Spørg Scientariet: Bliver det til noget med GPS-alternativet Galileo?

Vores læser Anders Larsen Sojat har spurgt:

Hvor langt er det europæiske GPS-projekt Galileo? Er det stadigvæk i søen, eller er det kuldsejlet?

Jeg spørger, fordi jeg læste artiklen af Frederik Buhl Kristensen om, at Pokémon Go varsler industrielt gennembrud for augmented reality.

Her snakkes der om for dårlig præcision ved GPS. Her var argumentet, at Galileo skulle være mere præcist. Men hvornår kommer det – hvis overhovedet?

Læs også: To nye Galileo-satelliter er sendt i kredsløb

Ing.dk-blogger og selvstændig open source-udvikler Poul-Henning Kamp svarer:

Efter at have droppet ideen om, at 'industrien' stod i kø for at tjene penge på en service, som USA tilbyder gratis, går det faktisk ret godt for Galileo for vores skattekroner.

I maj blev satellit 13 og 14 sendt op ud af planlagte 30 ved udgangen af dette årti. Der er således ved at være satellitter nok oppe til, at det så småt er brugbart, og rundt omkring måler forskere på signalerne for at finde ud af præcis, hvor brugbart det bliver.

Det kommer dog ikke til at gøre den helt store forskel på præcisionen for almindelige mennesker foreløbig, hvis nogensinde.

Læs også: Galileo-satellitter sendt i forkert kredsløb

Det primære potentiale for forbedret præcision er ved at bruge flere forskellige frekvensbånd, så man kan lave en bedre realtidsmodel for densiteten af ionosfærens skiftende mængder af ladede partikler.

Men hvis der er noget, smartphone-designere overhovedet ikke har brug for lige nu, er det to antenner mere.

Selv hvis det problem bliver løst, baner det blot vejen for det næste og sværere problem: Nu har vi to sæt koordinater, der kun er enige på meterniveau – hvilket sæt vælger vi?

Det problem kender vi allerede fra det russiske GLONASS-signal, som visse smartphones kan modtage, og de foreløbige erfaringer tyder ikke på, at det bliver væsentligt nemmere eller mere præcist, selv om man tilføjer et signal mere.

Spørg fagfolket

Du kan spørge om alt inden for teknologi og naturvidenskab. Redaktionen udvælger indsendte spørgsmål og finder den bedste ekspert til at svare – eller sender spørgsmålet videre til vores kloge læsere. Klik her for at stille dit spørgsmål til fagfolket.

sortSortér kommentarer
  • Ældste først
  • Nyeste først
  • Bedste først

I svaret kan man få det indtryk, at nøjagtigheden kun afhænger af signaludbredelsen i atmosfæren. Det er ikke korrekt.

De forskellige "familier" af satellitnavigation (nævnt ovenfor) er rent teknologisk-økonomisk fantastiske løsninger - især fordi apparatet brugeren skal anskaffe er billigt - under kr.1000 eller indbygget i e.g. Mobiltelefoner til en marginalpris.

Forhold som påvirker nøjagtigheden (dvs.: står jeg på gadehjørnet eller midt på gaden ? (Altså +/- 2-5 meter vandret) omfatter: - nøjagtig timet signaludsendelse fra satellit (atomur) - nøjagtig kendt satellitbane ( de er jo ikke stabile) - atmosfæriske forstyrrelser (som omtalt af PHK) - modtagerens beregning og korrektioner for ovennævnte og lokale forhold, især refleksioner (især i byer).

Desuden benytter satellitsystemerne sig af et korrektionssignal (EGNOS, WAAS, og andre) som ydeligere forbedre positionsberegningens resultat.

Resultatet bliver en position på en tænkt jordoverflade (geoide).

For at dette så kan anvendes i praksis skal der på den dobbeltkrumme flade være "tegnet" et kort - som e.g. viser gader og veje, eller til søs viser sunde, bælter og øer mv. Dette kort skal være rigtigt opmålt (hvilket f.eks. på Grønland er en stor mangel endnu) OG placeret rigtigt (dvs. rykket på plads) så det beregnede gadehjørne vises på det tegnede hjørne. Det er jo en simpel "forskydning" af tegningen - men når så eet gadehjørne er rigtigt, ligger et gadehjørne på 5 eller 10 km afstand OGSÅ korrekt (opmålingen) ? Mange kort er nok nøjagtige, men ikke nødvendigvis sammenhængende. De er opmålt relativt til en lokal reference (e.g. Rundetårn eller .....). Specielt er den tredie dimension - højden - meget lokalt opmålt, og ført i nyere tid fastlagt til een norm - et biprodukt af kortdigitaliseringen.

Sammenfattede: nøjagtigheden i positionsbestemmelsen er en kombination af en række forhold: - satellitsystemets teknologi - modtagerens beregning og korrektioner - kortenes nøjagtighed og positionering på referencefladen (geoiden).

  • 17
  • 0

@Jesper Storinggaard

Nej.

Som jeg har skrevet, så er nøjagtigheden en kombination af et antal forhold hvoraf satellitternes nøjagtighed kun er eet element (og en definition af nøjagtighed er ret vanskelig - men mest relateret til reproducerbarhed og statistisk spredning; en position er ikke et punkt, men et område på en flade (e.g. geoiden), eller en rumlig figur (ala. "kartoffel") indenfor hvilke "positionen" findes med en vis sandsynlighed.

Og ihvertfald GPS er sådan indrettet, at "nøjagtigheden" beregnes - kaldes oftest for DOP = "dilution of precision"; DOP x 5 med dimensionen meter ses ofte. Så DOP =0,8 svarer cirka til cirkel med diameter på 4 meter indenfor hvilken positionen findes med stor sandsynlighed i det vandrette plan.

  • 7
  • 0

Der er flere forskellige satellit-navigations systemer. GPS er et system fra USA. Galileo, GLONASS og Beiduo er andre systemer, samlet hedder disse GNSS (Global Navigation Satellite System).

Derfor bør det i overskriften hedde "... GNSS-projektet Galileo" ikke GPS-projektet.

Min kommentar i anden artikel om brug af flere GNSS samtidigt.

  • 5
  • 0

Hvis der på hver mobilsendemast med nøjagtig kendt possition sidder en GPS,Glonas etc kan der løbende udsendes korrektioner og så er nøjagtigheden uhyrlig

  • 1
  • 0

Kunne det ikke være en ide at spørge en der faktisk har forstand på det. Tager man alle detaljer med er GPS noget kompliceret noget..

  • 2
  • 3

@Niels Abildgaard

De systemer jeg nævnte, EGNOSS, WAAS, andre, er differentialsystemer. (Interesserede kan læse på Wikipedia). Kort fortalt måles satellitpositionen på jorden og sammenlignes med antennens position. Korrektionen beregnes, uploades til satellitten og retransmitteres til alle modtagere med differential-mulighed. Der er tale om korrektion for alle de tidligere nævnte satellitfejl. De øvrige fejlkilder (beregning og kort) er uændret. Af forklaringen kan også udledes, at ændringshastigheden i fejlen er mindre end måle-, beregnings- og retransmissionstid.

Teknologien er principielt gammel, og eksisterede også i tidligere navigationssystemer til søs (DECCA), hvor differenssignalet blev udsendt direkte fra e.g. Danske basestationer (Stevns Fyr var een af dem = vestlige Østersø).

  • 1
  • 0

Lidt nørderi fra nyligt kursus i GPS-navigation: NSE = Navigational System Error består især af følgende bidrag: • 5m - ionospheric error ionosfærens egenskaber giver variation i signaltransmission • 2½m - ephemeris fejl unøjagtighed i satellitternes bane omkring jorden • 2m - clock error forsinkelser i løbende opdatering af atomurene - knapt 10÷8 s fejl • 1m - signal noise støj i det sendte signal (og tilsvarende støj-fejl på modtagerside) • ½m - tropospheric error forskelle i troposfærens vandindhold påvirker brydning af radiobølger • Desuden DOP - dilution of precision; og multipath error - dvs. reflektioner

Den største usikkerhed, ionosfære-fejl, er blevet reduceret i de senere år ved hjælp af 3D-kort over ionosfærens egenskaber. (Jeg ved ikke, hvem der ejer eller opdaterer dette kort – hvis det er GPS, kan Glonass og de andre måske ikke bruge det).

Flere af de andre usikkerheder er frekvensafhængige. GPS har i nogle år sendt på flere civile frekvenser (dog i samme frekvensområde, så kun én modtagerantenne er nødvendig), hvilket har givet mulighed for at formindske de frekvensafhængige fejlbidrag. DOP giver ikke et fast usikkerhedsbidrag i meter, men snarere et procenttillæg til den øvrige usikkerhed, da den er bestemt af satellitternes indbyrdes geometri, og af hvor mange satellitter der modtages på en gang af modtageren. Og reflektioner er selvfølgelig især et problem i byerne mellem høje bygninger.

EGNOS (som nævnt af Jan H) er et system af korrektionssignaler, der sendes fra geostationære satellitter, der jo kun kan ligge over ækvator og altså kræver frit udsyn mod syd (i DK ca. 25° over horisonten) for at kunne modtages. (EGNOS er det europæiske system, det tilsvarende amerikanske hedder WAAS – teknologien kaldes SBAS). Selv med en SBAS-modtager indbygget i vores smartphones ville det altså næppe hjælpe modtagelsen i byer med høje bygninger. Her er WiFi langt mere nyttigt.

Differentieret GPS, også kaldet GBAS (LAAS i USA) er en anden og endnu bedre måde at forbedre signalerne på, som Niels A. nævner. Det har længe været udbredt inden for både industri og det er godt på vej indenfor luftfart også (GLS). Ulemperne er bl.a. at en sender ikke kan dække et ret stort område, og at der sendes i et helt andet frekvensområde (VHF), så her kræves særskilt antenne og modtagerhardware – ikke noget vi kommer til at se i smartphones.

Uden at være ekspert i Galileo så er min fornemmelse, at de fordele som altid har været påstået i forhold til GPS, stille og roligt er formindsket i takt med at USA’s GPS er blevet løbende forbedret på en lang række områder, og stadig bliver det.

  • 1
  • 0

Henrik Untiedt Værø:

Uden at være ekspert i Galileo så er min fornemmelse, at de fordele som altid har været påstået i forhold til GPS, stille og roligt er formindsket i takt med at USA’s GPS er blevet løbende forbedret på en lang række områder, og stadig bliver det.

Galileo tilbyder jo både differential-GPS implementeret i dets infrastruktur og 2-vejskommunikation. Det gør GPS ikke.

  • 1
  • 1

Kunne det ikke være en ide at spørge en der faktisk har forstand på det.

Når der skal findes eksperter til at besvare de mange gode spørgsmål i Scientariet, virker det som om det vigtigste kriterie er at det skal være nemt for journalisten. Om svaret så er relevant eller brugbart er mindre væsentligt og kommer i anden række. Typisk er der ingen faglig refleksion ift. hvorvidt spørgsmålet er besvaret tilfredsstillende eller ej. Ofte besvares det slet ikke. Istedet får man en længere historie om hvad eksperten selv finder interessant.

Der er undtagelser, hvor man får gode og oplysende svar. PHK plejer at være en af de få der levere rvaren, men denne gang synes jeg også det er lidt tyndbenet.

  • 2
  • 0

Hej Niels

Ja det er rigtigt - det benyttes til RTK.

"Sådan fungerer GPSnet.dk Ud fra den position dit udstyr sender til vores moderne servere, beregner GPSnet.dk de korrektioner du behøver for, at dit udstyr kan levere den store nøjagtighed. " http://www.geoteam.dk/produkter/gpsnet.dk....

Se kort over master i danmark tilknyttet GPSnet http://www.drift.gpsnet.dk/Map/SensorMap.aspx

Man bruger det generelt til landmåling. Men flere og flere entreprenørmaskiner får en gps installeret med tilknytning til GPSnet. Så kan traktoren fx. selv køre det oplagte pløjespor. Jeg har tidligere hørt om en traktorfører der havde programmet ruten fra det lokale værtshus og hjem til sin gård.

  • 1
  • 0

Hej Lars

Det er dejligt at nogen har lavet det allerede. Det er ret indlysende ,når man som jeg har engang læst om en lille Piper med tre anlæg:et hos piloten og et i hver vingespids. Det beskrevedes at man kunne måle at vingerne bøjede en tomme eller mere op og ned i urolig luft.

Små fly er farligere end tog og biler på grund af vejret. Hvis den kunstige horisont vælter i dårligt vejr, døs der ofte et par minutter senere. Lidt ærgeligt da små fly er hurtigere og renligere. Når velfærds- demokratiet er forbi og befolkningen igen består af overklasse og undværlige ,bliver det et af privilegierne at kunne flyve Det førnævnte problem med at vide hvor man er og hvad der er op og ned behøver man ikke skinner til. GPS er billigere.

  • 0
  • 2

GPSnet teknologien er noget ældre end Galileo og de 2 cm nøjagtighed til landmåling havde man også sidst i 90'erne, da jeg arbejdede i et rådgivende ingeniørfirma der lavede mange slags anlægsarbejde.

Diff GPS teknologien som bruges i GPSnet bruger endnu ikke Galileo endnu af den simple grund at Galileo ikke er funktionsdygtigt. Indtil fornylig kunne Galileo ikke andet end at fortælle hvad klokken er, og de nuværende 13-14 satellitter giver ikke engang teoretisk nok dækning til kontinuerlig positionsbestemmelse.

GPSnet bruger indtil videre kun det amerikanske GPS (og måske russernes GLONASS?), men er ifølge deres hjemmeside forbredt på Galileo og det kinesiske Beidou.

Så jeg er bange for at det er Galileo-lobbyisternes værk, hvis nogen tror, at Galileo er bedre til diff GNSS systemer end GPS.

Så er der den satellitbaserede forbedring af præcisionen. Her kommer Galileo til at benytte de samme geostationære satellitter (EGNOS i Europa) som dem der allerede i dag benyttes til GPS og GLONASS.

Galileo kommer utvivlsomt til at virke fint. For brugeren vil det nok komme til at ligne GPS til forveksling, når satellitantallet kommer op på 24, og når Galileo modtagerne kommer i vores smartphones, biler, løbeure, iPads, etc. Den del er slet ikke begyndt.

  • 1
  • 0
  • at nogle anvendelser forudsætter et nøjagtigt kort, måske 3D, eller er nøjagtighed måske ikke så meget værd ?

Hvad nytter det, hvis vej- og matrikkelkortet ikke er udlagt tilsvarende nøjagtigt i 3D ? Så kan det være kloakken kommer i den gale vejside og graves 4 meter ned ?

Men der er sikkert andre, gode, anvendelser, hvor reproducerbarhed og relativ nøjagtighed er nok ?

Interessant nok (måske), så havde een af mine første GPS-applikationer en mulighed for at ændre et kort / en kortskitse ved at trække kortet så det passede til 3 målepunkter. Jeg kender ikke beviset for at det er godt nok, men det kan sagtens være tilfældet i begrænset skala (få km til e.g. et orienteringskort). Fidusen skulle så være, at på det således korrigerede kort ville andre GPS-positioner passe; altså var kortet /skitsen blevet GPS-tro).

Men nu er der kort ad libitum, så ......

  • 0
  • 0

Vi må håbe den nye regering i USA ikke bliver gjort opmærksom på denne gratis ydelse, til verden. Så bliver der nok lukket, om ikke andet så ovenover de muslimske lande, undtagen dem der har et Trump hotel!

  • 0
  • 0
Bidrag med din viden – log ind og deltag i debatten