Skip to main content
SpringerLink
Log in
SpringerLink
Log in

Global Positioning System (GPS)

  • Chapter
Satellitenortung und Navigation

  • 705 Accesses

Zusammenfassung

Das USA-Verteidigungsministerium (Department of Defense, Abkürzung DOD) erteilte 1973 den Auftrag, ein satellitengestütztes System zu entwickeln, das die Bestimmung von Position und Geschwindigkeit von beliebigen ruhenden und sich bewegenden Objekten ermöglichte, um damit eine weltweite Navigation mit hoher Genauigkeit zu gewährleisten. Darüber hinaus sollte auch eine genaue Zeitinformation zur Verfügung gestellt werden. Die Ergebnisse sollten in Echtzeit, also ohne Zeitverzug unmittelbar nach der Messung zur Verfügung stehen. Die Nutzung des Systems sollte an jedem Ort auf der Erde und im erdnahen Raum, sowie zu jeder Zeit und unter beliebigen meteorologischen Verhältnissen gewährleistet sein. Zusammenfassend ergaben sich im Wesentlichen folgende Forderungen:

  • dreidimensionale Positionsbestimmung (Ortung) in Echtzeit von ruhenden und bewegten Objekten auf der Erde und im erdnahen Raum

  • Bestimmung der Geschwindigkeit bewegter Objekte

  • Lieferung von Zeitinformation

  • unbegrenzte Anzahl gleichzeitiger Nutzer

  • Unabhängigkeit von meteorologischen Verhältnissen

  • hohe Sicherheit gegenüber zufälligen und gegenüber gewollten Störungen

  • hohe Genauigkeit der Positionsbestimmung (Ortung) mit einem mittleren quadratischen Fehler von 30 m und Eindeutigkeit des Ergebnisses

  • hohe Genauigkeit der Geschwindigkeitsbestimmung mit einem mittleren quadratischen Fehler von 0,3 m/s

  • hohe Genauigkeit der erteilten Zeitinformation mit einem mittleren quadratischen Fehler von 10 ns

  • Zeitbedarf für die erstmalige Bestimmung einer Position in der Größenordnung von einigen Minuten, für nachfolgende Bestimmungen weniger als 30 s.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 54.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Preview

Unable to display preview. Download preview PDF.

Unable to display preview. Download preview PDF.

Literaturverzeichnis

  1. Abidin, H., On-the-flight ambiguity resolution. In: GPS World, 1994, No. 4, pp. 40–50

    Google Scholar 

  2. Altshuler, E.E. Correction for troposphere range error. In: Report AFCRL-71–0419 Cambridge Research Laboratory. Hanscon Field, Bedford, 1971

    Google Scholar 

  3. Asbury, M.J.A. et al. Single points of failure in complex aviation system of communication, navigation and surveillance. In: Proc. of NAV ‘84, TRANSPORT 2000, London, 1994

    Google Scholar 

  4. Bauer, M., Vermessung und Ortung mit Satelliten. Wichmann-Verlag, Heidelberg, 2003

    Google Scholar 

  5. Breuer, B. et al. GPS Mess-und Auswerteverfahren unter operationellen GPS-Bedingungen. In: SPN (Journal of Satellite-Based Positioning and Navigation), 1993, No. 3, S. 82–98

    Google Scholar 

  6. Burgess, A., GPS survivability: A military overview. In: Navigation. Journal of the Institute of Navigation (USA), 36 (1989), No. 3, pp. 235–238

    Google Scholar 

  7. Cloos, B.B., Definitionen und Interdepenzen der Messgenauigkeit und Fehler der Ortung. In: Ortung und Navigation, Düsseldorf 1988, Nr. 2, S. 296–307

    Google Scholar 

  8. Colomb, S.W. Digital Communication with Space Application. Englewood Cliffs, Prentice Hall, 1966

    Google Scholar 

  9. Cross, P.A. Kalman-filtering and its application to off-shore position fixing. In: Hydrographic Journal, 44 (1987), pp. 19–25

    Google Scholar 

  10. Czopek, F.M., Description and performance of the satellite block I- and II-L-band antenna and link budget. In: Proc. of 6th International Technical Meeting, Salt Lake City, 1993, Vol. I, pp. 37–43

    Google Scholar 

  11. Egge, D., Berechnung der Empfängerposition. In: SPN, 1994, Nr. 2, S. 68–70

    Google Scholar 

  12. Föllinger, O. et al, Anwendung der Kalman-Filter-Technik. R. Oldenbourg Verlag, München, 1977

    Google Scholar 

  13. Geogiadou, Y. et al, The issue of selective availabilitiy (SA). In: GPS World, 1990, Sept/Oct, pp. 93–96

    Google Scholar 

  14. Gold, R., Optimal binary sequence for spread spectrum multiplexing. In: IEEE Trans. Information Theory, 13 (1967), Oct, pp. 519–621

