Verfügbarkeit: Satellitennavigation

Satellitennavigation: Galileo, GPS, GLONASS, Integrierte Verfahren

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Bibliographische Detailangaben
Hauptverfasser:	Dodel, Hans (VerfasserIn), Häupler, Dieter (VerfasserIn)
Format:	Buch
Sprache:	German
Veröffentlicht:	Bonn Hüthig 2004
Ausgabe:	1. Aufl.
Schriftenreihe:	Hüthig Telekommunikation
Schlagworte:	Satellitennavigation
Online-Zugang:	Inhaltsverzeichnis
Beschreibung:	424 S. Ill., graph. Darst.
ISBN:	3826650360

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adam_text	HANS DODEL, DIETER HAEUPLER SATELLITENNAVIGATION GALILEO, GPS, GLONASS, INTEGRIERTE VERFAHREN 0 HUETHIG I N H A IT SVE RZE I C H N I S DIE SATELLITENNAVIGATION ............................ 15 1.1 1.2 1.3 1.3.1 1.4 1.5 1.6 1.6.1 1.6.2 1.7 1.8 WIE FUNKTIONIERT SATELLITENORTUNG? ......................... 18 DIE HISTORISCHE ENTWICKLUNG .............................. 19 BEWERTUNG VON ORTUNGSSYSTEMEN .......................... 20 ANFORDERUNGEN AN FUNKNAVIGATIONSDIENSTE .................. 22 DATENUEBERTRAGUNGSKAPAZITAET .............................. 32 RUECKWAERTSKOMPATIBILITAET ................................. 32 NUTZERANFORDERUNGEN .................................... 34 TECHNISCHE ANFORDERUNGEN ............................... 34 BETRIEBLICHE ANFORDERUNGEN .............................. 41 DIE PROTOKOLLEBENEN DER ORTUNGSDIENSTE .................... 43 LITERATURHINWEISE ....................................... 44 FUNKORTUNG. FREQUENZEN UND SATELLITENBAHNEN ......... 45 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6 2.1.7 2.1.8 2.1.9 2.2 2.3 2.4 2.4.1 2.4.2 2.4.3 2.4.4 2.4.5 2.4.6 2.4.7 2.5 DIE FUNKORTUNG ......................................... 45 ENTFERNUNGSMESSUNG .................................... 45 TRIANGULIERUNG ......................................... 46 QUADRANGULIERUNG ...................................... 47 BIANGULIERUNG .......................................... 47 MONANGULIERUNG ........................................ 47 DOPPLERVERFAHREN ....................................... 48 DIFFERENTIAL RANGING ..................................... 49 VOW/VHF ............................................. 49 KOPPELNAVIGATION ....................................... 50 AUTOMATISCHE KOOPERIERENDE UEBERWACHUNG ................. 50 FUNKFREQUENZEN UND DIE ITU ............................. 54 ORBITZUWEISUNGEN ....................................... 57 ELEKTROMAGNETISCHE VERTRAEGLICHKEIT; STOERPEGELBERECHNUNG ..... 58 DIENSTEKATEGORIEN UND FREQUENZZUWEISUNGEN ............... 62 DIE KOORDINIERUNG VON SATELLITEN UND ERDFUNKSTELLEN ......... 65 INSTITUTIONEN: BMWA/VII. REGTP. AFMIS. CETECOM ......... 71 WIE MELDET MAN EINEN SATELLITEN AN? LIZENZEN? ............... 73 ZUSAMMENFASSUNG DER REGULATORISCHEN ASPEKTE .............. 75 LITERATURHINWEISE ....................................... 76 HYPERBELVERFAHREN ...................................... 47 BAHNEN ......................................... 77 3.1 DIE DOPS .............................................. 79 3.2 FEHLER BEI DER ENTFERNUNGSMESSUNG ........................ 