron. Defensie is de “rentmeester” van GPS, en is als zodanig verantwoordelijk voor de exploitatie van het systeem in overeenstemming met de signaalspecificatie. Het National Space-Based Positioning, Navigation, and Timing (PNT) Executive Committee is in 2004 bij presidentiële richtlijn opgericht om de federale departementen en agentschappen te adviseren en te coördineren over aangelegenheden betreffende het Global Positioning System (GPS) en aanverwante systemen. Dit comité is in de plaats gekomen van de Interagency GPS Executive Board (IGEB), die van 1996 tot 2004 verantwoordelijk was voor GPS-beleidskwesties. Het uitvoerend comité wordt gezamenlijk voorgezeten door de vice-secretarissen van Defensie en Vervoer. Tot de leden behoren ambtenaren van gelijkwaardig niveau van de ministeries van Buitenlandse Zaken, Handel en Binnenlandse Veiligheid, de gezamenlijke stafchefs en NASA. Onderdelen van het uitvoerend bureau van de president nemen als waarnemers deel aan het uitvoerend comité, en de voorzitter van de FCC neemt deel als liaison.

DOD is wettelijk verplicht “een SPS (Standard Positioning Service) (zoals gedefinieerd in het Federal Radionavigation Plan en de Standard Positioning Service Signal Specification) in stand te houden die continu en wereldwijd beschikbaar is” en “maatregelen te ontwikkelen om vijandig gebruik van GPS en augmentaties daarvan te voorkomen zonder civiel gebruik onnodig te verstoren of aan te tasten”. Deze strenge eisen en de huidige augmentatiesystemen zouden het gebruik van het systeem door Defensie in feite transparant moeten maken voor de civiele gebruiker. (Opmerking: er zullen noodzakelijkerwijs lokale tests van het systeem door militaire en ontwikkelingsteams worden uitgevoerd, maar de tests zullen vallen onder de strikte kennisgevingsrichtlijnen van gebruikers van het veiligheidssysteem, zoals de kustwacht en de FAA).

Het vervoer, de openbare veiligheid, de economie, de wetenschap, de tijdsbepaling en andere gebruikers in de VS vertrouwen in hoge mate op GPS. In de luchtvaart en het zeevervoer wordt GPS gebruikt voor “safety of life”-navigatie en het is een kritiek systeem voor deze toepassingen. Defensie is de rentmeester van het systeem en is verantwoordelijk voor de handhaving van de signaalspecificatie; het PNT houdt toezicht op het beheer om ervoor te zorgen dat de civiele en militaire behoeften in evenwicht zijn.

A. De GPS-satellieten opereren in cirkelvormige 10.900nm (20.200km) 12-uurs banen met een inclinatie van 55 graden. Zij bevinden zich niet in een geostationaire baan.

A. Het GPS-basissignaal is in het slechtste geval overal ter wereld nauwkeurig tot op ongeveer 100 meter zijdelingse en 140 meter verticale afstand. GPS, zoals het aan civiele gebruikers wordt geleverd, lijkt even nauwkeurig te zijn als de meest nauwkeurige dienst die door de VOR/DME wordt geleverd, d.w.z. niet-precisienaderingen. Opgemerkt dient te worden dat de nauwkeurigheid van VOR’s afneemt naarmate men zich verder van het navigatiehulpmiddel verwijdert. GPS-nauwkeurigheid is gebaseerd op de ruimte, en wordt dus niet beperkt door grondapparatuur. Het GPS-basissignaal is niet zo nauwkeurig als de bestaande ILS’en; aangevuld met WAAS en GBAS zal GPS echter in staat zijn een precisienadering te maken (CAT-I met WAAS en oplopend tot CAT-II/III met GBAS).

A. Ja, een van de belangrijkste onderdelen van de modernisering van GPS is de toevoeging van twee nieuwe navigatiesignalen voor civiel gebruik. Deze signalen zullen een aanvulling vormen op de bestaande civiele dienst die wordt uitgezonden op 1575,42 MHz (L1). Het eerste van deze nieuwe signalen zal een nieuwe civiele code zijn, L2C genaamd, die zal worden toegevoegd op de bestaande L2-draaggolf, die zich op 1227,60 MHz bevindt. Deze code zal beschikbaar zijn voor algemeen gebruik in niet-veiligheidskritieke toepassingen. De Block IIR-M-satelliet, de eerste die deze mogelijkheid toevoegt, is op 25 september 2005 gelanceerd. Een derde civiel signaal, gesitueerd op 1176,45 MHz (L5), zal aanvankelijk worden geleverd op GPS-satellieten van blok IIF vanaf 2007, en zal worden voortgezet met de satellieten van blok III waarvan de lancering gepland is vanaf 2012. Dit nieuwe L5-signaal is wereldwijd beschermd voor gebruik in de luchtvaartradionavigatie en zal toepassingen voor de beveiliging van mensenlevens in de luchtvaart ondersteunen. Door de toevoeging van L5 wordt GPS een robuustere radionavigatiedienst voor veel luchtvaarttoepassingen, maar ook voor alle gebruikers op de grond (zeevaart, spoorwegen, scheepvaart, landbouw, recreatie, enz.)

