GNSS Nu en Straks. Trimble Gebruikersdag. Galileo. Overzicht van GNSS vanuit Fugro perspectief. BeiDou. Glonass GPS. QZSS Navic

Transcriptie

1 GNSS Nu en Straks. Galileo Overzicht van GNSS vanuit Fugro perspectief. BeiDou Glonass GPS QZSS Navic Trimble Gebruikersdag Donderdag 07-Juni :00 STL??? 1

2 Fugro Fugro N.V.:Nederlandse International. > Medewerker wereldwijd. >3000 Medewerkers in Europa >1000 Medewerkers in Nederland Omzet 1,5 miljard euro (2017) Fugro is marktleider, Geo-intelligentie Asset integrity oplossingen grote constructies, Infrastructuur en natuurlijke hulpbronnen 2 2

3 Fugro als Trimble GNSS gebruiker Offshore Meten Raildata RILA Fugro Oceanstar Offshore Surveying Marinestar Network ARAN wegmeten Starpack Geo Monitor Starpod Applanix Pos-MV 9205-G4 3 GA830 Zephyr 3

4 GPS Satelliet constellatie 6 Banen, 4-5 SV per baan 31 GPS Satellieten Nr Blok Extra 1 IIa 11 IIR 7 IIM L2C 12 IIF L2C+L5 31 Totaal GPS 4

5 GPS 12 IIF SV: Betere Klokken Lastiger in Eclipse Baan G13: Klokruis ~30 Min G18: Oud Mei 2018 actief Mist Metingen 10 Sec G21 Af en toe een cycle slip 5 GPS Satellieten zijn als koeien, de boer kent de verschillen

6 GPS Satellieten gesorteerd per PRN en per Block Type PRN Plane Slot SVN Block- Type Clock 1 D 2 63 IIF RB 2 D 1 61 IIR RB 3 E 1 69 IIF RB 4 5 E 3 50 IIR-M RB 6 D 4 67 IIF RB 7 A 4 48 IIR-M RB 8 C 3 72 IIF CS 9 F 3 68 IIF RB 10 E 2 73 IIF RB 11 D 5 46 IIR RB 12 B 4 58 IIR-M RB 13 F 6 43 IIR RB 14 F 5 41 IIR RB 15 F 2 55 IIR-M RB 16 B 1 56 IIR RB 17 C 4 53 IIR-M RB 18 D 6 34 IIA RB 19 C 5 59 IIR RB 20 E 4 51 IIR RB 21 D 3 45 IIR RB 22 E 6 47 IIR RB 23 F 4 60 IIR RB 24 A 1 65 IIF CS 25 B 2 62 IIF RB 26 B 5 71 IIF RB 27 C 2 66 IIF RB 28 B 3 44 IIR RB 29 C 1 57 IIR-M RB 30 A 3 64 IIF RB 31 A 2 52 IIR-M RB 32 6 F 1 70 IIF RB PRN Plane Slot SVN Block- Type Clock 18 D 6 34 IIA RB 1 D 2 63 IIF RB 3 E 1 69 IIF RB 6 D 4 67 IIF RB 8 C 3 72 IIF CS 9 F 3 68 IIF RB 10 E 2 73 IIF RB 24 A 1 65 IIF CS 25 B 2 62 IIF RB 26 B 5 71 IIF RB 27 C 2 66 IIF RB 30 A 3 64 IIF RB 32 F 1 70 IIF RB 2 D 1 61 IIR RB 11 D 5 46 IIR RB 13 F 6 43 IIR RB 14 F 5 41 IIR RB 16 B 1 56 IIR RB 19 C 5 59 IIR RB 20 E 4 51 IIR RB 21 D 3 45 IIR RB 22 E 6 47 IIR RB 23 F 4 60 IIR RB 28 B 3 44 IIR RB 5 E 3 50 IIR-M RB 7 A 4 48 IIR-M RB 12 B 4 58 IIR-M RB 15 F 2 55 IIR-M RB 17 C 4 53 IIR-M RB 29 C 1 57 IIR-M RB 31 A 2 52 IIR-M RB 4

7 GPS Elevatiemasker = 5 Minimaal 5 en 6 Satellieten 7

8 GPS Elevatiemasker = 8 Minimaal 5 en 6 Satellieten Meerdere GNSS is noodzaak! Soms ook een Sat. onbruikbaar voor Onderhoud. (NANU) 8

9 GPS3 De volgende generatie Eerste lancering is gepland Oktober 2018 op een SpaceX raket. Vertraagd van Mei 2017 en September 2017 Lancering 10 GPS3 10 GPS III zijn gebouwd SV 9 en 10 komen beschikbaar in 2022 L1C (Compatibel met Galileo E1 (Alternatieve Binaire Offset Code) M(ilitaire)-code: 158 dbw / 138 dbw. (Meer vermogen) L1 en L2: 157 dbw C/A code signaal en 160 dbw voor P(Y) code signaal. L5 154 dbw (~6 db meer vermogen) GPS3 Meer SNR Power! Laatste GPS III Satellieten krijgen SAR Search and Rescue optie. Laser reflectors voor nauwkeurige baanbepaling (cm) GPS IIIF 22 Satellieten. Contract verwacht in 2019 Lancering vanaf 2026 tot 2034 GPS 3 F(orward) Lancering 22 SV

10 Glonass Satelliet constellatie 10 3 Banen, 8 SV= 24 Glonass Satellieten Nu elk op eigen Frequentie Toekomst: Glonass K: CDMA 17-Juni-2018 : Volgende Lancering

11 Glonass Satelliet status Mei 2018 (Referentie) Baan Minder Baan 1 Baan 2 Baan 3 Nr Chnl # GC Launch Nr chnl # GC Launch Nr chnl # GC Launch Glonass-K CDMA

12 Glonass satellieten max op Trimble Netr5/Netr9 Elevatie > 8 Er zijn maximaal 9-10 Glonass satellieten zichtbaar op een dag. Gemiddeld 7 en minimaal 3-4 Glonass! 12

13 Galileo Satelliet constellatie SV 1 Onbruikbaar 2 In Ellipse baan Mode 14 Gezond 4 Worden getest. Zomer Werkend 1 In Test 4 Lanceer: 25-Juli-2018! 26 Totaal Werkend. 38 Galileo Satellieten gebouwd. 13

14 Galileo Constellatie overzicht Juni 2018 Naam GSAT 14 SV ID Status Orbital Slot Clock 1 Active NAGU NAGU Subject USABLE B05 RAFS Bruikbaar vanaf USABLE B06 PHM USABLE C04 PHM NOT AVAILABLE C05 RAFS Sinds 27/05/ TESTING Ext01 PHM Eclipse baan Beschikbaar eind 2018! Mbv Internet TESTING Ext02 PHM USABLE B08 PHM NOT USABLE B03 RAFS Gebruikt voor testen 21,25,27, USABLE A USABLE A USABLE C06 PHM USABLE C07 = USABLE C02 Phase Hydro USABLE A02 Mase USABLE A USABLE C08 Clockl USABLE C USABLE C A UNDER COMMISIONING A07 A A Binnenkort beschikbaar

15 Galileo: Maximaal gebruikte satellieten Mei-2018 Maximaal 7 Galileo Satellieten zichtbaar> 3 elevatie. 15

16 Galileo: Gemiddeld gebruikte Satellieten per dag (Mei 2018) Gemiddeld 4 Galileo Satellieten zichtbaar> 3 elevatie. 16

17 Galileo Ontwikkelingen Hoge Nauwkeurigheids Service High Accuracy Service 02-Maart 2018: Beslissing genomen voor gratis HAS E6 Frequentie (Net als QZSS) Soortgelijke structuur als QZSS LEX (TBD) Beschikbaar vanaf 2020 (TBC) Eerst over Europa om de Europese industrie te ontwikkelen Galileo Klok en Baan Correcties direct via 2 Galileo Satellieten beschikbaar Nauwkeurigheid 20 cm Mogelijk snelle convergentie boven Europa door Iono model Doel: Verbeteren Galileo voor gebruikers Bestemd voor autonoom rijden, drones en boeren. Authenticatie Navigatie Message Authenticatie 2019 Galileo 2.0 In ontwikkeling door ESA: Start

18 Beidou Satelliet constellatie IGSO MEO GEO GEO= Geostationary Orbit MEO= Medium Earth Orbit IGSO= Inclined Geosynchronous Orbit 18

19 Beidou Satelliet constellatie Totaal 28 Satellieten 13 Beidou-2 werken 15 Beidou-3 nieuw BeiDou-3 11 SV extra in 2018 Totaal 36 in

20 Beidou-2 Satellieten Beschikbaar Nr Naam Lancering Notities C01 GEO01 17-Jan-2010 C02 GEO06 25-Okt-2012 C03 GEO C04 GEO C05 GEO C06 IGSO C07 IGSO C08 IGSO C09 IGSO C10 IGSO C11 MEO C12 MEO C13 IGSO C14 MEO C17 GEO Zichtbaar in NL Lichte excentriciteit BeiDou-3 (Werkt nog niet) Nr Naam Lancering C16 IGSO01-S C32 IGSO02-S C33 MEO01-S C34 MEO02-S C35 MEO03-S C19 MEO C20 MEO C21 MEO C22 MEO C27 MEO C28 MEO C29 MEO C30 MEO

21 Maximaal BeiDou-2 Satellieten Mei 2018 Elev>8 graden 21

22 Japan QZSS Banen J 7 GEO J 1 J 2 J 3 QZSS = Quasi Zenith Satellite System 4 satellieten sinds Jan Nov : Operationeel? 25 stations tracking network- Tot 2023 drie extra QZSS SV verwacht Compatibel met GPS L1-C/A ( MHz): L1C ( MHz) (Als GPS III) L2C ( MHz) L5 ( MHz) L1-SAIF ( MHz): < 1 Meter SBAS LEX ( MHz): cm-level HAS Compatibel met Galileo E6 signaalhttp://www-navipedia-net/index-php/qzss ml