79 8 INHALTSVERZEICHNIS 3.3 3.4 3.5 3.5.1 3.5.2 3.6 3.7 3.8 3.8.1 3.8.2 3.8.3 3.9 3.10 3.11 3.11.1 3.12 DIE PYRAMIDE UEBER DEM NUTZER ........................... 81 DER GEOSYNCHRONE ERDGUERTEL . GE0 ........................ 82 KREISBAHNEN MITTLERER HOEHE . ME0 ....................... 82 BAHNHOEHE ............................................. 84 INKLINATION ............................................. 85 INKLINIERTE GEOSYNCHRONE KREISBAHNEN . IGSO/TANJA ......... 86 HOCH INKLINIERTE ELLIPTISCHE BAHNEN . HE0 .................. 87 HETEROGENE SYSTEME IN UNTERSCHIEDLICHEN BAHNEN ............ 89 DIE OPTIMIERUNG DER KONSTELLATION ........................ 89 DIE DEFINITION DER KONSTELLATION DURCH WALKER .............. 91 BEWERTUNGSKRITERIEN ZU DEN BAHNEN ........................ 91 DIE KONSTELLATIONSGUETE ................................... 93 BEWERTUNGDER BAHNEN ................................... 96 ZUSAMMENFASSUNG ...................................... 97 ZUSAMMENFASSUNG DER BAHNEN ............................ 97 LITERATURHINWEISE ....................................... 98 DIE SYSTEMFAKTOREN ............................. 101 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 4.8.1 4.9 4.9.1 4.10 4.11 4.12 4.13 4.14 DIE VERFUEGBARKEIT DER SIGNALE IM RAUM .................... 104 MEHRWEGEEFFEKTE . MULTIPATH EFFECTS ...................... 106 FUNKSTOERUNGEN . RADIO INTERFERENCE ...................... 108 STOERSENDER . JAMMING .................................. 108 TAEUSCHSENDER . SPOOFING ................................ 109 UHR UND SYNCHRONISATION ............................... 110 LEISTUNG DER UHREN ..................................... 110 DIE RELATIVITAET ......................................... 112 RELATIVITAETSPRINZIP ...................................... 113 DIE ZUVERLAESSIGKEIT ..................................... 116 SATELLITENAUSFAELLE ....................................... 117 SOLARPROTUBERANZEN . SUN PROTUBERANCES .................. 118 WARTUNG DER SATELLITENKONFIGURATION ...................... 118 SIGNALAUSFAELLE IN ERDNAEHE UND IM EMPFAENGER ............... 105 DIE ZUSAMMENFASSUNG DER SIGNALE IM RAUM ............... 109 LITERATURHINWEISE ...................................... 119 ARCHITEKTURKONZEPTE ZUR NAVIGATIONSNUTZLAST ......... 121 5.1 DIE ERZEUGUNG DES NAVIGATIONSSIGNALS AM BODEN ODERHND IM SATELLITEN ........................................... 121 5.1.1 NUTZLAST-DIMENSIONEN .................................. 122 5.1.2 NUTZLAST-PARAMETER .................................... 123 5.1.3 NUTZLAST-BEWERTUNG .................................... 124 5.2 STRECKENBILANZEN ....................................... 124 5.2.1 REFERENZBUDGETS ....................................... 124 INHALTSVERZEICHNIS 9 5.2.2 5.2.3 5.2.4 5.2.5 5.3 5.3.1 5.3.2 5.3.3 5.3.4 5.3.5 5.3.6 5.3.7 5.3.8 5.4 5.5 AUSBREITUNGSEFFEKTE ALS FUNKTION DER TRAEGERFREQUENZ ........ 132 AUSBREITUNGSVERLUSTE ALS FUNKTION DER TRAEGERFREQUENZ ........ 135 ATMOSPHAERISCHE VERLUSTE GEGEN FREQUENZ .................. 136 REGENDAEMPFUNG GEGEN FREQUENZ ......................... 137 SATELLITENKONSTELLATIONEN UND ORBITPARAMETER .............. 140 KRITERIEN DER SATELLITENKONSTELLATION ....................... 140 VERBESSERUNGEN DER KONSTELLATIONSVERFUEGBARKEIT ............ 140 BEDARFSANALYSE BEI DER SATELLITENGESTUETZTEN UEBERWACHUNG ..... 141 BEWERTUNG DER KONSTELLATIONEN ........................... 146 LOKALE VERBESSERUNGEN DURCH PSEUDOLITES .................. 148 ANALYSE DER KONTINUITAET ................................. 149 DIE INTEGRITAET ALS WAHRSCHEINLICHKEITSWERT .................. 154 BEWERTUNG DER PERFORMANCE-KRITERIEN ..................... 154 ZUSAMMENFASSUNG ..................................... 155 LITERATURHINWEISE ...................................... 158 SATNAV-SYSTEME DER 70ER-JAHRE . GNSS-1 ............. 159 6.1 6.1.1 6.1.2 6.1.3 6.1.4 6.1.5 6.1.6 6.2 6.2.1 6.2.2 6.2.3 6.2.4 6.2.5 6.2.6 6.2.7 6.2.8 6.2.9 6.3 6.4 6.4.1 6.4.2 6.4.3 6.4.4 6.4.5 6.5 6.6 6.7 GPS/NAVSTAR ........................................ 160 DIE ANFAENGE ........................................... 161 DIE SYSTEMPARAMETER ................................... 162 DIEDIENSTE ........................................... 162 LEBENSERWARTUNG VON NAVIGATIONSSATELLITEN AM BEISPIEL DIE DERZEITIGE GPS-FLOTTE ................................ 166 DER DATENRAHMEN ...................................... 168 DER GPS-EMPFANG ..................................... 169 DIE SIGNALSTRUKTUR DER GPS-SIGNALE ....................... 170 FEHLERQUELLEN BEI DER GPS-ORTUNG ........................ 170 ZEITSTANDARDS IN DEN SATELLITEN ........................... 171 SELBSTSTOERUNG - SELF JAMMING ............................ 171 FREMDSTOERUNG - JAMMING ............................... 172 GESCHUETZTER GPS-EMPFANG .............................. 172 TAEUSCHUNG - SPOOFING .................................. 173 EMPFAENGER OHNE KENNTNIS DES CODES - CODELESS RECEIVERS .... 173 CHIFFRIERUNG DER GPS-SIGNALE ............................ 173 GLONASS ............................................ 175 ENTWICKLUNG UND SYSTEMBESCHREIBUNG ..................... 176 DIE SYSTEMPARAMETER ................................... 177 DIE SIGNALE UND FREQUENZEN ............................. 178 DER DATENRAHMEN ...................................... 180 DIE STRECKENBILANZ ..................................... 180 COSPAS-SARSAT ...................................... 180 ZUSAMMENFASSUNG ..................................... 182 LITERATURHINWEISE ...................................... 182 GPS.1. GPS-II ......................................... 164 GPS-III ............................................... 174 10 INHALTSVERZEICHNIS GALILEO . GNSS-2 .............................. 183 7.1 7.2 7.2.1 7.2.2 7.2.3 7.3 7.3.1 7.3.2 7.3.3 7.3.4 7.3.5 7.3.6 7.3.7 7.3.8 7.4 7.4.1 7.4.2 7.4.3 7.5 7.6 7.7 DIE ANFORDERUNGEN AN GALILEO ......................... 186 DIE GALILEO-SYSTEMARCHITEKTUR ......................... 188 DAS BODENSEGMENT ..................................... 191 ZUSAMMENFASSUNG BODENSEGMENT ........................ 193 DAS GALILEO-SYSTEM .................................. 