GNSS i framtiden - Swepos - Lantmäteriet

Framtiden med GSE ochnya GNSS-signaler• GSE-projektet•GPS•GLONASS•GalileoBo Jonsson, Lantmäterietwww.swepos.com

GSEGPS Shadow ExplorerEtt samverkansprojekt medpotential att förenkla vår ”mätvardag”Daniel JohanssonLantmäteriet, Informationsförsörjning – GeodesiLantmäterigatan 2, 801 82 GÄVLEdaniel.johansson@lm.sewww.lantmateriet.se / www.swepos.com

Bakgrund• RTK-tekniken används i alltstörre utsträckning fördetaljmätning• Dock vissa problem– Svårt att använda effektivt i vissamätmiljöer, då signalen frånsatelliterna skyms av t.ex. trädeller byggnader– I många fall kan RTK-mätningenbehöva kompletteras med t.ex.totalstationsmätning

GSE-projektet• Samverkansprojekt mellan statliga ochkommunala myndigheter samt IMEGO• Syfte – påskynda och styra utvecklingen inomtröghetsnavigeringsområdet i kombination medGPS-teknik• Målsättning – ta fram en ”demonstrator” för attvisa att det är möjligt.• Informera om teknikens möjligheter samt intresserapotentiella tillverkare av ”GSE-system”

Projektets intressenter• Banverket• Borås Stad• Göteborgs Stad• Helsingborgs Stad• Huddinge Kommun• Hässleholms kommun• Kristianstads kommun• Lantmäteriet• Lunds kommun• Malmö Stad• Nacka kommun• Norrköpings kommun• Svenska Kommunförbundet(SAM-projektet)• Södertälje kommun• Uppsala kommun• Vägverket• Västerås Stad

”GSE-visionen”• Med en kombination av tröghetsteknikoch RTK skall det bli enklareatt mäta i svåra GPS-miljöer• Bibehållen noggrannhet underca 2 min (ca 15 s mellan ZUPT:ar)• Systemet skall ha låg vikt och varaenkelt att hantera.• Skall fungera med de vanligasteGPS-mottagarna på marknaden

”GSE-visionen”, forts.Då satellitsignalenförloras tar tröghetsteknikenöverautomatiskt.= GPS-mätning= INS-mätningInmätningen kanfortsätta nästan somom inget hänt.Figur av A. Engberg, Borås Kommun

Var står vi nu ( dec -04)?• GSE Fas I är avslutad – Det ärbevisat att det GÅR!• Visionen för en ”GSE-produkt” ärinte helt uppfylld ännu:– Medelfel i plan ca 9 cm (höjd ca 1 cm)– Tid mellan ZUPT ca 6 sek.– Dagens prototyp kräver efterbearbetning.• Men… ”demonstratorn” blev:– Bättre, lättare, snabbare (ZUPT) ochsnyggare än vi vågat drömma om!!!

Vad krävs för att GSE skallbli en konsumentprodukt?• Information om möjligheterna med tekniken• Samarbete mellan intressenter/användare,leverantörer, utvecklare och tillverkare• Teknikutveckling (både hård- och mjukvara)• GPS-instrumenttillverkarna visar stort intresse!

GPS-signalen i framtidenL1 C/A-kod P(Y)-kod19 cm 300 m 30 mM-kodSatellitmeddelandeL2 L2C P(Y)-kod M-kod24 cm 300 m 30 mL5 Kod25,5 cm

L2C• Ger möjlighet för tvåfrekvensmottagareattkorrigera för jonosfärsfel→ förbättrar noggrannheten• Kommer med GPS blockIIR-M• IOC 2011, FOC 2013

Ny militärkod• M-kod på L1 och L2 gernya generationersmilitära mottagare bättremöjlighet att operera ielektroniskt stördamiljöer• Kommer med GPS blockIIR-M

L5• Frekvens 1176,45 MHz– L1 – 1575,42 MHz– L2 – 1227,60 MHz• Bredare frekvensband →mindre känslig för interferens• Ökar tillförlitligheten →lämplig för ”safety-of-lifetillämpningar”• IOC 2014, FOC 2015• Kommer med GPS block IIF

GPS-modernisering –tidplanAktivitetDatumSA upphörde maj 2000‣Civil kod på L2 – L2C‣(M-kod på L1 och L2)(GPS block IIR-M)‣Tredje civil frekvens – L5(GPS block IIF)GPS IIIFramtida förbättringarFörsta sat. 2005IOC (18 sat.) 2011FOC (24 sat.) 2013Första sat. 2007IOC 2014FOC 2015Första sat. 2013IOC 2016FOC 2019

GLONASS• 3 satelliter sköts upp i december 2006• 24 stycken i drift 2009• Från 2008 en tredje civil frekvens• Från 2010 jämförbar noggrannhet medGPS/Galileo

Stegvis utveckling20042005-062007-082009-GPSkonstellationGalileoprovsatelliterGalileovalideringssystem4 satelliterGalileodriftsystem30 satelliterGSTBV1GSTB V2IOVFOC

Signalstrukturer förGALILEO och GPSCivilt GPS• L5 – BPSK-10 [1176.45 MHz]• L2 – BPSK-1 [1227.6 MHz]• L1 – BPSK-1, i framtidenBOC (1,1) [1575.42 MHz]Galileo utom PRS• E5A/E5B – BOC(15,10) (visas här)eller 2 x BPSK-10 [1164-1214MHz]• E6 – BPSK-5 CS [1278.75 MHz]• E1 – BOC (1,1) OS [1575.42 MHz]L5E5a*E5b*OSML2CP(Y)PRSCSPRSMC/AOS/GPS IIP(Y)L5/E5A(1164-1214E5bMHz)L2(1227.6 MHz)E6(1278.75 MHz)L1(1575.42 MHz)