Satellite Based Augmentation System

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Servicegebiete der Satellite Based Augmentation Systems

Ein Satellite Based Augmentation System (SBAS; deutsch Satellitenbasiertes Ergänzungssystem) ist ein Erweiterungssystem zur Satellitennavigation. Es steigert regional begrenzt die Positionsgenauigkeit von einem oder mehreren globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS). SBAS liefert zusätzliche Informationen, die von üblicherweise geosynchronen (meistens geostationären) Satelliten ausgestrahlt werden und Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Verfügbarkeit der Positionsbestimmung erhöhen.

Neben Daten zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit informieren einige SBAS auch über die Integrität des GNSS. Zum Beispiel erfahren Nutzer des Safety-of-Life-Dienstes vom europäischen EGNOS innerhalb von 6 Sekunden, wenn die Navigationssatelliten falsche Daten ausstrahlen oder der Empfang stark gestört ist. Der Safety-of-Life-Dienst kommt zum Einsatz, wenn korrekte Positionsangaben lebenswichtig sind, wie zum Beispiel im Flugverkehr. Luftfahrzeuge bestimmen ihre Position über Satellitennavigationssysteme (GNSS) wie GPS oder GLONASS selbständig. Der im Luftfahrzeug festinstallierte und für diesen Anwendungszweck zugelassene GNSS-Empfänger muss über Verfahren zur Überprüfung der Signalintegrität globaler Navigationssatellitensysteme verfügen.[1] Bekannte Verfahren zur Überprüfung der Signalintegrität von Navigationssatellitensysteme sind RAIM und SBAS.[2]

Systeme

Folgende SBAS existieren oder befinden sich im Aufbau, die vornehmlich für eine Anwendung im Flugnavigationsbereich gedacht sind, aber auch weit darüber hinaus genutzt werden:

SystemVollständiger NameRegionStatus
WAASWide Area Augmentation SystemNordamerikain Betrieb
EGNOSEuropean Geostationary Navigation Overlay ServiceEuropain Betrieb
MSASMulti-functional Satellite Augmentation SystemJapanin Betrieb
GAGANGPS Aided Geo Augmented NavigationIndienin Betrieb
SDKMSystem zur Differentiellen Korrektur und MonitoringRusslandim Aufbau
SouthPANSouthern Positioning Augmentation SystemAustralien und Neuseelandim Aufbau[3]
KASSKorean Augmentation Satellite SystemSüdkoreaim Aufbau[4]
QZSS-SAIFQuasi-Zenit-Satelliten-SystemJapanim Aufbau
BDSBASBeiDou Satellite-based Augmentation SystemChinaim Aufbau[5]

Diese Systeme verwenden dasselbe Datenformat und ähnliche Signale, so dass SBAS-fähige Empfänger für alle diese Systeme geeignet sind. Der Empfänger erhält folgende Informationen:

  • Plausibilität der GNSS-Signale,
  • Berichtigungen für GNSS-Satellitenuhren und -bahnen,
  • Berichtigungen für ionosphärisch bedingte Laufzeitverzögerungen basierend auf einem Datengitter.

Mit Hilfe dieser Informationen kann der Empfänger seine effektive Positionsgenauigkeit erheblich von etwa 10 Metern auf bis einen Meter verbessern. Zusätzlich können die Signale, die die GPS-L1-Frequenz verwenden und GPS-C/A-Code-ähnliche Eigenschaften aufweisen, für Pseudostreckenmessungen genutzt werden, also direkt die Verfügbarkeit von GNSS verbessern, indem sie einen zusätzlichen Systemsatelliten imitieren.

Satelliten

SBAS-SystemSatellitOrbitpositionPRN-Nr.Bemerkung
ehemalige SBAS-Satelliten (Auswahl)
WAASInmarsat-3F4/AOR-W142,0° W122zuvor auf 54,0° W, bis 2007
WAASInmarsat-3F3/POR178,0° O134bis 2007
EGNOSInmarsat-3F5/IOR64,0° O131Testbetrieb bis 2004
EGNOSArtemis21,5° O124
EGNOSInmarsat-3F5/IOR-W25,0° O1262006–2009
EGNOSInmarsat-4F2/IOR-W25,0° O126
GAGANInmarsat-4F1/IOR64,0° O127Testbetrieb 2007/08
aktuell aktive SBAS-Satelliten (Oktober 2012)
WAASIntelsat Galaxy XV133,0° W135
WAASTeleSat Anik F1R107,3° W138
WAASInmarsat-4F398,0° W133
EGNOSInmarsat-3F2/AOR-E15,5° W120
EGNOSSES-55° O136
EGNOSAstra-5B31,5° O123Testbetrieb
GAGANGSAT-855,0° O127Testbetrieb
QZSS-SAIFQZS-1135,0° O183HEO-Orbit, Inklination 43°, Testbetrieb
MSASMTSAT-1R140,1° O129nutzt z. T. auch PRN 137
MSASMTSAT-2145,0° O137nutzt z. T. auch PRN 129
SDKMLutsch-5A95° O140Testbetrieb, GPS/GLONASS
zukünftige SBAS-Satelliten (Auswahl)
SDKMLutsch-5B16° W125gestartet am 2. November 2012, GPS/GLONASS
SDKMLutsch-5V167° O141gestartet ~2014, GPS/GLONASS
GAGANGSAT-1083,0° O128gestartet am 21. September 2012

Weitere Dienste

Es gibt weitere, im Wesentlichen kommerzielle Dienste, die im weiteren Sinne auch als SBAS bezeichnet werden könnten:

  • Starfix der Firma Fugro,
  • OmniSTAR der Firma Trimble,
  • StarFire der Firma John Deere,
  • Atlas L-Band der Firma Hemisphere GNSS
  • verschiedene Dienste der Firma Veripos.

Auch diese Dienste nutzen geostationäre Satelliten, um Ergänzungsinformationen auszusenden. Sie verwenden aber andere Signale und Datenformate, so dass diese Dienste nicht frei zugänglich sind und auch keine zusätzlichen Pseudostreckenmessungen durchgeführt werden können. Dafür sind die erzielbaren Genauigkeiten der Positionsbestimmung teilweise deutlich höher (Dezimeter-Bereich).

Einzelnachweise

  1. ↑ https://www.nss.govt.nz/assets/nss/resources/18ADS-B-Information-FAQs-Version-2-January-2020.pdf Civil Aviation Authority of New Zealand - ADS-B in New Zealand (englisch) - Version 2, Januar 2020
  2. ↑ https://aircraft.airbus.com/sites/g/files/jlcbta126/files/2022-06/SLS-final-layout.pdf Airbus - FAST technical article - Juni 2022 - Satellite-based landing system - Martin Fendt
  3. ↑ https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SouthPAN ESA - Navipedia - SouthPAN (englisch)
  4. ↑ https://insidegnss.com/kass-the-future-of-sbas-in-korea/ Inside GNSS - KASS: The Future of SBAS in Korea (englisch) - 7. Februar 2023
  5. ↑ https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SNAS ESA - Navipedia - BDSBAS (englisch)
Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/SBAS