193 DIE FUNKNAVIGATIONSDIENSTE VON GALILEO ................. 195 DAS RAUMSEGMENT ..................................... 189 OEFFENTLICH ZUGAENGLICHER DIENST . OPEN SERVICE .............. 196 SICHERHEITSKRITISCHER DIENST . SAFETY OF LIFE SERVICE .......... 197 SUCHEN UND RETTEN . SEARCH AND RESCUE (SAR) ............. 200 SYSTEMEXTERNER INTEGRITAETSDIENST . SYSTEM EXTERNAL SYSTEMEXTERNER FERNMELDEDIENST . SYSTEM EXTERNAL COMM*S SERVICE ........................................ 201 INTEGRITY SERVICE ........................................ 200 DER GALILEO-FREQUENZPLAN ............................ 201 ZUSAMMENFASSUNG FREQUENZEN ........................... 206 ORTSABHAENGIGE GENAUIGKEIT .............................. 212 SIGNALAKQUIRIERUNG UND FIX-RATE ......................... 213 STATUS DES GALILEO-SYSTEMS ............................ 214 ZUSAMMENFASSUNG ..................................... 214 DIE AUSLEGUNG EINES SATELLITENNAVIGATIONSSYSTEMS ........... 207 GALILEO-SATELLITEN-ANTENNEN ........................... 213 LITERATURHINWEISE ...................................... 215 NAVIGATIONSSYSTEME DER 3 . GENERATION . GNSS-3 ....... 217 8.1 8.1.1 8.1.2 8.1.3 8.1.4 8.2 8.2.1 8.3 8.4 8.5 8.5.1 8.5.2 8.5.3 8.6 8.6.1 8.6.2 8.6.3 SYSTEMOPTIMIERUNG .................................... 219 FUNKFREQUENZEN UND DEREN NUTZUNG ...................... 227 UBERTRAGUNGSTECHNIK ................................... 230 DIE ARCHITEKTUR ........................................ 220 DIE KONSTELLATION ...................................... 223 GERAETETECHNIK ......................................... 232 DREIDIMENSIONALE VEKTORORTUNG MIT NUR EINEM SATELLITEN ..... 233 DIENSTE ............................................... 235 ANWENDUNGEN ......................................... 237 DIE FINANZIERUNG IM RAHMEN EINER PUBLIC PRIVATE PPP-DEFINITIONSRAHMEN ................................. 239 PPP-KRITERIEN ......................................... 240 PPP-GESCHAEFISMODELL ................................... 240 GNSS-3 . DER WEG ZU NEUEN LOESUNGEN .................... 241 RUECKBLICK AUF DIE GNSS-2-ESSENTIALS ...................... 242 WARUM EIN EIGENSTAENDIGES EUROPAEISCHES SYSTEM? ............ 242 GPS-KOMPATIBILITAET . EINE UNNOETIGE FORDERUNG ............. 243 PARTNERSHIP ........................................... 238 INHALTSVERZEICHNIS 11 8.6.4 DIE C-BAND-LOESUNG .................................... 245 8.7 ZUSAMMENFASSUNG ..................................... 248 8.6.5 GALILEO - EIN DUAL-USE-SYSTEM ......................... 246 8.6.6 GNSSX ............................................... 247 8.8 LITERATURHINWEISE ...................................... 248 INTEGRIERTE NAVIGATION ............................ 251 9.1 9.1.1 9.1.2 9.1.3 9.1.4 9.1.5 9.1.6 9.2 9.2.1 9.2.2 9.2.3 9.2.4 9.2.5 9.3 9.4 9.5 9.6 9.6.1 9.6.2 9.6.3 9.6.4 9.6.5 9.6.6 9.6.7 9.7 9.8 BEDEUTUNG DER INTEGRATION VON NAVIGATIONSWERTEN .......... 253 DIE WIRTSCHAFTLICHE PROBLEMATIK .......................... 255 VORGABEN AN DIE INTEGRATION ............................. 254 DEFINITION DER INTEGRIERTEN NAVIGATION ..................... 