EEGS możliwości poprawy jakości systemu EGNOS 04 czerwca 011 Wrocław R.Zdunek, J. Zielioski, M.Krywanis-Brzostowska
PLAN O projekcie Testy Statyczne Kinematyczne Metody poprawy jakości systemu EGNOS Kontynuacja projektu (EEGS-) EEGS IRKP Meeting 4/06/010 Page
O PROJEKCIE
Projekt EEGS CEL: Poprawa zasięgu systemu EGNOS Metody: 1. Poprawa algorytmów jonosferycznych. Wpółdziałanie systemu EGNOS i SDCM 3. Rozbudowa sieci stacji RIMS 4. Zastosowanie EDAS do PPP EEGS IRKP Meeting 4/06/010 Page 4
TESTY
Testy statyczne Czas realizacji pomiarów: 16 listopada 010 godz. 18:00 (tydzieo GPS: 1610 i sekundy GPS: 37600) Czas trwania: 0 godzin CBKE CBKA (ref) magicsbas is an Augmentation System that collects GPS and GLONASS data (measurements and ephemeris) from a regional network of reference stations, computes satellite orbits and clocks, ionospheric and integrity information, and broadcasts messages to the final user via Internet. 4/06/010 Page 6
Testy statyczne PDOP PDOP Q XX Q YY Q ZZ Q tt GDOP Q XX Q YY Q ZZ GDOP
Wiarygodnośd systemu Rozwiązana pozycja Poziom bezpieczeostwa Poziom Alarmu - Użytkownik potrzebuje informacji o różnicy między rozwiązaną, a prawdziwą pozycją, wyznaczony błąd powinien być mniejszy niż poziom alarmu. PRAWDZIWA POZYCJA NIEZNANA - Odbiornik w trybie ciągłym wyznacza przewidywany błąd pozycji, tzw. protection level. - Odbiorniki EGNOS wyznaczają PL na bazie UDRE, GIVE, geometrii satelitów i prawdopodobieństwie nie wykrycia wiarygodności.
Wiarygodnośd systemu Ocena wiarygodności bazuje na HAL i VAL. Dla każdej obliczanej pozycji wyznaczany jest XPL, który następnie porównywany jest z XAL. Limit Alarmu > Poziom bezpieczeostwa Limit Alarmu > Poziom bezpieczeostwa Brak alarmu OK dla lądowania Jeżeli Limit alarmu > Poziom bezpieczeostwa alarm wiarygodności jest uruchamiany Alarm! Stop dla lądowania
Testy Statyczne Horizontal Vertical - Dane z GEO Protection Level: - UDRE- User Differential Range Error - UIRE User Ionospheric Range Error - Geometria satelitów - Prawdopodobieostwo nie wykrycia braku wiarygodności
Testy statyczne Wiarygodnośd systemu - HPE i HPL dla odbiornika Septentrio Pola Rx dla poprawek GEO - HPE i HPL dla OBU I-10 dla poprawek MagicSBAS z zaimplementowanym algorytmem jonosfery (stacje IGS) Wniosek - nawet implementacja nowych algorytmów jonosferycznych nie jest w stanie zagwarantowad ciągłości poprawnego działania systemu EGNOS
Testy statyczne Wiarygodnośd systemu - VPE i VPL dla odbiornika Septentrio Pola Rx dla poprawek GEO - VPE i VPL dla OBU I-10 dla poprawek MagicSBAS z zaimplementowanym algorytmem jonosfery (stacje IGS) Wniosek - nawet implementacja nowych algorytmów jonosferycznych nie jest w stanie zagwarantowad ciągłości poprawnego działania systemu EGNOS
Testy Kinematyczne Czas pomiarów: 18 listopada 010 od godziny 09:00 do 0:0 Sprzęt wykorzystany do pomiarów: zestaw I-10 OBU z modułem ublox LEA- 4P, pracujący w trybie poprawek magicsbas; dwa zestawy Septentrio PolaRx, (w trybie poprawek GEO oraz w trybie poprawek magicsbas; zestaw Trimble 5700 jako zestaw referencyjny z odrębną anteną Zephir Geodetic, umieszczoną na znanym ekscentrze względem anteny Septentrio L1/L; jeden 4-portowy aktywny splitter antenowy;
Testy Kinematyczne Trasa przejazdu tam (góra) i powrót (dół) Długośd trasy: 454 km, czas przejazdu ok. 10 godzin
Testy Kinematyczne Trasa referencyjna wyznaczona z opracowao kinematycznych obserwacji z odbiornika Trimble 5700 oraz Septentrio PolaRx
Testy Kinematyczne PDOP GDOP
