Abschlussarbeit-Details: Peter Hofmann, DI (FH)

Titel:

Analysis of a Wave Propagation Experiment for the European Satellite Navigation System Galileo

Kurzfassung:

Kurzfassung Der C-Band Frequenzbereich wurde für zukünftige Dienste für das neue europäische, globale Satellitennavigationssystem Galileo in Betracht gezogen. Diese Dienste sind von der Qualität der übertragenen Signale in diesem Frequenzbereich abhängig. Es stellt sich die Frage, inwiefern das Satellitensignal in Gebäuden oder durch Vegetation abgeschattet wird. Um diese Frage zu beantworten, hat das Institut für Angewandte Systemtechnik der Joanneum Research Forschungsgesellschaft mbH eine Mess - Kampagne in Graz und Wien und näherer Umgebung durchgeführt. Ziel dieser Kampagne ist die Erstellung eines statistischen Modells für zwei definierte Kanäle: Abschattung des Signals in Gebäuden und Abschattung des Signals durch Vegetation. Das zukünftige Satellitensignal wurde für die Kampagne durch eine an einem Hubschrauber montierte, schwenkbare Richtfunkantenne simuliert. Der Hubschrauber flog in vordefinierten Routen um verschiedene Gebäude und entlang von Alleen mit verschiedenen Arten von Vegetation. In den Gebäuden wurde ein Empfänger positioniert um die Abschattung des Signals in den Gebäuden zu messen. Um die Abschattung durch Vegetation zu messen, wurde der Empfänger auf einem Fahrzeug montiert. Es wurden drei GPS Empfänger im Hubschrauber installiert, um dessen Position zu bestimmen. Um die Antenne in Richtung des Empfängers auszurichten wurde eine Inertial Measurement Unit (IMU) benutzt. Eine IMU ist ein Messinstrument, welches die Orientierung, Bewegungsrichtung und Geschwindigkeit eines Objekts misst. Um die Kampagne und unerwartete Ereignisse bei der Antenne und die Aktivitäten in der Nähe des Empfängers zu dokumentieren, wurden diese Informationen auf Video aufgezeichnet. Das Ziel der Diplomarbeit ist die Analyse aller aufgezeichneten Daten, sowie die Daten auf Plausibilität und auf deren Aussagekraft zu kontrollieren. Die Positionsdaten von jedem GPS Empfänger wurden hinsichtlich ihrer Vollständigkeit und Richtigkeit analysiert, um eine Aussage treffen zu können, ob sich der Hubschrauber zu einem relevanten Messzeitraum an einer vordefinierten Position befunden hat. Der Datensatz von einem GPS Empfänger wurde differentiell korrigiert (DGPS), um die Genauigkeit der Positionen zu erhöhen. Daraus ergeben sich vier Datenquellen um die Position des Hubschraubers zu bestimmen. Die Vollständigkeitsanalyse ergab, dass jeder GPS Empfänger Lücken in den Aufzeichnungen aufweist. Die meiste Zeit jedoch sind Aufzeichnungen von drei der vier Datenquellen vorhanden. Die Analyse bezüglich der Richtigkeit der Positionen ergab, dass grundsätzlich die DGPS Positionen den vordefinierten Positionen am nähersten waren. Die IMU Daten betreffend der Antennen Ausrichtung wurden analysiert, um eine Aussage zu treffen, ob die Antenne zu den relevanten Messzeiten in Richtung des Empfängers zeigte oder nicht. Um die Auswertung der IMU Daten zu bekräftigen, wurden die Videodaten der Kamera, welche parallel zur Antenne montiert war, für ein spezielles Szenario ausgewertet. Die Analyse zeigt, dass die Daten der IMU und mit den Videos meistens übereinstimmen. Alle vorher beschriebenen Analysen wurden mithilfe von Matlab durchgeführt. Dafür mussten verschiedene Funktionen programmiert werden. Für mögliche spätere Analysen wurden alle aufgezeichneten und nachbearbeiteten Daten, sowie die Funktionen und Routinen zur Datenbearbeitung auf einer Projektfestplatte gespeichert.

Schlüsselwörter:

Satellite Navigation System GALILEO