    Google Scholar 

  15. Green, G.B., The GPS 21 primary satellite constellation. In: Navigation, Journal of the Institute of Navigation (USA), 36 (1989), No. 1, pp. 9–24

    Google Scholar 

  16. Grünberger, G.K., Die Diskriminatorkennlinie des bandpasskorrelierten delay locked loop bei Mehrwegeempfang. In: AEÜ 30 (1976), Nr. 4, S. 1–8

    Google Scholar 

  17. Hauck, H., Untersuchungen zur Dopplerpositionsbestimmung nach der Semi-Short-Arc-und der Short-Arc-Methode. hi: Nachr. Kart. Verm. Reihe 1, Heft 90, 1992

    Google Scholar 

  18. Hellwig, H. et al, Zeit-und Standortbestimmung mit Satellitensystemen. In: ntz 38 (1985), Nr. 9, S. 622–625

    Google Scholar 

  19. Hofmann-Wellenhof, M.H., Geometry, Relativity, Geodesy. Wichmann-Verlag, Karlsruhe, 1994

    Google Scholar 

  20. Hofmann-Wellenhof, B. et al, Global Positioning System, Theory and Practice. Springer-Verlag, Wien, 1994

    Google Scholar 

  21. Hofmann-Wellenhof, B. et al, GPS in der Praxis, Springer-Verlag, Wien, 1994

    Google Scholar 

  22. Holmes, J.K., Coherent Spread Spectrum System. In: Malabor, R.E. Krieger Publishing Comp. 1990, pp. 344–394

    Google Scholar 

  23. Jacob, Th., Satelliten–Navigationsanlagen (GPS). In: Grundlagen der Luftfahrttechnik in Theorie und Praxis. Band IV, S. 3–31–3–52, Verlag TÜV Rheinland, 1991

    Google Scholar 

  24. Johnson, M. et al, GNSS receiver interference: Susceptibility and civil aviation impact. In: Proc. of ION GPS 95 Conference, 1995, pp. 781–791

    Google Scholar 

  25. Jorgensen, P.S, Relativity correction in GPS user equipment. In: Proc. Position, Location and Navigation Systems (PLANS), Las Vegas 1986, IEEE, New York, 1986

    Google Scholar 

  26. Kaplan, E. D., Understanding GPS. Principles and Applications. Artech House, Boston, London, 1996

    Google Scholar 

  27. Keegan, R., P-Code aided Global Positioning System receiver. US-Patent 4. 472. 431, 1990

    Google Scholar 

  28. Kihara, M. et al, A satellite selection methode and accuracy for the Global Positioning System. In: Navigation. Journal of the Institute of Navigation (USA), 31 (1984), No. 1, pp. 8–20

    Google Scholar 

  29. Klobuchar, J.. A. et al, Ionosphere time-delay algorithm for single frequency GPS user. In: IEEE Trans. on Aerospace and Electronic Systems, Vol. AES-23 (1987), No. 3

    Google Scholar 

  30. Klobuchar, J. A., Ionosphere effects on GPS. In: GPS World, 1991, April, pp. 48–51

    Google Scholar 

  31. Lachapelle, G., GPS observables and error sources for kinematic positioning. In: Kinematic Systems in Geodesy, Symposium, 1990, No. 107

    Google Scholar 

  32. Lamons, J. W., A program status report on the NAVSTAR Global Positioning System. In: Radio Technical Commission for Maritime Services. San Diego, 1993, pp. 1–12

    Google Scholar 

  33. Lange, F. H., Störfestigkeit in der Nachrichten-und Messtechnik, Verlag Technik Berlin, 1983

    Google Scholar 

  34. Lange, F. H., Methoden der Messstochastik, Akademie-Verlag, Berlin, 1978

    Book  MATH  Google Scholar 

  35. Leick, A., GPS Satellite Surveying. John Wiley and Sons, 1990

    Google Scholar 

  36. Lindsey, W. C., Synchronisation Systems in Communication and Control. Prentice Hall Inc. Englewood Cliffs, 1972

    Google Scholar 

  37. Lorenz, R. G. et al, Global Positioning System receiver digital processing technique. In: US-Patent 5.134. 407, 1992

    Google Scholar 

  38. Meehan, T.K. et al, On-receiver signal processing for GPS multipath reduction. In: Proc. of 6th DMA 1, 1992, pp. 200–208

    Google Scholar 

  39. Milliken, P.J. et al, Principle of operation of NAVSTAR and system characteristics. hi: Proc. of ION GPS, Vol. I, 1980, pp. 3–14

    Google Scholar 

  40. Owen, J.I.R., A review of the interference resistance of the SPS GPS receiver for aviation. In: Navigation. Journal of the Institute of Navigation (USA), 40 (1993), No. 3, pp. 249–259