Bij het huidige tempo van aanvulling van GPS-satellieten zullen alle drie de civiele signalen (L1-C/A, L2C en L5) beschikbaar zijn voor initiële operationele capaciteit in 2012, en voor volledige operationele capaciteit in ongeveer 2015. Meer informatie over de GPS-moderniseringsactiviteiten is te vinden op onze pagina GPS-modernisering en http://pnt.gov

A. GPS-satellietsignalen zijn, net als alle andere navigatiesignalen, onderhevig aan enige vorm van interferentie. De FAA werkt actief samen met het Amerikaanse ministerie van Defensie en andere Amerikaanse overheidsinstanties om deze effecten op te sporen en te beperken en ervoor te zorgen dat GPS en alle gerelateerde augmentatiesystemen beschikbaar zijn voor veilige luchtvaartoperaties. Zoals bij alle navigatiehulpmiddelen is interferentie, opzettelijk of onopzettelijk, altijd een punt van zorg. Een aantal methoden om interferentie tot een minimum te beperken zijn geïdentificeerd en getest en andere worden nog onderzocht. De FAA werkt er ook aan om ervoor te zorgen dat augmentatiesystemen deze effecten detecteren en verminderen.

A. Zoals bij alle navigatiehulpmiddelen is radiofrequentie-interferentie (RFI), onopzettelijk of opzettelijk, altijd een punt van zorg. De FAA evalueert verschillende detectiesystemen voor GPS-interferentie, waarmee de richting en bron van de GPS-interferentie kunnen worden bepaald. De FAA werkt ook samen met het DOD en andere agentschappen om ervoor te zorgen dat GPS-augmentatiesystemen de effecten van interferentie detecteren en beperken.

A. Dit is geen eenvoudig ja/nee-antwoord. Het antwoord is dat het afhangt van de dienstvereisten van elke gebruiker of luchtvaartautoriteit. Voor veel landen biedt GPS betere mogelijkheden dan de bestaande grondsystemen of het ontbreken daarvan. Voor andere landen met een grote infrastructuur voldoet het GPS-signaal echter niet aan de eisen inzake nauwkeurigheid, integriteit, beschikbaarheid en continuïteit die essentieel zijn voor de veiligheid van de vlucht. Verbeteringen van het Global Positioning System (GPS), zoals het Wide Area Augmentation System (WAAS) en het Ground Based Augmentation System (GBAS), bieden de nodige correcties om aan de eisen inzake de vliegveiligheid te voldoen.

A. De FAA ontwikkelt het Wide Area Augmentation System (WAAS) en het Ground Based Augmentation System (GBAS). Beide augmentatiesystemen richten zich op dezelfde punten: integriteit, beschikbaarheid en nauwkeurigheid.

A. Met DGPS wordt een grotere nauwkeurigheid bereikt omdat de referentie- en gebruikersontvangers beide gemeenschappelijke fouten ondervinden die door de gebruiker kunnen worden verwijderd. Positiefouten van minder dan 10 meter worden gewoonlijk gerealiseerd.

In de basisvorm van DGPS wordt de positie van een referentie-ontvanger op een controle- of referentiestation ingemeten, dat wil zeggen dat zijn positie nauwkeurig bekend is. De gebruikersontvanger mag niet meer dan ongeveer 300 mijl van de referentieontvanger verwijderd zijn, die pseudorangemetingen uitvoert, net zoals elke gebruikersontvanger dat zou doen. Maar omdat de referentie-ontvanger zijn positie nauwkeurig kent, kan hij “vertekeningen” in zijn pseudorangemetingen bepalen. Voor elke satelliet die in het gezichtsveld van de referentieontvanger is, worden deze vertekeningen berekend door de pseudorangemeting te vermenigvuldigen met het geometrische bereik van de satelliet tot de referentieontvanger. Deze vertekeningen in het proces van pseudorangemeting omvatten fouten die het gevolg zijn van vertraging in de ionosfeer, vertraging in de troposfeer en afwijking van de satellietklok ten opzichte van de GPS-tijd. Voor real time toepassingen zendt het referentiestation deze vertekeningen, differentiële correcties genaamd, naar alle gebruikers in het dekkingsgebied van het referentiestation. Gebruikers verwerken deze correcties om de nauwkeurigheid van hun positieoplossing te verbeteren.

Voor het basis DGPS voor lokale gebieden (LADGPS) zijn de positieoplossingen van gebruikers die verder van het referentiestation verwijderd zijn minder nauwkeurig dan die dichter bij het controlestation, omdat pseudorange-meetfouten de neiging hebben ruimtelijk gecorreleerd te zijn. Dit verlies aan nauwkeurigheid als gevolg van ruimtelijke decorrelatie kan worden verbeterd met meer geavanceerde technieken die onder de noemer wide area DGPS (WADGPS) vallen, zoals WAAS.