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HSR-Institut ICOM empfängt Signal des Galileo-Satelliten

13.07.06 - Die HSR ist bei der Einführung der europäischen Satellitennavigation vorn dabei: Das Institut für Kommunikationssysteme ICOM der HSR konnte als eine der ersten Schweizer Institutionen das Signal des Galileo-Testsatelliten empfangen. Der Empfänger war im Rahmen eines KTI-Projektes am ICOM entwickelt worden.

2003 beschloss die Europäische Weltraumorganisation ESA, ein europäisches Satellitennavi­gations­system namens Galileo (siehe Infoboxen) aufzubauen – als Pendant zum amerikanischen GPS-System. Seit Dezember letzten Jahres umrundet der erste Galileo-Testsatellit die Erde.

 

Am 29. Juni 2006 ist es dem Institut für Kommunikationssysteme ICOM der HSR Hochschule für Technik Rapperswil gelungen, das Signal des Testsatelliten auf einem am In­stitut entwickelten Emp­fänger zu erfassen. „Das ICOM dürfte damit die erste Schweizer Institution sein, der dies gelungen ist“, berichtet Heinz Mathis, Leiter des ICOM.

 

Das Signal zu empfangen, war nicht einfach, denn dazu müssen verschiedene Faktoren stim­men: Die Empfangsfrequenz muss exakt mit der Sendefrequenz des Satelliten übereinstim­men. Erschwerend kommt hinzu, dass sich die Sendefrequenz laufend verändert: Je nachdem, ob sich der Satellit zum Empfänger hin oder von ihm weg bewegt, ist sie etwas höher oder tiefer. Zudem muss die Sequenz des Signals (d.h. seine Bit-Struktur) bekannt sein. Im Gegensatz zu einem normalen Funk- oder Radio­empfänger kann der Galileo-Empfänger nämlich nicht einfach in den Äther horchen, um fün­dig zu werden. Er muss die Sequenz des Signals kennen, das er empfangen will, und in der Menge der Daten, die er empfängt, auch entdecken. Dazu vergleicht der Empfänger die Se­quenzen der eintreffenden Signale laufend mit dem Muster des Galileo-Signals.

 

Die Signal-Sequenz des Galileo-Satelliten wurde von der ESA lange geheim gehalten, da der Satellit nur zu Testzwecken betrieben wird. Forschern einer amerikanischen Universität ist es im Frühjahr 2006 trotzdem gelungen, das Signal zu bestimmen und zu veröffentlichen. „Zu diesem Zeitpunkt machten wir es uns zur Aufgabe, das Signal zu empfangen. Wir haben darin eine interessante Heraus­forderung gesehen“, schildert Heinz Mathis.

 

Das ICOM beschäftigt sich seit mehreren Jahren mit Satelliten-Navigationssystemen. Wäh­rend der letzten drei Jahre engagierte es sich in einem KTI-Projekt, das gemeinsam mit dem Industriepartner u-blox in Thalwil ZH durchgeführt wurde. Im Rahmen dieses Projektes ist der Empfänger entstanden, mit dem das Galileo-Signal erfasst wurde. Das KTI-Projekt steht nun kurz vor dem Abschluss. Doch Heinz Mathis ist schon weiter: „Wir sind bereits an einem Folgeprojekt auf europäischer Ebene betei­ligt. Ziel ist es, einen Galileo-Empfänger für den Konsumenten-Markt zu entwickeln.“

 

Satelliten-Navigationssystem:

Bei einem Satelliten-Navigationssystem umrunden mehrere Satelliten die Erde und senden dabei Sig­nale zum Boden. Dort werden diese Signale von speziellen Empfängern erfasst. Der Empfänger zeich­net auf, wie lange das Signal benötigt hat, um die Distanz zwischen Satellit und Empfänger zu überwinden. So kann er errechnen, wie weit der Satellit vom Empfänger entfernt ist. Kombiniert der Empfänger die so gewonnenen Informationen von mindestens vier Satelliten, kann er seine Position auf der Erde exakt bestimmen und die Lage eines Ob­jektes auf der Erde orten.

 

Europäisches Satelliten-Navigationssystem Galileo:

Galileo ist ein Gemeinschaftsprojekt der EU und der ESA. Daneben beteiligen sich auch die Schweiz sowie Indien, China, Südkorea, Israel, Marokko und die Ukraine daran. Die Gesamt­kosten für den Aufbau des Systems werden auf rund 3.6 Mrd. Euro geschätzt.

Galileo soll 2010 betriebsbereit sein. Zu diesem Zeitpunkt wird es 30 Satelliten (27 plus drei Ersatzsatelliten) umfassen, die in einer Höhe von etwa 23.260 km die Erde umkreisen. Ein Satellit misst 270x120x110 cm, wiegt 680 kg, hat eine Spannweite von 14.8 m und eine Lebensdauer von rund 12 Jahren. Ergänzt werden die Satelliten durch ein Netz von Bodenstationen, die die Satelliten kontrollieren. Künftig wird es möglich sein, mit einem Empfänger vom Format ei­nes Mobiltelefons aus den Funksignalen der Satelliten die eigene Position auf wenige Meter genau zu bestimmen. Im Gegensatz zum amerikanischen GPS-System und dem russischen Glonass soll Galileo rein zivilen Zwecken dienen.

 

Bildlegende: Der ICOM-Empfänger, mit dem das Signal des Galileo-Testsatelliten erfasst werden konnte.

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