Galileo banemonitorering M. Dähnn, G. A. Hjelle, A.-S. Kirkvik, I. Fausk, M. Ouassou, A. M. Solberg Geodesi- og hydrografidagene, Stavanger, 21. November 2018
Del I Bakgrunn
Galileo utvikling Full Operational Capability Utnyttingsfase 2020 2017 Initielle tjenester 2016 In-Orbit Validation 2011-2013 Utvikling GIOVE A & B 2005/2008
Galileo utvikling Full Operational Capability Utnyttingsfase 2020 2017 Initielle tjenester 2016 In-Orbit Validation 4 IOV 2011-2013 Utvikling GIOVE A & B 2005/2008
Galileo utvikling Full Operational Capability Utnyttingsfase 2020 2017 Initielle tjenester 2016 In-Orbit Validation 4 IOV 2011-2013 Utvikling GIOVE A & B 2005/2008
Galileo utvikling Utnyttingsfase Full Operational Capability 2017 24 2020 Initielle tjenester 2016 In-Orbit Validation 4 IOV 2011-2013 Utvikling GIOVE A & B 2005/2008
Motivasjon Galileo banemonitorering Romsegment Kontrollsegment Brukersegment testing og validering av Galileo initielle tjenester deteksjon av anomalier (satellittfeil) sikre levering av satellittdata med høy kvalitet til brukerne «signal-in-space range error» er en «key performance indicator» brukt for GNSS
Del II Hva er signal-in-space range error (SISRE)?
Hva er signal-in-space range error (SISRE)?
Hva er signal-in-space range error (SISRE)? SISRE: Statistisk usikkerhet av modellert «pseudorange» relatert til feil i GNSS kringkastet bane- og klokkeinformasjon. SISRE
Hva er signal-in-space range error (SISRE)? SISRE: Statistisk usikkerhet av modellert «pseudorange» relatert til feil i GNSS kringkastet bane- og klokkeinformasjon. Satellittsegment Kontrollsegment SISRE
kringkastet bane presis (sann) bane
kringkastet bane radial along-track. presis (sann) bane cross-track jord
kringkastet bane radial x s = a c r s along-track. presis (sann) bane cross-track jord
t kringkastet bane radial x s = a c r s along-track. presis (sann) bane cross-track jord
SISRE beregning t x s = a c r s
SISRE beregning t x s = a c r s SISRE = (w r r t) 2 +w 2 a,c ( a 2 + c 2 )
SISRE beregning t x s = a c r s SISRE = (w r r t) 2 +w 2 a,c ( a 2 + c 2 ) vektfaktorer
SISRE beregning t x s = a c r s «kun bane» -SISRE = (w r r t) 2 +w 2 a,c ( a 2 + c 2 ) vektfaktorer
Del III SISRE implementasjon i Where
SISRE implementasjon i Where
SISRE implementasjon i Where
Del IV Resultater
Δclock [m] Δradial [m] Δcrosstrack [m] Δalongtrack [m] Galileo E1/E5a (FNAV) Tid [GPS]
SISRE [m] Galileo E1/E5a (FNAV) RMS = 17 cm Tid [GPS]
Galileo E1/E5a (FNAV) Satellitt
Galileo E1/E5a (FNAV) «kun bane» - SISRE Satellitt
SISRE 95. persentil [m] Galileo-OS-SDD (2016) 95% SISRE over alle «healthy» satellitter og perioden av 30 dager 2 m E1 E1E5b E1E5a INAV INAV FNAV
SISRE 95. persentil [m] Galileo-OS-SDD (2016) 95% SISRE over alle «healthy» satellitter og perioden av 30 dager 2 m E1 E1 E1/E5b E1E5b E1/E5a E1E5a INAV INAV FNAV
SISRE [m] Galileo E1/E5a (FNAV) Navigasjonsmelding er ikke oppdatert. Tid (mai 2017)
Referanse epoke for navigasjonsmelding 9 10 11 12 13 14 15 16 17 time
Referanse epoke for navigasjonsmelding gyldighetsintervall 4 h 9 10 11 12 13 14 15 16 17 time
Referanse epoke for navigasjonsmelding gyldighetsintervall 4 h 9 10 11 12 13 14 15 16 17 time
SISRE [m] Galileo E1 (INAV) 2. oktober 2018 50 40 Referanse epoke for navigasjonsmelding 30 20 gyldighetsintervall 4 h 10 0 9 10 11 12 13 14 15 16 17 time
SISRE [m] Galileo E1 (INAV) 2. oktober 2018 50 40 Referanse epoke for navigasjonsmelding 30 20 gyldighetsintervall 4 h 10 0 9 10 11 12 13 14 15 16 17 time
Alder til efemeride [time] Galileo E1/E5a (FNAV) Tid [GPS]
Alder til efemeride [time] Galileo E1/E5a (FNAV) middel 41 min Tid [GPS]
Alder til efemeride [time] Galileo E1/E5a (FNAV) 95. persentil 85 min middel 41 min Tid [GPS]
Del V Konklusjon
Konklusjon Galileo-systemet oppfyller SISREs minimale ytelsesnivå for januar til juni 2018 med månedlig 95. persentil på 25-40 cm Banefeil gir største bidraget til SISRE SISRE øker på slutten av navigasjonsmeldingsgyldighetsintervallene (opp til 20 m etter 4 timer) Galileo kravspesifikasjonen bør endres eller forbedring av baneog klokkeprediksjon
Litteratur Galileo-IS-OS (2018): European GNSS (Galileo) inital services Open service quarterly performance report. January-March 2018. Galileo-OS-SDD (2016): European GNSS (Galileo) inital services Open service definition document. Issue 1.0, December 2016. Galileo-OS-SIS-ICD (2015): European GNSS (Galileo) Open service Signal in space inferface control document. Issue 1.2, November 2015. Montenbruck, O., Steigenberger, P., and Hauschild, A. (2018): Multi-GNSS signalin-space range error assessment methodology and results. Advances in Space Research, 61(12):3020-3038. DOI 10.1016/j.asr.2018.03.041.
Takk for oppmerksomheten
225 270 Galileo satellittkonstellasjon 315 02 0 45 25 90 24 135 31 180 01 12 27 30 22 0 120 03 240 26 baneplan A baneplan B baneplan C 21 33 14 13 15 07 36 08 11 18 05 09 04 19 20 Relative RAAN Brukbare satellitter (18) Under idriftsettelse (4)/ Testing (2) Ikke brukbare (2)
SISRE implementasjon i Where IGS BRDM kringkastede banedata (basert på utvalg av IGS stasjoner) Presise banedata fra IGS CODE analysesenter «Differential code bias» (DCB) filer fra IGS CAS analysesenter
SISRE implementasjon i Where Ignorere «unhealthy» satellitter Fjerne dupliserte kringkastet navigasjonsmeldinger Velge ut navigasjonsmeldinger (INAV or FNAV) og navigasjonsblokk for en gitt epoke Fjerne epoker som overskrider gyldighetsintervall av kringkastet navigasjonsmelding (> 4 timer)
SISRE implementasjon i Where Kringkastet bane- og klokkekorreksjonsbestemmelse basert på GALILEO-OS-SIS-ICD (2015) Interpolasjon av presise baner og klokker med bruk av Lagrange og linear interpolasjon
SISRE implementasjon i Where SISRE analyse i Where basert på artikkelen av Montenbruck et. al (2018) Relatere satellittbane og klokke til satellittmassesenteret Anvende gjennomsnittlig konstellasjonsklokkefeil i hver epoke Korrigere satellittklokkekorreksjon for «differential code bias» (DCB) Fjerning av outliere