256 DIE AUFGABE DER SOFTWARE-ROUTINEN ....................... 257 TIGHTLY COUPLED INTEGRATION ............................. 259 BORDEMPFAENGER . SMART RECEIVERS ........................ 268 SYSTEMALTERNATIVEN ..................................... 287 ZUSAMMENFASSUNG ..................................... 298 AUTARKE NAVIGATIONSSYSTEME ............................. 303 DATENFUSION UND EXTRAPOLATIONSRECHNUNG .................. 258 DIE ELEMENTE DER INTEGRIERTEN NAVIGATION .................. 262 REINE STUETZSENSOREN/SYSTEMUNTERSTUETZUNG ................. 264 SYSTEMNACHBESSERUNGEN . SYSTEM RETROFITS ................. 269 NACHBESSERUNGEN, ANDERE SYSTEME. SENSOREN - OPTIMALE PAARUNG VON DISSIMILAREN SYSTEMEN .............. 302 DIE TECHNIK DER INTEGRIERTEN NAVIGATION ................... 305 INTEGRIERTE NAVIGATION UND WEITERE ENTWICKLUNGEN ........... 306 VOM FUNKNAVIGATIONSPLAN ZUM NAVIGATIONSPLAN ............ 306 DIE WEGBEREITER LEISTUNGSFAEHIGER NAVIGATION ................ 307 LEISTUNGSFAEHIGERE NAVIGATION FUER VERKEHR UND TRANSPORT ..... 308 NAVIGATION MIT HILFE VON KOMPLEMENTAERQUELLEN ............ 309 NAVIGATION UNTER SICHERHEITSKRITISCHEN BEDINGUNGEN ......... 313 ENTWICKLUNGSTRENDS IN DER NAVIGATIONSTECHNOLOGIE .......... 314 DIE WEITERENTWICKLUNG DES NAVIGATIONSWESENS .............. 317 LITERATURHINWEISE ...................................... 318 PERFORMANCE TRIPOD .................................... 307 AKTUELLE ANWENDUNGEN ........................... 319 STANDORTBESTIMMUNG VON MOBILTELEFONEN .................. 319 FAHRZEUGORTUNG ZUR MAUTERHEBUNG ....................... 320 10.3 PRECISION FARMING ...................................... 321 10.4.1 DIE CONTAINERVERFOLGUNG ................................ 324 10.4.2 DIE ZUGVERFOLGUNG ..................................... 326 10.1 10.2 10.4 LOKALISIEREN MOBILER OBJEKTE MIT TRACKING AND TRACING ...... 323 10.4.3 DIE VERFOLGUNG VON FLUGZEUGEN DURCH DIE FLUGSICHERUNG ..... 328 12 INHALTSVERZEICHNIS 10.5 DIE RAUMFAHRT ........................................ 330 10.6 IN-DOOR-NAVIGATION .................................... 330 10.7 ZUSAMMENFASSUNG ..................................... 331 10.8 LITERATURHINWEISE ...................................... 332 ORDNUNGSPOLITIK ................................ 333 11.1 11.2 11.2.1 11.2.2 11.3 11.3.1 11.3.2 11.4 11.4.1 11.4.2 11.5 11.5.1 11.5.2 11.5.3 11.6 GESTALTUNG DES NAVIGATIONSWESENS ALS STAATLICHE AUFGABE ..... 333 DIE PRIVATISIERUNG VON NAVIGATIONSDIENSTEN ................ 334 PRIVATWIRTSCHAFTLICHE FUNKNAVIGATIONSDIENSTE IN HOHEITLICHER FUNKTION .................................. 335 DIE ABWICKLUNG DES GALILEO-PROJEKTS IN PUBLIC PRIVATE PARTNERSHIP ........................................... 336 REDUZIERUNG VON ABHAENGIGKEITEN ........................ 337 DAS ZUSAMMENTREFFEN VON MONOPOL UND DOMINANZ ........ 337 REDUNDANZEN FUER DEN NOTFALL ............................ 339 UMGANG MIT HAFTUNGSFRAGEN ............................ 341 WORST-CASE-SZENARIO BEI US-HAFTUNGSRECHT ............... 341 INTEGRIERTE NAVIGATION ALS HAFTUNGSABSICHERUNG ............ 