23 India Navic (IRNSS Constellatie) 3 GEO Satellites+ 4 GSO Satellites 29 Degrees 7 Totaal L Mhz S MHz April-2018 Laatste Lancering Klok problemen Uitbreiding naar 11 SV 5 Meter nauwkeurig 10 cm voor Militair gebruik 23

24 India: Navic Overzicht (Voor referentie) Satellite Launch Date Baan Breedte Inclin. Status Bij NAVIC Atoomklok falen (Net als bij Galileo) IRNSS-1I 12-Apr-18 GEO-Sync 55 E 29 IRNSS-1H 31-Aug-17 IRNSS-1G 28-Apr-16 GEO E 5.1 IRNSS-1F 10-Mar-16 GEO 32.5 E 5 IRNSS-1E 20-Jan-16 GEO-Sync E 29 IRNSS-1D 28-Mar-15 GEO-Sync E 31 IRNSS-1C 16-Oct-14 GEO 83 E 5 IRNSS-1B 04-Apr-14 GEO-Sync 55 E 29 IRNSS-1A 01-Jul-13 GEO-Sync 55 E 29 Launch Failed Atomic clocks failed ] 24

25 G4 GPS+GLONASS+GALILEO+BEIDOU Satelliet constellatie Totaal 98 satellieten 25

26 GNSS Klok nauwkeurigheid Jitter= (Gref-G s )ti-(gref-g s )t GPS II 2 cm GPS IIF 1 cm G21 4 cm Jitter Glonass R15 3 cm Jitter Galileo << 5 mm BeiDou < 1 mm 26

27 GNSS vergelijking Systeem Hoog Inc- Baan Herhaal Signalen GPS GPS IIa Inclininatie 1 looptijd0? 23h56m L1-CA, L1 P, L2-P GPS GPS IIR ? Min GPS Glonass IIR-M 66 virtueel 7 in 24 7-? zelfde constellatie +L2C Galileo 55? 14 dagen GPS IIF ? +L5 Beidou 55 xx dagen GPS III 1 Okt 3? +L1C IGSO 24 uur Glonass-M h30m FDMA GEO Sat- L1-CA/P, L2-CA/P QZSS 24 uur Glonass-K 2? Shift- +CDMA IRNSS Galileo-1 SLT 1 uur BeiDou-2 MEO dagen 23h46m E1, E5a+b, E6 B1,B2,B3 BeiDou-2 Geo BeiDou-3 Op L Freq. BeiDou-2 IGSO ~24h QZSS ~43 1 ~24h L1SAIF, LEX NAVIC S-band 27

28 VH Total number of available satellites in the coming years Satellites GPS Glonass Beidou Galileo 28

29 Dia 28 VH18 good, but elongated circle Visser, Hans, 13/01/2017

30 Typical minimal visible GNSS Satellites outside BeiDou Conus Number of visible satellites Typical minimum visible GNSS Satellites outside Beidou Conus Glonass GPS 17-Nov Galileo BeiDou MEO GPS minimal Glo Min Bei Min Row Gal Min 29

31 GNSS Signalen DME/TACAN? Meer Frequenties Helpt! Radio Amateurs Digitale TV 1.5 Ghz 5G Japan GPS L1 Jammer Iridium Glblstr (2013!) 30

32 Zonneactiviteit: Aantal Zonnevlekken G4 absoluut nodig Glonass hielp GPS+Glonass Was niet voldoende? Als een er een Maunder minimum komt en een kleine Ijstijd, geen GNSS problemen 2023 Volgende Cyclus 31

33 Zonneactiviteit: Aantal Zonnevlekken Glonass hielp GPS+Glonass Was niet voldoende? Als de volgende cyclus net zo sterk is als de vorige: G4 absoluut nodig 2023 Volgende Cyclus 32

34 Zonneactiviteit: Aantal Zonnevlekken Glonass hielp Als Net zo sterk als in 2000-Cyclus G4 absoluut nodig GPS+Glonass Was niet voldoende? 2023 Volgende Cyclus 33

35 Zware regenbuien kunnen RTK Fixen bemoeilijken Meer GNSS constellaties vergroot de kans op het fixen van de juiste ambiquiten bij activiteiten in a) Landbouw b) Bouw c) Baggeren d) Offshore Maandag 28 en dinsdag 29 Mei 2018 Zware lokale buien 34

36 Iridium STL Juni 2018: 50 Iridium-2 Satellieten beschikbaar Juli 2018 : Lancering Aug 2018: Lancering Totaal Reserve = 75 Satellieten in 2018 ~800 KM hoogte 300 tot 2400 keer sterker signaal dan GPS 1626 MHz Tijd synchronisatie 20 tot 50 Meter nauwkeurig Binnenshuis beschikbaar 35

37 BREXIT: UK onderzoekt eigen GNSS Systeem 36

38 Conclusie De toekomst: Ontvanger: 1 cm 3 1 cm sigma 1 Watt X 1 Seconde fix X 1 Gram X 1 Euro Meer Constellaties Meer Satellieten Meer Frequenties Helpen hierbij 37