Testy Kinematyczne Rozwiązania z poprawkami SBAS [%] Rx_mS Rx_S I10_mS 100 80 60 40 0 0 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 11:00-1:00 1:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-0:00 0:00-1:00 cały zakres - dostępnośd poprawek bezpośrednio z satelitów SBAS (GEO) jest znacząco niższa w porównaniu do poprawek uzyskiwanych poprzez Internet (SISNeT przez modem GPRS); 10 8 6 4 0 liczba satelitów w rozwiązaniach 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 w spółczynniki PDOP 11:00-1:00 1:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 Rx_mS Rx_S I10_mS I10_G 18:00-19:00 19:00-0:00 0:00-1:00 cały zakres Rx_mS Rx_S I10_mS I10_G - rozwiązania tylko z GPS, co oczywiste, oparte są na większej liczbie satelitów i mają niższe współczynniki DOP. Rozwiązania autonomiczne GPS pobrane zostały z plików binarnych odbiornika I10, bazującego na chipsecie u-blox-4,5 1,5 1 0,5 0 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 11:00-1:00 1:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-0:00 0:00-1:00 cały zakres
Testy Kinematyczne PolaRx - magicsbas - typy rozwiązań w [%] Rx_mS_SBAS Rx_mS_GPS Rx_mS_NoRes 100 80 60 40 0 0 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 11:00-1:00 1:00-13:00 PolaRx SBAS - typy rozwiązań w [%] 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-0:00 0:00-1:00 cały zakres Rx_S_SBAS Rx_S_GPS Rx_S_NoRes - dostępnośd poprawek bezpośrednio z satelitów SBAS (GEO) jest znacząco niższa w porównaniu do poprawek uzyskiwanych poprzez Internet (SISNeT przez modem GPRS); 100 80 60 40 0 0 100 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 11:00-1:00 1:00-13:00 I10 magicsbas - typy rozwiązań w [%] 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-0:00 0:00-1:00 cały zakres I10_mS_SBAS I10_mS_GPS I10_mS_NoRes - niski procentowy udział rozwiązao z poprawkami EGNOS wynika w dużej mierze z licznych przeszkód terenowych wzdłuż szlaków komunikacyjnych (głównie przydrożne drzewa i tereny leśne, wiadukty itp). Niestety, na wschodnich terenach Polski obecnie praktycznie nie ma dostatecznie długich odcinków dróg bez w/w przeszkód; 80 60 40 0 0 08:00-09:00 09:00-10:00 10:00-11:00 11:00-1:00 1:00-13:00 13:00-14:00 14:00-15:00 15:00-16:00 16:00-17:00 17:00-18:00 18:00-19:00 19:00-0:00 0:00-1:00 cały zakres
METODY POPRAWY JAKOŚCI SYSTEMU EGNOS
Multisystem: EGNOS GPS + Galileo (RAIM- Receiver Autonomous Integrity Monitoring) SISA SISMA (Galileo) б UDRE UDRE (GPS) PSEUDOODLEGŁOŚCI POZYCJE SATELITÓW i UDRE, i UIVE, i m45 trv 1 SNR, i Re cos Ei ( tgei ) ( senei R e h i ) WYZNACZENIE POZYCJI (Galileo+EGNOS) i SISA i UIVE, i m45 trv 1 SNR, i Re cos Ei ( tgei ) ( senei R e h I ) POZYCJA UŻYTKOWNIKA Algorytm Ryzyka (Integrity Risk Algorithm) Galileo+EGNOS Algorytm RAIM IR alarm RAIM alarm
Postawienie stacji RIMS na Ukrainie EGNOS EEGS: ALGORYTMY+LGRS D O S T Ę P N O Ś Ć PEŁNE POKRYCIE EUROPY WSCHODNIEJ (NOMINALNE WARUNKI) C I Ą G Ł O Ś Ć
SDCM (System of Differential Correction and Monitoring) Operacyjne 1 SV Nieoperacyjne 5 SV Planowane satelity GEO (lata 011-013) Plan modernizacji systemu GLONASS Pełna konstelacja już w 011 Modernizacja segmentu kontroli Nowe satelity GLONASS-K IOV w 011 GLONASS będzie wykorzystywał FDMA Dodatkowo nowe sygnały CDMA wykorzystane po wystrzeleniu GLONASS-K Rozbudowa systemu do roku 00 Istniejące stacje SDCM: - 14 w Rosji - na Antarktydzie Planowane stacje: - 8 w Rosji - 5 stacji poza Rosją Satelita śledzony przez następującą liczbę stacji:
Włączenie stacji LGRS i SDCM do sieci EGNOS EGNOS RIMS + LGRS (Kharkov) EGNOS RIMS + LGRS + KHAR (Kislovodsk) + SVRS (Svetloe)
Włączenie stacji LGRS i SDCM do sieci EGNOS EEGS+LGRS EEGS+SDCM D O S T Ę P N O Ś Ć C I Ą G Ł O Ś Ć
Nowe algorytmy jonosferyczne EGNOS EEGS POPRAWIONE ALGORYTMY D O S T Ę P N O Ś Ć C I Ą G Ł O Ś Ć
Kontynuacja projektu, czyli EEGS- Cel: przygotowanie procedur APV/SBAS dla wybranych lotnisk na terytorium Polski definicja przypadków bezpieczeostwa (ang. safety cases) dla budowanych procedur monitoring sygnału EGNOS Zespół: Centrum Badao Kosmicznych PAN, Polska Agencja Żeglugi Powietrznej, Wyższa Szkoła Oficerska Sił Powietrznych, Uniwersytet Warmiosko-Mazurski w Olsztynie
Thank you