342 DIE ROLLEN VON SATELLITENNAVIGATION UND INTEGRIERTER NAVIGATION ................................. 342 DIE UNTERSCHIEDLICHEN INTERESSEN ......................... 343 GPS ALS PRIMARY MEANS OF NAVIGATION ..................... 345 INTEGRIERTE NAVIGATION ALS ORDNUNGSPOLITISCHES GEBOT ........ 347 LITERATURHINWEISE ...................................... 349 DIE SICHERHEITSPOLITISCHE BEDEUTUNG DER SATELLITENNAVIGATION .......................... 351 12.1 12.2 12.3 12.4 12.5 12.6 12.7 12.8 12.9 12.10 12.11 SICHERHEITSPOLITIK UND MILITAERPOTENZIAL .................... 351 DIE DREI BEGRUENDUNGSEBENEN DER SICHERHEITSPOLITIK .......... 352 DIE SANKTIONIERUNG VON MILITAEREINSAETZEN .................. 353 DIE GESTALTUNG VON SICHERHEITSPOLITIK IN WESTLICHEN DEMOKRATIEN .......................................... 355 GEMEINSAME AUSSEN- UND SICHERHEITSPOLITIK ................ 355 MILITAERDOKTRIN UND MILITAERPOTENZIAL ....................... 356 ZENTRALE BEWAFFNUNGSFRAGEN GEGENWAERTIGER SICHERHEITSPOLITIK . 357 DIE EVOLUTION DER MILITAERISCHEN GPS-NUTZUNG .............. 358 DIE TECHNIK ZIVILER UND MILITAERISCHER GPS-NUTZUNG ......... 359 GALILEO . EIN REIN ZIVILES SATELLITENNAVIGATIONSSYSTEM? ...... 360 GLOBALE UND REFERENZWERTUNABHAENGIGE NAVIGATION ........... 362 INHALTSVERZEICHNIS 13 12.12 12.12.1 12.12.2 12.12.3 12.13 12.14 12.14.1 12.14.2 12.14.3 12.14.4 12.14.5 12.14.6 12.14.7 12.15 12.16 DIE SICHERHEITSPOLITISCHEN AUSWIRKUNGEN HOHER TREFFSICHERHEIT ......................................... 362 ABSENKUNG DER SPRENGKRAFT .............................. 363 DIE VERMEIDUNG VON KOLLATERALSCHAEDEN UND EIGENEN VERLUSTEN ...................................... 364 DIE ANHEBUNG DER NUKIEARSCHWELLE ....................... 365 ABSICHERUNG DER LEGITIMATION BERECHTIGTER INTERVENTIONEN .... 367 DIE BEDROHUNGSAMBIVALENZ DES GPS ...................... 368 REGIONALISIERUNG DER PRAEZISIONSVERFUEGBARKEIT ............... 369 DIE BEDROHUNG DER USA WAEHREND DER GPS-KONZEPTPHASE .... 370 BEDROHUNGSAENDERUNG. TECHNOLOGIEZUWACHS. ROLLENAENDERUNG . 372 DIE HANDHABUNG DER GPS-NUTZUNGSRESTRIKTIONEN ........... 375 DIE SYNCHRONISATION VON NUTZUNGSRESTRIKTIONEN ............ 377 EUROPAS ZWEITER SCHRITT IN RICHTUNG GPS ................... 380 DIE VERSCHLUESSELUNG VON GNSS-SIGNALEN ZU MILITAERISCHEN ZWECKEN .................................. 383 GNSS UND SICHERHEITSPOLITIK - ZUSAMMENFASSUNG UND AUSBLICK .......................................... 384 LITERATURHINWEISE ...................................... 390 SCHLUSSBETRACHTUNG .............................. 391 13.1 VON GPS UEBER INTEGRIERTE NAVIGATION ZU GALILEO .......... 391 13.2 KONTROVERSE PUNKTE .................................... 392 13.3 KUENFTIGE ANFORDERUNGEN AN DIE NAVIGATION ................. 395 13.4 LITERATURHINWEISE ...................................... 397 LISTE DER VERWENDETEN ABKUERZUNGEN ................ 399 INTERNATIONALE TERMINI TECHNICI DER NAVIGATION ......... 411 LISTE RELEVANTER NATURKONSTANTEN ................... 419 STIC HWO RTVE RZEIC H N IS ............................. 421
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