Satellietnavigatiesysteem
Een satellietnavigatiesysteem is een plaatsbepalingssysteem dat gebruik maakt van satellieten. In de jaren 60 werd het eerste satellietnavigatiesysteem ontwikkeld, Transit, een systeem van de Amerikaans marine om wereldwijd, onafhankelijk van weersomstandigheden, de plaats te kunnen bepalen van hun schepen.
Inhoud |
[bewerk] Geschiedenis
Voor plaatsbepaling midden op de oceaan was men na de Tweede Wereldoorlog nog steeds aangewezen op astronomische navigatie, doordat een systeem als LORAN-C een bereik heeft van maximaal 1000 zeemijl. Andere systemen, zoals DECCA hadden een nog kleiner bereik.
[bewerk] Transit
In de 1960 lanceerde de Amerikaanse marine het systeem TRANSIT of NAVSAT (Navy Navigation Satellite System). Dit maakte gebruik van het Dopplereffect om de positie te bepalen. Nadeel van dit systeem was dat de positie slechts eens in de paar uur kon worden bepaald. Een constellatie van vijf satellieten was voldoende voor een wereldwijde dekking. Normaal gesproken had elke satelliet een back-up, zodat er 10 rondcirkelden. In 1996 werd het systeem buiten bedrijf gesteld, overbodig geworden door de komst van GPS.
[bewerk] Parus/Tsikada
Het antwoord van de Sovjet-Unie op Transit was het Tsyklon-systeem. Lanceringen begonnen in 1967. In 1978 waren er al 29 satellieten in de ruimte gebracht. Het systeem haalde echter niet de vereiste nauwkeurigheid en is nooit in gebruik genomen. Het werd opgevolgd door Parus. Dit systeem werkt op een vergelijkbare manier als Transit. Sinds 1974 zijn er 93 satellieten gelanceerd voor Parus, al worden een aantal gebruikt voor communicatie. In 1976 werd het officieel in gebruik genomen. Voor civiele toepassingen werd het Tsikada systeem in 1979 in gebruik genomen. Beide systemen zijn nog steeds operationeel, ondanks de komst van GLONASS.[1]
[bewerk] Moderne Systemen
[bewerk] GPS
Vanaf 1978 begon het Amerikaanse ministerie van defensie satellieten te lanceren voor het NAVSTAR GPS (Navigation Signal Timing and Ranging Global Positioning System), beter bekend als GPS. Hierbij worden de pseudoranges gemeten tot de satellieten. De positie ligt theoretisch op de snijding van denkbeeldige bollen rond de satellieten. De straal van deze bollen is gelijk aan de tijd tussen het zenden en ontvangen, vermenigvuldigd met de snelheid van het licht.
Voor toepassingen die grotere nauwkeurigheid vereisen dan mogelijk is met GPS – normaal tussen 5 en 15 meter – wordt met behulp van differential GPS de nauwkeurigheid verbeterd. Er zijn verschillende methodes, sommige met een nauwkeurigheid van enkele millimeters, zoals RTK, al is dit door het beperkte bereik niet geschikt voor navigatie. Een modern DGPS-systeem is ontwikkeld door de Technische Universiteit te Delft onder de naam Eurofix (2004). Hierbij wordt het correctiesignaal verzonden door Loran-C-stations. Het correctiesignaal wordt gemoduleerd op het Loran-C-signaal. Voordeel hierbij is redundantie, doordat er ook nog gewoon genavigeerd kan worden op enkel het Loran-C-signaal. Voor gebruik in Dynamic Positioning wordt vaak gebruikgemaakt van commerciële DGPS van bedrijven als Fugro die differentiaalsignalen versturen via een satelliet, wat het mogelijk maakt om meerdere referentiestations te combineren.
[bewerk] GLONASS
De Russische versie van GPS is GLONASS. Vanaf 1982 werd begonnen met de lancering van de satellieten. Door de economische malaise werd het sterk verwaarloosd, waardoor het momenteel niet gebruikt kan worden voor navigatie. Bij het aantrekken van de economie is GLONASS nieuw leven ingeblazen en in 2007 moet het weer volledig operationeel zijn.
[bewerk] Galileo
Galileo is het Europese antwoord op GPS en zou in 2008 operationeel moeten zijn. De nauwkeurigheid wordt vergelijkbaar met GPS, terwijl de commerciële variant een nauwkeurigheid van minder dan een meter zou moeten hebben. In combinatie met grondstations zou de nauwkeurigheid minder dan 10 centimeter kunnen worden.[2][3]
[bewerk] EGNOS
In de aanloop naar Galileo werd in juli 2005 begonnen met EGNOS (European Geostationary Navigation Overlay Service). Het maakt gebruik van drie Inmarsat geostationaire satellieten en een aantal grondstations. Het verbetert de nauwkeurigheid van de positie die verkregen wordt via GPS tot 5 meter.[4] Vergelijkbare systemen zijn WAAS en LAAS in de Verenigde Staten en MSAS in Japan.[5] China heeft drie satellieten in een geostationaire baan ronde aarde. Dit systeem zou op dezelfde manier werken als EGNOS en WAAS.[6]
[bewerk] Toepassingen
- Navigatie, variërend van scheepvaart, luchtvaart, vrachtwagens, auto's, motorfietsen tot geocaching. Voor het wegverkeer wordt dan gebruikgemaakt van een routenavigatiesysteem.
- Landmeten en survey op zee.
- Synchronisatie
- Informatie verzamelen voor een geografisch informatiesysteem.
- Voor Search and rescue operaties.
