GPS

Für Galileo haben wir einen Thread, für Glonass und sogar für das chinesischeSystem, nur der Marktführer GPS ist noch nicht mit einem eigenen Thread vertreten. Also ändere ich das mal:
Der 8. und letzte Satellit der modernsten GPS Generation wurde von Lockheed-Martin an die US Air Force übergeben (Block IIR-M). Drei der Satelliten sind bereits im Orbit, insgesamt gibt es 30 GPS Satelliten im All.

http://www.gpsdaily.com/reports/Lockheed_Martin_Completes_Work_On_Modernized_GPS_Satellites_999.html

Der älteste GPS Satellit im All wird währendessen für die Ausmusterung vorbereitet. Er wurde 1990 gestartet und ist nun schon doppelt so lang im Einsatz wie gedacht. Nun macht sich das Alter aber langsam bemerkbar und er wird in Rente geschickt.

http://www.spaceflightnow.com/news/n0703/19gps/

Boeing hat den ersten GPS Sateliten vom Typ IIF fertiggestellt. Er wird eine gesteigerte Lebenszeit haben, eine höhere Signalleistung, ein neues ziviles Signal und auch beim militärischen Signal ist was neu. Insgesamt hat Boeing einen Vertrag über 12 solcher Satelliten. Dieser soll im Jahr 2008 in den Orbit gebracht werden.
Nun stehen für den Satelliten aber erstmal eine Reihe von harten Tests an, um seine Tauglichkeit zu prüfen.

http://www.gpsdaily.com/reports/Boeing_Builds_First_GPS_IIF_Satellite_999.html

Der am 17. Oktober [url]gestartete[/url] GPS Satellit vom Block IIR-M wurde nun von Lockheed-Martin für einsatzfähig erklärt. Damit befinden sich nun 28 operative GPS Satelliten im Orbit, vier vom modernsten Block IIR-M, zwölf Block IIR Satelliten und 12 weitere. Vom Block IIR-M sollen noch vier weitere gestartet werden, der nächste am 20. Dezember. Nächstes Jahr sollen die drei weiteren gestartet werden, davon einer mit einem neuen zivilen Signal (L5) zu Demonstrationszwecken.
Zur Zeit läuft eine milliardenschwere Ausschreibung für die nächste Satellitengeneration (Block III). Lockheed-Martin führt dabei ein Team an mit Beteiligung von ITT und General Dynamics. Im Frühjahr 2008 wird der Gewinner bekanntgegeben.

http://www.gpsdaily.com/reports/Modernized_GPS_Satellite_Built_By_Lockheed_Martin_Declared_Operational_For_Users_Worldwide_999.html

Die neue GPS Generation (Block 3) soll eine 500 mal stärkere Signalleistng haben als die jetzige, zwei weitere zivile Signale, eine stabilere Signalübertragung sowie echtzeit ein-meter Genauigkeit.
Damit will man gegen Galileo gerüstet sein.
Das neue System soll schrittweise in 3 Blöcken eingeführt werden mit dem Block IIIA Ende 2013. Das ganze neue System soll dann aus 32 Satelliten bestehen. Der Vertrag für das neue System soll wie schon berichtet Anfang 2008 vergeben werden, aber es gab schon Geld für Northrop Grumman and Raython für Entwicklungsarbeit bezüglich Antennen und Basen am Boden, insgesammt 160 Mio USD.

http://www.gpsdaily.com/reports/US_plans_GPS_satellite_navigation_upgrade_to_rival_EU_999.html

Dazu muss man sagen, dass diese 500 mal stärkeren Signale mit einem Spot-Beam- also Richtantenne erreicht werden und keinesfalls mit den momentanen Signalen vergleichbar sind. Damit will man vor allen Dingen in Krisengebieten lokales "High-End-GPS" ermöglichen um gleichzeitig bspw. in der restlichen Umgebung das Signal komplett abschalten zu können.

Boeing wurde ausgewählt, um am Bodensystem OCX für die nächste GPS Generation mitzuarbeiten. Boeing ist dabei Subunternehmer von Raython, welche den 160 Mio USD Auftrag von der USAF erhielten. Boeing produziert derzeit 12 GPS IIF Satelliten. Der erste soll nächstes Jahr Starten. Desweiteren hat sich Boeing um den Auftrag für 12 GPS Block III Satelliten beworben.

http://www.gpsdaily.com/reports/Boeing_Selected_To_Help_Develop_New_USAF_GPS_Ground_System_999.html

NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration, Wetterbehörde der USA) wird ein 4-jähriges internationales Analyseprogramm der Orbitdaten von 40 Navigationssatelliten (GPS, GLONASS, GALILEO) koordinieren. Deren Positionen sollen genau bestimmt und vorhergesagt werden.
Bei der Satellitennavigation bestimmt der Empfänger auf der Erde seine Position relativ zu den Positionen der Satelliten deren Signale er empfängt. Deshalb ist das weltweite Wissen um deren genauer Position die Grundlage für Satellitennavigation.

