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GNSS Signal Processing and Data Communication

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#61450 / #1

Seit WiSe 2021/22

English

GNSS Signal Processing and Data Communication

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 acquire basic algorithms and software tools for the acquisition and tracking of the GNSS radio-navigation signals and for estimation of PVT (Position, Velocity and Time) solutions in real-time. Basics of real-time data-communication between software processes running on the same computer or in a network of computers. Some simple software tools will be provided. Students will be able to develop own real-time software tools. It will be illustrated on example of navigation (real time) baseband signal processor providing on the output PVT navigation solutions (Standard single point positioning, kinematic). The above items belong to the so called GNSS Software Defined Radio. However the course is suited not only for SGN-Students. The students selecting specialization in Engineering Geodesy or (GIS) will also find useful information.

Lehrinhalte

Elements of digital data communication (real time): Binary representation of numbers. Bits and bytes. RS232 serial ports. Other interfaces. Twisted/coaxial cables. Fiber optic cables. Public telephone network and GSM. Satellite communication technologies. Public internet. Communication networks. Ad-hock sensor networks. Inter-process communications and real-time data streaming. GNSS navigation signals in space (SIS): Electromagnetic wave propagation. Atmospheric and environmental influences on propagation of the radio waves (short). Digital generation of navigation signals. C/A codes. Code generation techniques. Carrier generation. Representation of bandpass signals. Long codes. Simple simulations of the GPS signals. Digital data transmission: Modulation techniques. Spread-spectrum communication. Multiplexing. Signal structures of GPS and Galileo. Navigation data and data-free transmission. BOC signals. New GPS and Galileo civil signals. Main hardware- and software modules of the GPS receivers. What it is “Software Defined Radio”. Signals processing in GNSS Software Defined Radios and practical examples: Generation of the PRN codes. Algorithm for the C/A code (including examples in Octave/Matlab or C). Power spectrum estimation using the FFT. (An example in the C source code will be provided). Basic algorithms for GPS C/A signal acquisition, decoding of the raw navigation data (Broadcast Ephemeris and Almanac) and signal tracking. Navigation processor: receiver “standalone” estimation of position, velocity and clock correction in real time. Signal processing in the Pseudolite Systems. Example implementations: RTK Software Defined Radio. Assisted GPS. Tight and ultra-tight coupled integration of GNSS and INS (Inertial Navigation Systems).

Modulbestandteile

Compulsory area

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
GNSS Signal Positioning and Data CommunicationIV3633 L 246WiSeen2
ISIS-Kurssuche nach Veranstaltungen des Moduls

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

GNSS Signal Positioning and Data Communication (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Overall attendance15.02.0h30.0h
Preparation and post- processing15.01.0h15.0h
Homework15.01.0h15.0h
Examination Preparation1.030.0h30.0h
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 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 discussion30flexibelKeine 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
E. Del Re, M. Ruggieri (Eds.) (2008). Satellite Communications and Navigation Systems. Springer
James Bao-Yen Tsui (2008). Fundamentals of Global Positioning System Receivers. A Software Approach. Wiley-Interscience.
Kai Borre, Dennis M. Akos, Nicolaj Bertelsen, Peter Rinder, Soren Holdt Jensen, (2007). A Software-Defined GPS and Galileo Receiver. A Single-Frequency Approach.
Ray Horal (2007). Telecommunication and data communications handbook. Wiley-Interscience

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Geodesy and Geoinformation Science (M. Sc.)132WiSe 2021/22SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Keine Angabe