GNSS Nu en Straks. Galileo Overzicht van GNSS vanuit Fugro perspectief. BeiDou Glonass GPS QZSS Navic Hans.Visser@fugro.com Trimble Gebruikersdag Donderdag 07-Juni 2018 14:00 STL??? 1
Fugro Fugro N.V.:Nederlandse International. >10.000 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
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
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 http://www.gnssplanningonline.com
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
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 https://www.navcen.uscg.gov/?do=constellationstatus&srt=prn&dir=asc
GPS Elevatiemasker = 5 Minimaal 5 en 6 Satellieten 7
GPS Elevatiemasker = 8 Minimaal 5 en 6 Satellieten Meerdere GNSS is noodzaak! Soms ook een Sat. onbruikbaar voor Onderhoud. (NANU) 8
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. 2017-2022 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 2026-2034 9
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 http://www.gnssplanningonline.com
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 1 1 730 14.12.09 9-2 702 01.12.14 17 4 751 07.02.16 2-4 747 26.04.13 10-7 717 25.12.06 18-3 754 24.03.14 3 5 744 04.11.11 11 0 753 29.05.16 19 3 720 26.10.07 4 6 742 02.10.11 12-1 723 25.12.07 20 2 719 26.10.07 5 1 734 14.12.09 13-2 721 25.12.07 21 4 755 14.06.14 6-4 733 14.12.09 14-7 752 22.09.17 22-3 731 02.03.10 7 5 745 04.11.11 15 0 716 25.12.06 23 3 732 02.03.10 8 6 743 04.11.11 16-1 736 02.09.10 24 2 735 02.03.10 11 Glonass-K CDMA 25 2014 20-5 701 26.02.11 https://www.glonass-iac.ru/en/glonass/
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
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 http://www.gnssplanningonline.com
Galileo Constellatie overzicht Juni 2018 Naam GSAT 14 SV ID Status Orbital Slot Clock 1 Active NAGU NAGU Subject 101 11 USABLE B05 RAFS 2018010 Bruikbaar vanaf 2018-05-20 102 12 USABLE B06 PHM 103 19 USABLE C04 PHM 104 20 NOT AVAILABLE C05 RAFS 2014014 Sinds 27/05/2014 201 18 TESTING Ext01 PHM 2016029 Eclipse baan Beschikbaar eind 2018! Mbv Internet 202 14 TESTING Ext02 PHM 2016030 203 26 USABLE B08 PHM 204 22 NOT USABLE B03 RAFS 2017045 Gebruikt voor testen 21,25,27,31 205 24 USABLE A08 206 30 USABLE A05 207 7 USABLE C06 PHM 208 8 USABLE C07 = 209 9 USABLE C02 Phase Hydro 210 1 USABLE A02 Mase 211 2 USABLE A06 212 3 USABLE C08 Clockl 213 4 USABLE C03 214 5 USABLE C01 215 21 A03 2017047 216 217 25 27 UNDER COMMISIONING A07 A04 2017047 2017047 218 31 A01 2017047 Binnenkort beschikbaar https://www-gsc-europa-eu/system-status/constellation-information
Galileo: Maximaal gebruikte satellieten 25-27-Mei-2018 Maximaal 7 Galileo Satellieten zichtbaar> 3 elevatie. 15
Galileo: Gemiddeld gebruikte Satellieten per dag (Mei 2018) Gemiddeld 4 Galileo Satellieten zichtbaar> 3 elevatie. 16
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 2025. 17
Beidou Satelliet constellatie IGSO MEO GEO GEO= Geostationary Orbit MEO= Medium Earth Orbit IGSO= Inclined Geosynchronous Orbit 18 http://www.gnssplanningonline.com
Beidou Satelliet constellatie Totaal 28 Satellieten 13 Beidou-2 werken 15 Beidou-3 nieuw BeiDou-3 11 SV extra in 2018 Totaal 36 in 2020 19 http://www.gnssplanningonline.com
Beidou-2 Satellieten Beschikbaar Nr Naam Lancering Notities C01 GEO01 17-Jan-2010 C02 GEO06 25-Okt-2012 C03 GEO03 02-06-2010 C04 GEO04 01-11-2010 C05 GEO05 25-02-2012 C06 IGSO01 01-08-2010 C07 IGSO02 18-12-2010 C08 IGSO03 10-04-2011 C09 IGSO04 27-07-2011 C10 IGSO05 02-12-2011 C11 MEO03 30-04-2012 C12 MEO04 30-04-2012 C13 IGSO06 30-03-2016 C14 MEO06 19-09-2012 C17 GEO07 12-06-2016 20 Zichtbaar in NL Lichte excentriciteit BeiDou-3 (Werkt nog niet) Nr Naam Lancering C16 IGSO01-S 30.03.15 C32 IGSO02-S 30.09.15 C33 MEO01-S 25.07.15 C34 MEO02-S 25.07.15 C35 MEO03-S 01.02.16 C19 MEO01 05.11.17 C20 MEO02 05.11.17 C21 MEO03 12.02.18 C22 MEO04 12.02.18 C27 MEO07 12.01.18 C28 MEO08 12.01.18 C29 MEO09 30.03.18 C30 MEO10 30.03.18