    Google Scholar 

  41. Parkinson, B. et al, Global Positioning System, Theory and Applications. Vol. I and II. American Institute of Aeronautics and Astronautics, Washington, 1996

    Google Scholar 

  42. Parkinson, B.W., Autonomous GPS integrity monitoring using the pseudorange residuals. In: Navigation, Journal of the Institute of Navigation (USA), 35 (1988), No. 2

    Google Scholar 

  43. Philips, A.H., Geometrical determination of PDOP. In: Navigation, Journal of the Institute of Navigation (USA), 31 (1985), No. 4, pp. 329–337

    Google Scholar 

  44. Seeber, G., Satellitengeodäsie. Grundlagen, Methoden und Anwendungen, Walter de Gruyter, Berlin, 1989

    Book  Google Scholar 

  45. Shank, G. et al, GPS integrity: An MCS perspective. In: Proc. of ION GPS 93, Salt Lake City, 1993, pp. 465–474

    Google Scholar 

  46. Smith, G., Using GPS as a time and frequency reference. In: MSN, 1987, Dec., pp. 72–76

    Google Scholar 

  47. Spilker, J.J., GPS signal structure and performance characteristics. In: Navigation. Journal of the Institute of Navigation ( USA ), Vol. I, 1978, pp. 121–140

    Google Scholar 

  48. Stiller, A., GPS-NAVSTAR. Das Navigationssystem der Zukunft. In: Ortung und Navigation, Düsseldorf, 1981, Nr. 2, S. 188–218

    Google Scholar 

  49. Utlaut, W.F., Spread spectrum. Principles and possible application. In: IEEE. Communications Society Magazine, 1978, pp. 21–27

    Google Scholar 

  50. Ward, P.W., GPS receiver interferences, monitoring, mitigation and analysis techniques. In: Navigation. Journal of the Institute of Navigation (USA), Vol. 41 (1994/95), No. 4, pp. 367–391

    Google Scholar 

  51. Ward, Ph., Monograph on GPS anti-spoofing (AS). In: Proc. of the ION GPS 95 Conference, pp. 1563–1571

    Google Scholar 

  52. Zinke, O., Brunswig, H., Hochfrequenztechnik, Band 2, Springer-Verlag, Berlin, 1993

    Google Scholar 

  53. Collins-Dasa-Avionics Systems GmbH. In: Informationsschrift, NFS/ST 3. 04. 09. 95

    Google Scholar 

  54. Daimler-Benz-Aerospace. Future air traffic management. In: Informationsschrift, 5M. 9553.223.68. VR 210.2. 019. 1E

    Google Scholar 

  55. Dasa-Collins, Boeing’s flight trials using GPS system of Dasa Collins, Informationsschrift, 1996

    Google Scholar 

  56. International Civil Aviation Organization (ICAO) International standards, recommended practices and procedures for air navigation services. In: Aeronautical Telecommunications, Annex 10 Vol. 1, 4th edition, sect. 3. 1–4. 1

    Google Scholar 

  57. The Institute of Navigation, Washington, Global Positioning Vol. I, 1980 ISBN 0–936406–00–3 Vol. II, 1984 ISBN 0–936406–01–1 Vol. III, 1989 ISBN 0–936406–02–1

    Google Scholar 

  58. US Department of Defence NAVSTAR-GPS. Joint Program Office (JPO) NAVSTAR-GPS. User equipment introduction Public release version, Febr. 1991

    Google Scholar 

  59. US Department of Defense and Transportation US Technical Information Service Federal Radionavigation Plan (FRP) Springfield Virginia (USA), 2001

    Google Scholar 

  60. GPS World 1992, No. 1, S. 44

    Google Scholar 

  61. GPS World 1997, No. 7, S. 52

    Google Scholar 

  62. Sichtbarkeit von GPS-Satelliten. In: GIBS Newsletter, Bundesamt für Kartographie und Geodäsie, Nr. 52, 2001

    Google Scholar 

  63. Assistent Secretary of Defense for Command, Communication and Intelligence. Global Positioning System. Standard Positioning Service. Performance Standard, Tab.A-5–1. 04. 10. 2001

    Google Scholar 

  64. Seybold, J. et al, Pseudolits. An integral part of LAAS. Tagungsbericht GNNS 97, Deutsche Gesellschaft für Ortung und Navigation, Bonn, 1997

    Google Scholar 

Download references

Authors
  1. Werner Mansfeld
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2004 Springer Fachmedien Wiesbaden

About this chapter

Cite this chapter

Mansfeld, W. (2004). Global Positioning System (GPS). In: Satellitenortung und Navigation. Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden. https://doi.org/10.1007/978-3-663-11328-7_3

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-663-11328-7_3

  • Publisher Name: Vieweg+Teubner Verlag, Wiesbaden

  • Print ISBN: 978-3-663-11329-4

  • Online ISBN: 978-3-663-11328-7

  • eBook Packages: Springer Book Archive

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation