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#61449 / #2

Seit SoSe 2022

English

Methodology of Positioning and Navigation with GNSS

3

Galas, Roman

Benotet

Portfolioprüfung

English

Zugehörigkeit


Fakultät VI

Institut für Geodäsie und Geoinformationstechnik

36334100 FG Präzisionsnavigation und -ortung (Ablauf 31.03.2024)

Geodesy and Geoinformation Science

Kontakt


H 12

Keine Angabe

roman.galas@tu-berlin.de

Keine Angabe

Lernergebnisse

Students will have a detailed knowledge of the Global Navigation Satellite Systems (GNSS) that are operational today and planned for the future. The mathematical and scientific strategies for positioning and navigation and the effects important for the error budget in navigation and positioning are understood and can be applied to new scenarios.

Lehrinhalte

Signals structures of the Global Navigation Satellite Systems (GPS, Galileo, GLONASS, Beidou). The space- and ground-based components of the GNS Systems (GNSS). GPS satellite orbits and their parameters. International GNSS Service (IGS). Types of GNSS- receivers and antennas. Time- and reference systems and frames used in GNSS. Principles of code- and carrier-phase measurements. Primary GNSS observables. Impact of the atmosphere. Ionospheric maps. Site specific effects (antenna phase centre variations, multipath, etc.). Intra- and inter-frequency biases. Observation equations for the primary code- and carrier-phase observables. Differencing and linear combinations of the observations. The main GNSS observation approaches: kinematic, static, stop-and-go. The main data post-processing methods (absolute, relative, using differential corrections). Absolute PVT (Position, Velocity, Time) solutions for navigation (single point positioning) using code-observations, or code observations smoothed with the carrier-phases, or single frequency ionospheric free combination “code minus carrier”. Basics of precise point positioning. Least square adjustment algorithms, sequential processing, filters. Relative positioning for surveying in post-processing using zero-, double-, triple-differenced observations. Mathematical models. Pre-processing algorithms. Ambiguity free solutions. Constrained solutions. Carrier-phase ambiguity resolution strategies. Static- and kinematic relative positioning in post-processing: long static, permanent static, rapid static, semi-kinematic, (pure) kinematic positioning. Relative zero-, double-, and triple differenced solutions. Observation models for static- and kinematic relative positioning. Network solutions. Elements of the real-time GPS processing for navigation and positioning. Challenges of the precise point positioning and relative positioning in real-time. Positioning using differential corrections (DGPS/DGNSS). RTK. Network RTK. Virtual station approach. Reference networks and positioning services: Commercial- and national services. Modernization of the GPS and basic information on other GNSS systems (Galileo, GLONASS, Beidou): orbits, time- and reference frames, signals. Intersystem biases (short). Regional navigation satellite systems: QZSS (Quasi-Zenith Satellite System, Japan), IRNSS (Indian Regional Navigation Satellite System). Selected space-based Augmentation Systems (SBAS): WAAS (US wide-area augmentation system), EGNOS (European Geostationary navigation overlay service), MSAS (Japan), Indian’s GAGAN (GPS Aided Geo Augmented Navigation) and SDCM (System for Differential Corrections and Monitoring). Ground-based augmentation: LAAS (Local Area Augmentation Systems). Pseudolite Systems. The presented algorithms will be illustrated with small simple software tools (in C or Octave). Selected applications will be presented, for example: Attitude determination using GPS, GPS-Arrays for early warning systems on natural- and man-made disaster monitoring, Pamir-Tienshan GPS Network, and few other examples.

Modulbestandteile

Compulsory area

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Methodology of Positioning and Navigation with GNSSVL3633 L 243WiSeen2

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Methodology of Positioning and Navigation with GNSS (VL):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Homework15.01.0h15.0h
Overall attendance15.02.0h30.0h
Preparation and post - processing15.01.0h15.0h
Examination preparation30.01.0h30.0h
90.0h(~3 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 90.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 3 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

- Lecture (60%) - Exercises (40%)

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

Module Introduction to Space Geodesy or equivalent (mandatory), good knowledge in mathematics and physics and extensive knowledge of numerical- and adjustment calculations are desirable. Some skills in computer programming (preferable MatLab/Octave and/or C) are of advantage.

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolio examination

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

English

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Documentation10flexibelKeine Angabe
Presentation20flexibelKeine Angabe
Oral discussion30mündlichKeine Angabe
Laboratory- or Homeproject40flexibelKeine Angabe

Notenschlüssel

Notenschlüssel »Notenschlüssel 2: Fak IV (2)«

Gesamtpunktzahl1.01.31.72.02.32.73.03.33.74.0
100.0pt95.0pt90.0pt85.0pt80.0pt75.0pt70.0pt65.0pt60.0pt55.0pt50.0pt

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Wintersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Dieses Modul ist nicht auf eine Anzahl Studierender begrenzt.

Anmeldeformalitäten

No information

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:
will be distributed

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  verfügbar
Zusätzliche Informationen:

 

Literatur

Empfohlene Literatur
A. Leick, L. Rapoport, D. Tatarnikov.. GPS Satellite Surveying 4th Edition, Wiley, 2015.
B. Hofmann-Wellenhof, H. Lichtenegger, E. Wasle. Global Navigation Satellite Systems. Springer, 2008.
David Wells (1996). Guide to GPS Positioning. Canadian GPS Associates
G. Seeber. Satellite Geodesy. de Gruyter, 2003.

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Geodesy and Geoinformation Science (M. Sc.)128SoSe 2022SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe