GPS Antenneneichung in der Absorberhalle des EMV Testzentrums Greding

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Theresa Färber
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1 GPS Antenneneichung in der Absorberhalle des EMV Testzentrums Greding Matthias Becker Carsten Zeidler Institut für Geodäsie UniBW München GPS-Antennenworkshop, Hannover

2 Zweck der Untersuchungen Diplomarbeit an der UniBW: Relative Feldeichungen an der UniBW EMV - Kammereichungen bei der WTD81 Entwicklung von Prozeduren zur Antennenprüfung Generelles Ziel: Verifikation und Genauigkeit der Eichverfahren Benchmark Tests für Receiver und Antenne Kalibrierprotokoll für GPS Systeme 2

Antennenprüfung Generelles Ziel: Verifikation und Genauigkeit der

3 Phasenzentrumsvariation (α,z) PCV ARP (α,z)!!!!!"!!!!!"!!!!!" [ 1/ 2]( α, ) = [ 1/ 2]( α, ) + [ 1/ 2]( α, ) PCV ARP L L z PCO ARP L L z PCV PC L L z α Azimut; z Zenitdistanz 3

4 Feldeichung Sept Punkt-Nr Uni-Nr GPS Empfänger LEICA SR 530 SN: Testantennen LEICA AT 502 SN: Referenzantenne LEICA AT 504 SN: 766 Tag Bernese V Cut off, Elev: n=8, Azimut m =4 4

Testantennen LEICA AT 502 SN: 5376 1212 Referenzantenne LEICA

Ergebnisse Feldeichung I AT 502 SN: 1212 + 5376: PCO horizontal < 1 mm PCO vertikal < 10

5 Ergebnisse Feldeichung I AT 502 SN: : PCO horizontal < 1 mm PCO vertikal < 10 mm Aber: Elevationsund Azimutabhängigkeit Totale Korrektur zum ARP: Differenz L

Ergebnisse Feldeichung II AT 502 SN 1212 + 5376: In L2: Elevations- und

6 Ergebnisse Feldeichung II AT 502 SN : In L2: Elevations- und Azimutabhängigkeit Bei z > 75 Totale Korrektur zum ARP: Differenz L

7 EMV-Testzentrum Greding Europas größte voll geschirmte Absorberhalle (41 x 16 x 14m) Voll geschirmter Absorbermessraum (10 x 6,5 x 3,5m) Untersuchungen zu: EMV an Systemen und Komponenten (Waffensysteme, Flugzeuge, Fahrzeuge, Triebwerke) Indirekte Blitzeffekte (LEMP), ESD (Electrostatic Discharge) Nuklearer Elektromagnetischer Puls (NEMP) GPS-Systemsimulator STR STR 2765 (Störsender) Simulation von: GPS,DGPS,WAAS/EGNOS (C/A, P, Y -Codes) Signalausbreitung: Ionosphäre,Troposphäre, Mehrwegeausbreitung Störmöglichkeiten: Continues Wave (CW), Gepulste CW, Swept CW, Rauschen (Breitband/Gepulst, Frequenz- /Amplitudenmodulation) 7

Elektromagnetischer Puls (NEMP) GPS-Systemsimulator STR 2760 + STR 2765 (Störsender) Simulation von: GPS,DGPS,WAAS/EGNOS (C/A, P, Y -Codes) Signalausbreitung:

8 EMV-Testzentrum Greding EMV-Halle GPS-Simulator STR 2760 Testzentrumseinrichtungen 8

9 Aufbau Antenneneichung Aufbau 9

10 PCV: Geo++ - UBW Feld L1 L2 Differenz der auf ARP bezogenen Korrekturen AT 5376 / Feld 10

11 Feld - Kammereichung L1 L2 Differenz der auf ARP bezogenen Korrekturen AT 5376 / Feld - Kammer 11

12 HZ-Signaldämpfung a D a D [ ] R db = 10 log 10 PE P P R -Received Power, an der Testantenne empfangene Strahlungsleistung P E -Emitted Power, Strahlungsleistung der Sendeantenne L1 AT502/5376 Horizontal L2 12

13 Systemprüfung mit Simulator US-Naval Research Lab. (NRL): GPS Receiver Calibration Facility Maser 10 MHz 10 MHz Distribution Amplifier GSS 2760, 10 Ch GPS Simulator Ein-/Ausschaltverhalten, Re-Aquisition, Stabilität L1 zu L2 Phasen (C/A & P Code) Kalibrierung C/A zu P Code Kalibrierung GPS Antennen and Antennenkabel Kalibrierung GPS RF Amplifier and Attnenuators 1 PPS USNO 1 PPS Amplifier 1 PPS 1 PPS Anechoic Chamber 10 MHz GPS Receiver GPS RF GPS Ant RS-232 Data 10 MHz SRS-620 Time Interval Counter RS-232 Data PC (quelle: Edward Powers, US Naval Observatory, CGSIC 4/2002) 13

Re-Aquisition, Stabilität L1 zu L2 Phasen (C/A & P Code) Kalibrierung C/A zu P Code Kalibrierung GPS Antennen and Antennenkabel Kalibrierung GPS

14 Wo stehen wir? Proof of Concept erfolgreich Erste Anechoic Chamber Resultate Vergleichbarkeit mit Relativeichungen? Übertragbarkeit ins Feld? Messaufbau + Instrumentarium zu verbessern Systematiken in den Residuen AT502 keine geodätische Antenne: Grosse Variationen in Azimut + Elevation Varitation der PCV zwischen Antennen Reproduzierbarkeit? Verifikation mit absolut kalibrierten Antennen: AT504, AT503, Dorne Margolin Auswerteverfahren muss noch optimiert werden 14

Messaufbau + Instrumentarium zu verbessern Systematiken in den Residuen AT502 keine geodätische Antenne: Grosse

15 Wohin gehen wir? Kammer-Eichung ausgewählter Antennen Multipath - Untersuchungen Gute Versuchsbedingungen für systematische Tests in der EMV Halle Anfälligkeit für Multipath unter vorgegebenen Bedingungen Grundreflexionen Dämpfungsverhalten Signalabschwächung bei niedrigem Elevationsbereich Signalunterdrückung unter Antennenhorizont Systemkalibrierung mit Simulator Gesamtsystem aus Empfänger + Kabel + Antenne Delays des Systems für Zeitübertragung 15

in der EMV Halle Anfälligkeit für Multipath unter vorgegebenen Bedingungen Grundreflexionen Dämpfungsverhalten

16 Fragen? Univ.-Prof. Dr.-Ing. Matthias Becker Institut für Geodäsie Universität der Bundeswehr München Neubiberg Wir bedanken uns für die Unterstützung der Diplomarbeit bei der WTD81, Greding 16 16

Bundeswehr München 85577 Neubiberg matthias.

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