Modellierung von. Astrid Gruber, Drazen Svehla. Institut für Astronomische und Physikalische Geodäsie Technische Universität München
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- Jobst Jaeger
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1 Modellerung von GALILEO- und GPS-Beobachtungen Astrd Gruber, Drazen Svehla Insttut für Astronomsche und Physkalsche Geodäse Technsche Unverstät München Geodätsche Woche, Oktober 006, München
2 Glederung Frequenzen und Codes be GALILEO und dem modernserten GPS Lnearkombnatonen Ionosphäreneffekte 1.,. und 3. Ordnung Synchronsaton von Uhren mt Phasenmessungen Verbesserte Relatvstsche Korrekturen Geodätsche Woche, Oktober 006, München
3 Frequenzen und Codes be GPS & GALILEO L GPS 10 x 10.3 MHz Frequenzband L1 Bandmttenfrequenz 154 x 10.3 MHz Modulatonskanal C/A P(Y) M CM CL P(Y) M L5 115 x 10.3 MHz Cvl neu be GPS: 3. Frequenz E5b E6 L1 GALILEO Frequenzband E5a Bandmttenfrequenz [MHz] 115 x 10.3 MHz 118 x 10.3 MHz 15 x 10.3 MHz 154 x 10.3 MHz Modulatonskanal I Q(datenfre) I Q(datenfre) A B C(datenfre) A B C(datenfre) E6: kostenpflchtg Geodätsche Woche, Oktober 006, München
4 Lnearkombnatonen für das modernserte GPS Orgnalmessung onosphärenfree LC Wdelane LC LC L1 L L5 Lc(L1,L) Lc(L1,L5) Lc(L,L5) Lw(L1,L) Lw(L1,L5) Lw(L,L5) λ (m) relatves Rauschen (mm) (cycles) Werte relatv zu L1 3. Frequenz L5 Extra-Wdelane Lnearkombnaton Geodätsche Woche, Oktober 006, München
5 Lnearkombnatonen für GALILEO Orgnalmessung onosphärenfree LC Wdelane LC LC L1 E5a E5b E6 Lc(L1,E5a) Lc(L1,E5b) Lc(L1,E6) Lc(E5a,E5b) Lc(E5a,E6) Lc(E5b,E6) Lw(L1,E5a) Lw(L1,E5b) Lw(L1,E6) Lw(E5a,E5b) Lw(E5a,E6) Lw(E5b,E6) λ (m) relatves Rauschen (mm) (cycles) Werte relatv zu L1 Extra-Wdelane Lnearkombnaton grau mt E6 (kostenpflchtg) Geodätsche Woche, Oktober 006, München
6 Ionosphäreneffekte schwache Ionosphärentätgket: 10 TECU 1. Ordnung [m]. Ordnung [m] L 3. Ordnung [m] Frequenz Code Phase Code Phase Code Phase L L L5,E5a E5b E = ρ + λ N f q 1 f r q r P = ρ f f f s s f 4 4 starke Ionosphärentätgket: 00 TECU 1. Ordnung [m]. Ordnung [m] 3. Ordnung [m] Frequenz Code Phase Code Phase Code Phase L L L5,E5a E5b E q r s 1. Ordnung m-berech. Ordnung cm-berech 3. Ordnung mm-berech Geodätsche Woche, Oktober 006, München
7 Synchronsaton von Uhren mt Phasenmessungen Schätzen von Uhrkorrekturen mt der Bernese GPS Software: Fxeren ener Uhr (USNO), 3 Iteratonsschrtte Elmneren: Drft, Bas, Sgnal mt ener Perode von 1 h Restsgnal mt ener Perode von 6 h ohne Drft ohne Drft, ohne 1h-Sgnal Zet n h 30 s averagng tme τ n s 8 h 6 h Geodätsche Woche, Oktober 006, München
8 Relatvstsche Effekte (1) allgemene Relatvtätstheore: Uhren n enem schwächeren Gravtatonsfeld gehen schneller spezelle Relatvtätstheore: sch bewegende Uhren gehen langsamer als ruhende Uhren Frequenzstabltäten von IGS- & GPS-Satelltenuhren H-Maser Cs-Uhr Rb-Uhr t = = T sv t rel W0 1 T sv t V ( x, y, z) c c v dt Rb GPS PRN04 Cs GPS PRN30 Satelltenuhren bs jetzt n Zukunft Rubdumuhr H-Maser Cäsumuhr H-maser(USNO-AMC) Geodätsche Woche, Oktober 006, München averagng tme τ n s 8 h
9 Relatvstsche Effekte () t rel W = [ c GM konstant 0 3 ] t + δ t con ( a 0 ) t a n c (1a) (1b) (a) (b) m Satellten korrgert: Frequenzverschebung perodsch r v c n der Software korrgert + δ t rel In Zukunft: H-Maser zusätzlche Korrekturterme Geodätsche Woche, Oktober 006, München
10 Relatvstsche Effekte (3) Korrekturterm für den konstanten Antel δ t con ( a 0 ) = 3GM ( a0 a ( a c) 0 n ) km Korrekturterm für den konstanten relatvstschen Effekt Satelltennummer 7.7 km δ t con ( a 0 ) ns/day = -7e-14 = -6 ns/day nnerhalb der Messgenaugket enes H-Masers! Satelltennummer Geodätsche Woche, Oktober 006, München
11 Relatvstsche Effekte (4) Korrekturterm für den perodschen Antel δ t rel = a a E c J [3 GMa sn sn u 7 GM a (1 3 sn perodsch (1) konstant () ) t] (1) < 70 ps (Ampltude) Perode von ener halben Umlaufbahn (6h für GPS, 7h für GALILEO) () < 00 ps/day (e-15 ) nnerhalb der Messgenaugket enes H-Masers! ns/day Geodätsche Woche, Oktober 006, München
12 Relatvstsche Effekte (5) Verglech des perodschen Korrekturterms mt geschätzten Uhrkorrekturen Schätzen von Uhrkorrekturen mt der Bernese GPS Software Schätzen enes Sgnals mt ener Perode von 6h Verglech mt des 6h-Sgnals (schwarz) mt der relatvstschen Korrektur (grün) Geodätsche Woche, Oktober 006, München
13 Velen Dank für de Aufmerksamket Geodätsche Woche, Oktober 006, München
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