Maximaal BeiDou-2 Satellieten Mei 2018 Elev>8 graden 21
Japan QZSS Banen J 7 GEO J 1 J 2 J 3 QZSS = Quasi Zenith Satellite System 4 satellieten sinds Jan 2018 2018 Nov : Operationeel? 25 stations tracking network- Tot 2023 drie extra QZSS SV verwacht Compatibel met GPS L1-C/A (1575-42 MHz): L1C (1575-42 MHz) (Als GPS III) L2C (1227-6 MHz) L5 (1176-45 MHz) L1-SAIF (1575-42 MHz): < 1 Meter SBAS LEX (1278-75 MHz): cm-level HAS Compatibel met Galileo E6 signaalhttp://www-navipedia-net/index-php/qzss 22 http://www.gnssplanningonline.com http://sys.qzss.go.jp/dod/en/constellation.ht ml
India Navic (IRNSS Constellatie) 3 GEO Satellites+ 4 GSO Satellites 29 Degrees 7 Totaal L5 1176 Mhz S 2492.08 MHz April-2018 Laatste Lancering Klok problemen Uitbreiding naar 11 SV 5 Meter nauwkeurig 10 cm voor Militair gebruik 23
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 129.5 E 5.1 IRNSS-1F 10-Mar-16 GEO 32.5 E 5 IRNSS-1E 20-Jan-16 GEO-Sync 111.75 E 29 IRNSS-1D 28-Mar-15 GEO-Sync 111.75 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 ] https://en.wikipedia.org/wiki/indian_regional_navigation_satellite_system 24
G4 GPS+GLONASS+GALILEO+BEIDOU Satelliet constellatie Totaal 98 satellieten 25 http://www.gnssplanningonline.com
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
GNSS vergelijking Systeem 2018 2020 Hoog Inc- Baan Herhaal Signalen GPS GPS IIa Inclininatie 1 looptijd0? 23h56m L1-CA, L1 P, L2-P GPS GPS IIR 55 11 11-? 20.180 55 6-4 Min GPS Glonass IIR-M 66 virtueel 7 in 24 7-? zelfde constellatie +L2C Galileo 55? 14 dagen GPS IIF 12 12-? +L5 Beidou 55 xx dagen GPS III 1 Okt 3? +L1C IGSO 24 uur Glonass-M 24 24 22h30m FDMA GEO 19140 64-8 3 +1 Sat- L1-CA/P, L2-CA/P QZSS 24 uur Glonass-K 2? Shift- +CDMA IRNSS Galileo-1 SLT 1 uur BeiDou-2 MEO 18 3 26 27 23.222 21.500 55 55 3 3 14 dagen 23h46m E1, E5a+b, E6 B1,B2,B3 BeiDou-2 Geo 7 5 36.000 0 - - BeiDou-3 Op L1 36.000 Freq. BeiDou-2 IGSO 4 6 0 2 ~24h QZSS 4 4 35.786 ~43 1 ~24h L1SAIF, LEX NAVIC 6 11 36.000 S-band 27
VH18 120 Total number of available satellites in the coming years 100 26 Satellites 80 60 40 14 14 24 36 24 20 31 32 0 2016 2017 2018 2019 2020 GPS Glonass Beidou Galileo 28
Dia 28 VH18 good, but elongated circle Visser, Hans, 13/01/2017
Typical minimal visible GNSS Satellites outside BeiDou Conus Number of visible satellites 25 20 15 10 5 0 Typical minimum visible GNSS Satellites outside Beidou Conus Glonass GPS 17-Nov Galileo BeiDou MEO 2016 2017 2018 2019 2020 GPS minimal Glo Min Bei Min Row Gal Min 29
GNSS Signalen DME/TACAN? Meer Frequenties Helpt! Radio Amateurs Digitale TV 1.5 Ghz 5G Japan GPS L1 Jammer Iridium Glblstr http://insidegnss-com/figure-2-tables-1-2-something-old-something-new/ (2013!) 30
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 https://www-swpc-noaa-gov/products/solar-cycle-progression 31
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 https://www-swpc-noaa-gov/products/solar-cycle-progression 32
Zonneactiviteit: Aantal Zonnevlekken Glonass hielp Als Net zo sterk als in 2000-Cyclus G4 absoluut nodig GPS+Glonass Was niet voldoende? 2023 Volgende Cyclus https://www-swpc-noaa-gov/products/solar-cycle-progression 33
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
Iridium STL Juni 2018: 50 Iridium-2 Satellieten beschikbaar Juli 2018 : 56-66 Lancering Aug 2018: 66-75 Lancering Totaal 66 +9 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 https://www.gps.gov/governance/advisory/meetings/2018-05/gutt.pdf 35
BREXIT: UK onderzoekt eigen GNSS Systeem https://www-express-co-uk/news/science/962901/galileo-brexit-news-nasa-raf-satellite-launch-britain-european-union-eu 36
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