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Bodenseitige Ergänzungssysteme der Satellitennavigation (Ground-based Augmentation System, GBAS)

Erstellt am: 17.12.2004 | Stand des Wissens: 12.04.2020
Synthesebericht gehört zu:
Ansprechpartner
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck

Das Prinzip der bodenseitigen Ergänzung des Global-Positioning-System (GPS)-Satellitennavigationssignals entstand aus der Erfordernis für präzisere Information, als die anfänglich garantierte Genauigkeit von rund 100 Meter [FAA18]. Die begrenzte Signalgenauigkeit resultierte aus der bis zum Jahr 2000 durchgeführten künstlichen Verschlechterung der Signalqualität (Selective Availability, S/A), aber auch natürlichen Fehlern durch Störeinflüsse in der Signallaufstrecke beziehungsweise im Empfänger und dem Satelliten.
Einige Fehler können dadurch korrigiert werden, dass die Positionsinformation des GPS für einen genau bekannten Ort abgefragt wird. Mittels geodätisch hochpräzise vermessener Empfangsstationen kann mittels eines Vergleichs die örtliche Fehlergröße der Satellitenpositionsinformation bestimmt werden. Die Korrekturdatenübertragung an den Empfänger erreicht dann eine verbesserte Positionsgenauigkeit [Bela11].
Diese Möglichkeit hat zum Aufbau regionaler Messstationen beziehungsweise ganzer Referenzstationsnetzwerke geführt, um eine höhere Signalgenauigkeit zu erreichen. Dieses Konzept ist für einen großen Teil von Anwendungen in der Verkehrstelematik, dem Freizeitgebrauch und anderen zeitunkritischen Applikationen, wie dem Vermessungswesen, ausreichend. Beispiele hierfür sind das US-amerikanische Nationwide-Differential-GPS (NDGPS) [USCG19] oder dem deutschen Satellitenpositionierungsdienst (SAPOS) [SAPOS19] für das Vermessungswesen in der Bundesrepublik Deutschland.
Für sicherheitskritische Aufgaben bzw. Anwendungen, die einen zuverlässigen Empfang erfordern, bestehen erhöhte Anforderungen. Im Bereich der Luftfahrtanwendungen müssen vor allem für Anflugführungen durch Bodenstationen Verbesserungen der Genauigkeit und Integrität erreicht werden. Vorteile der Ergänzungssysteme werden in der breiteren Verfügbarkeit von Instrumentenanflugverfahren gesehen. Zudem wird durch die Konzentration auf eine Navigationshilfe ein Einsparpotential hinsichtlich Unterhalt und Betrieb von Sende- und Empfangsanlagen erreicht [DLR19b].
Ansprechpartner
Bauhaus-Universität Weimar, Professur Verkehrssystemplanung, Prof. Dr.-Ing. Plank-Wiedenbeck
Zugehörige Wissenslandkarte(n)
Bodenaugmentierte Systeme (Stand des Wissens: 12.04.2020)
https://www.forschungsinformationssystem.de/?169830
Literatur
[Bela11] Belabbas, Boubeker Ground Based Augmentation System (GBAS), 2011
[DLR19b] Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e. V. (Hrsg.) Ground Based Augmentation System (GBAS), 2019
[FAA18] Federal Aviation Administration (FAA) (Hrsg.) Satellite Navigation - Ground Based Augmentation System (GBAS), 2018/04/12
[SAPOS19] SAPOS (Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landesverfassung), SAPOS-Qualitätsmanagement, 2019
[USCG19] US Coast Guard Navigation Center NDGPS General Information, 2019/09/25
Weiterführende Literatur
[ENAC01] Escher, A.-C. ABAS - Aircraft Based Augmentation System: AAIM Aircraft Autonomous Integrity Monitoring, ENAC, 2001/03
[ASeA00] Crosby, G., Ely, W. , McPherson, K., Stewart, J., Kraus, D., Cashin, T., Bean, K., Elrod, Dr. B. A Ground-based Regional Augmentation System (GRAS) - The Australian Proposal, 2000/09
[FAA01d] Lamb, D. Development of Local Area Augmentation System Siting Criteria, 2001/06
[Sofr03] o.A. GOBAN: GNSS Roadmap Study-Final Report, 2003/10
[GrAn13] Grewal, Mohinder S., Andrews, Angus P., Bartone, Chris G. Ground-Based Augmentation System (GBAS), veröffentlicht in Global Navigation Satellite Systems, Inertial Navigation, and Integration, Ausgabe/Auflage 3. Auflage, Wiley Verlag/Hoboken, New Jersey, 2013
Glossar
Differential-GPS
Das Differential-GPS ist ein Signal des Satellitennavigationssystems GPS, welches durch eine Bodenstation mit Fehlerkorrekturdaten verbessert wird.
Global Positioning System Global Positioning System (GPS), offiziell NAVSTAR GPS, ist ein globales Navigationssatellitensystem zur Positionsbestimmung und Zeitmessung. GPS basiert auf Satelliten, die mit kodierten Radiosignalen ständig ihre aktuelle Position und die genaue Uhrzeit ausstrahlen. Aus den Signallaufzeiten können GPS-Empfänger dann ihre eigene Position und Geschwindigkeit berechnen.

Auszug aus dem Forschungs-Informations-System (FIS) des Bundesministeriums für Verkehr und digitale Infrastruktur

https://www.forschungsinformationssystem.de/?125714

Gedruckt am Sonntag, 26. September 2021 02:46:31