Quelle: http://www.noaanews.noaa.gov/stories2008/20080103_satellite.html

Boeing untersucht "low-cost"-Erweiterung des GPS-Systems

Quelle: http://www.boeing.com/news/releases/2008/q3/080805b_nr.html

Durch Einbinden der Signale anderer Satellitenkonstellationen, z.B. Iridium, soll die Verfügbarkeit und Resistenz gegen Störungen erhöht werden. Das Ganze läuft unter dem Namen "High Integrity GPS".

Details werden natürlich nicht genannt. Ich bin mir nicht sicher, wie eine "stupider" Kommunikationssatellit mit seinen Signalen das GPS-System unterstützen kann.

SSTL (Surrey Satellite Technology LTD) untersucht eine Möglichkeit wie man von der Oberfläche reflektierte GPS- und GNSS-Signale zur Analyse der Oberflächerauhheit (Wasser) und Oberflächenfeuchtigkeit (Boden) nutz kann. Ein Kleinsatellit könnte diese Signale auffangen. Es besteht auch die Möglichkeit das Instrument (bzw. einen Prototyp) bei SMOS-op mitfliegen zu lassen.

Quelle: http://www.sstl.co.uk/News_and_Events/Latest_News/?story=1360


Interessante Sachen gibt es ...mir gefallen solche "Zweitprodukte", an die vorher niemand gedacht hat.

SSTL (Surrey Satellite Technology LTD) untersucht eine Möglichkeit wie man von der Oberfläche reflektierte GPS- und GNSS-Signale zur Analyse der Oberflächerauhheit (Wasser) und Oberflächenfeuchtigkeit (Boden) nutz kann. Ein Kleinsatellit könnte diese Signale auffangen. ....

Guten Morgen Daniel!

Das klingt in der Tat spannend. Wenn ein entsprechendes Instrument fertig entwickelt und getestet ist, könnte man es ja auf weiteren Sats mitfliegen lassen.

Gruß  Thomas

Hallo Thomas,

könnte man es ja auf weiteren Sats mitfliegen lassen.

theoretisch ja, aber das hängt vom Ziel ab, was man mit den Daten machen möchte. Durch die vielen GPS-Satelliten erreicht man erstmal, dass der "Empfangssatellit" immer ein Signal hat, also rund um die Uhr messen kann. Wozu benötigt man aber viele Empfänger? Eigentlich sind die nur von Nöten, wenn man eine hohe zeitliche Auflösung der Daten benötigt, oder eben "real time"-Daten. Diese Daten müssen dann von den Satelliten runtergeladen werden, nebem dem normalen Datenstrom des Satelliten und bei begrenzten Ressourcen der Bodenstationen.
Wenn man mit den Daten Echtzeitanwendungen betreiben kann (Wettervorhersage), dann macht das Sinn. Möchte man mit den Daten nur langfristige Datensätze aufzeichnen, reicht wahrscheinlich ein Instrument im Orbit.

Btw, das Ganze ist noch im Entwurfs-, Analyse- und Prototypenstadium.

Ja, ich dachte an eine spätere Verwendung in operationellen Wettersatelliten.

Gruß   Thomas

Jetzt gibt es auch auf der ESA-Seite eine Meldung zur potentiellen Nutzung der Navigationssignale für die Erdbeobachtung:

Quelle: http://www.esa.int/esaCP/SEM9LNBDNRF_index_0.html

Hinter dem kreativen Namen PARIS verbirgt sich Passive Reflectometry and Interferometry System. Mit dieser Technik möchte man einfach über Laufzeitmessungen vielfacher Reflektionssignale Höhenänderungen der Oberfläche unter dem Empfangssatelliten aufspüren, um so mittelgroße schnelle Veränderungen (Gezeiten, Stürme, Fluten) aufzuspüren.
PARIS würde aus einer zweiseitgen Antenne bestehen, welche Signal sowohl von oben (Original direkt von den GPS-Satelliten) als auch von unten (reflektierte Signale) auffängt und so auswertbar macht.
Diese Technik könnte aktuelle genaue Radarmessungen (z.B. durch EnviSat) durch eine größere räumliche und zeitliche Abdeckung ergänzen. Man plant bis zu 20 gleichzeitig zu messende/beobachtende Punkte.
Neben der Oberflächenbeobachtung kann man aus den Signalen auch Informationen über die Ionosphäre, Luftdeuchtigkeit und Biomasse am Boden erzielen.
Natürlich sind auch die Signale der anderen kommenden Navigationssysteme nutzbar.

Ich bin mal gespannt, wann und wo der Demonstrator gestartet wird oder mitfliegt.

In Spektrum der Wissenschaft steht ein Artikel über eine weitere "Sekundärnutzung" der GPS-Signale:

Per Radiookkultation wird durch tief fliegende Satelliten (CHAMP, COSMIC/Formosat-3) das "tangential" durch Atmosphäre gehende Radiosignal vermessen. Aus den Veränderungen (Brechung, Laufzeit, Wellenlänge) werden u.a. Rückschlüsse auf Dichte und Temperatur aller Luftschichten möglich. CHAMP hat mit diesen Signalen eine Auflösung von 200km horizontal und 200m -1500m vertikal (Troposphäre-Stratosphäre). Der Satellit macht so ca. 200 Atmosphärenprofile pro Tag.

Die US-Aufsichtsbehörde Government Accountability Office (GAO) befürchtet Ausfälle im Satellitennavigationssystem GPS. Grund ist, dass die aktuellen Satelliten ab 2010 ausfallen können. Ob die US-Luftwaffe es schafft, rechtzeitig neue Satelliten zu starten, ist laut dem Bericht jedoch fraglich. http://www.golem.de/0905/67007.html

Nanu, was den da los!

den vollständigen Bericht (15 Seiten) von der GAO findet man hier: http://gao.gov/products/GAO-09-670T

In einigen Medien ist schon vom kompletten Ausfall von GPS in 2010 die Rede. Tatsächlich geht es aber "nur" darum, dass in 2010 die Zahl der nutzbaren GPS-Satelliten unter 24 fallen könnte und somit nicht die zugesagte Abdeckung garantiert werden kann.
Grund ist, dass einige GPS-Satelliten die erwartete Lebensdauer erreichen und vermutlich aufgrund Problemen mit der neuesten Generation von GPS-Satelliten im *schlimmsten' Fall nicht so schnell ersetzt werden können...

Wenn weniger als 24 Satelliten in Betrieb wären, kommt das aber einem Ausfall des gesamten Systems (aus Sicht des Nutzers) schon sehr sehr nahe. Dann musst du im Laufe eine Tages immer damit rechnen von der "Lücke" erwischt zu werden ... und damit ist es als globales Navigationssystem nicht mehr nutzbar.

Wenn weniger als 24 Satelliten in Betrieb wären, kommt das aber einem Ausfall des gesamten Systems (aus Sicht des Nutzers) schon sehr sehr nahe. Dann musst du im Laufe eine Tages immer damit rechnen von der "Lücke" erwischt zu werden ... und damit ist es als globales Navigationssystem nicht mehr nutzbar.

Das sehe ich nicht so dramatisch.  Man spricht hier lediglich davon, dass die Wahrscheinlichkeit bzw. Zuverlässigkeit ein System mit mindestens 24 Satelliten zu betreiben zwischen 2010 und 2014 auf knapp unter 95% absinkt und kurzzeitig sogar auf 80% abfällt.  Welche Auswirkungen das dann tatsächlich hätte, lässt sich aber auch nicht genau vorhersagen. Es hängt auch davon ab, welche Satelliten tatsächlich ausfallen. Nur soviel, dass im Wesentlichen wohl eher militärische Anwendungen und Ortungsanwendungen mit höheren Anforderungen an die Präzision betroffen sind..  der zivile Anwender mitseiner Navi im Auto dürfte es dagegen wohl eher kaum merken. Höchstens wenn er in Städten stark abgeschattet ist und weniger vom Himmel sieht.  Gute (teure) Navis verlassen sich daher sowieso in erster Linie nicht nur auf GPS, sondern eher auf das Odometer (Tachoimpuls) und Gyro.
Und was die Luftfahrt angeht, so darf GPS sowieso nur unterstützend genutzt werden und nicht als einziges primäres Instrument.

Die neue Generation der GPS Satelliten scheint weiterhin Probleme zu machen. Offensichtlich sind die Signale fehlerhaft. Der Satellit mit der Bezeichnung GPS IIR-20(M) liefert Daten, die mit denen der anderen inkonsistent sind.

Derzeit baut Boeing 12 neue L5-fähige Satelliten. Der Start für die künstlichen Himmelskörper ist für den Herbst 2009 geplant. Doch auf Grund des L5-Problems kommt es wohl zu weiteren Verzögerungen.  

Quellen:

• http://www.spaceflightnow.com/news/n0906/17gps2r20/
• http://online.wsj.com/article/SB124520702464422059.html

Guten Morgen,

das Problem wird relativiert und weiter detailliert:
http://www.spaceflightnow.com/news/n0906/19gps2r20/

Die Störung der Signale L1 und L2 auf GPS-2R-20 entsteht durch den Anschluss des L5-Instruments.  Das Gerät für das L5-Signal wurde extra in den Satelliten als Demonstrator integriert, aber relativ spät, um sich die Frequenzen bis August zu sichern (da geht es nach dem Motto: first come, first serve).
Die folgenden Satelliten der aktuellen Serie tragen kein L5-Instrument. Erst mit der Serie GPS 2F ab Anfang 2010 wird das Signal vollständig integriert sein, dort aber mit anderer dezidierter Technik als beim jetzigen Demonstrator.

NANU Meldung:
(NOTICE ADVISORY TO NAVSTAR USERS (NANU) 2009131 NANU)

GPS Satellit SVN25 (PRN25) ist am 18. Dezember 2009 als "nicht benutzbar" (15:22 UTC) deklariert und "Außer Betrieb" (22:28 UTC) genommen worden (decommissioned from active service- wie es heißt). Allerdings bleibt er für Satelliten Dienste weiterhin verfügbar.

Im aktuellen Startthread fuer den ersten GPS IIF Satelliten diskutieren wir ja gerade warum es keine Mehrfachstarts fuer die GPS Satelliten gibt.

In diesem Interview aeusserte sich Col. David Madden von der Air Force wie folgt dazu:

Inside GNSS: What are the current plans for the launcher for GPS III (or post-IIF) satellites? Your thoughts on the prospects/benefits/obstacles for dual-SV launch capabilities?

Col. Madden: Since the beginning of the GPS III studies, we have planned to use the medium-class Extended Expendable Launch Vehicle (EELV). Within that class, both the Boeing Delta IV and the Lockheed Martin Atlas V offer several options.

We studied whether launching two GPS III satellites on a single launch vehicle was technically feasible and affordable. This involved the weight margins available, the method for deploying the two satellites after booster separation, and the constellation management approach.

Although there may be sufficient weight margin to dual launch GPS IIIA satellites, we require high-confidence satellite designs for the subsequent GPS IIIB and GPS IIIC increments to address the feasibility and affordability concerns. So, for now, we’ve removed the dual-launch requirement from the baseline design and will revisit this requirement as the program develops.

Man hat die Moeglichkeit fuer Mehrfachstarts also in Betracht gezogen und die technische und finanzielle Machbarkeit studiert. GPSIIIA wuerde das gewichtstechnisch auch hergeben, aber [jetzt soll mal jemand mit Dipl.Ing uebersetzen], und man hat den Doppelstart vorerst aus dem grundlegenden Anforderungen gestrichen. Aber im Entwicklungsverlauf des Programmes wird man das ganze nocheinmal in Betracht ziehen.

Weil es der aktuelle Konstellation aus GPS-Satelliten so gut geht, könnte die Produktion der GPS-3-Satelliten vielleicht verlangsamt werden, wird in http://www.spacenews.com/military/100716-af-slow-gps-production.html gemeldet. Vor nicht all zu langer Zeit hieß es, es bestünde die Gefahr, die Konstellation aus funktionsfähigen US-amerikanischen Navigationssatelliten könnte soweit schrumpfen, dass keine vollständige Abdeckung der Erde mehr möglich ist.

Will man vielleicht einfach die Ausgabe finanzieller Mittel strecken?

Gruß   Pirx

Bei der Air Force macht man sich Gedanken und Sorgen über die zu starke Abhängigkeit der Truppen, Waffen und Operationsführung von GPS (der Artikel ist bereits vom März):

http://www.popularmechanics.com/technology/military/satellites/4343983

Chief of Staff, General Norton Schwartz wird zitiert, dass diese singuläre Abhängigkeit bekannt ist, aber zu wenig bewusst diskutiert wird. Wenn man die Operationen effektiv behindern möchte, dann wäre GPS der Ansatzpunkt. Mit spoofing und jamming kann man die lokalen Positionsdaten verfälschen oder das gesamte System lahmlegen. Man sucht jetzt nach Backups, u.a. die Nutzung von lokalen Ergänzungen (UAVs, Blimps, Bodenstation als "zusätzliche Satelliten" (pseudolites) im Operationsgebiet) und die Nutzung weiterer Navigationstechnologien (Trägheitsnavigation, elektro-optische Sensoren zum Erkennen der Landschaft). Außerdem sollte ein Soldat auch ohne GPS seine Position (wieder) finden können.

Tja, Rolle rückwärts, oder? Die drei letzten Ansätze gibt es doch schon, oder gab es bereits ...

Die neue Satellitengeneration GPS 3 hat die Critical Design Review erfolgreich absolviert, so dass jetzt das Produktionsdesign für die 12 GPS 3A bei Lockheed Marting steht. Die Starts sollen 2014 beginnen.
Seit Mai werden die 12 von Boeing hergestellten Satelliten der Generation GPS 2A gestartet.

Quelle: http://spaceflightnow.com/news/n1008/23gps/