Kursens utformning

Kursinnehåll

Kursen innehåller föreläsningar och demonstrationer. Detta för att ge en ökad förståelse och tydliggöra effekter som kan uppstå vid användning av satellitnavigeringssystem. Ett tryckt kompendium bestående av OH-bilder med förklarande text delas ut till kursdeltagarna.

Kurs delar:

• Historik och utvecklingstrender,
• översiktsbeskrivning för GNSS,
• grundprincip för positionsbestämning,
• systemkoncept och uppbyggnad,
• GPS-satellitsignaler,
• beskrivning av mottagare,
• principer för signalbehandling,
• felkällor för GPS/GNSS,
• korrigering av felkällor,
• sårbarhet med GNSS,
• inomhus GPS (tex. AGPS och HSGPS),
• stadsmiljö,
• GPS och Tid,
• GPS och tröghetsnavigering,
• utvecklingstrender,
• beskrivning av GLONASS,
• beskrivning av Galileo

Beskrivning av kursdelarna enligt ovan - vad som ingår i en dagskurs

Historik och utvecklingstrender 
Beskriver utveckling av GPS-programmet från början av 70-talet fram till idag. Utvecklingstrenderna och drivkrafterna som har varierat under åren och förskjuts från militärt till civilt.

Översiktsbeskrivning för GNSS
Kort genomgång av de satellitnavigeringssystem som idag finns operativt eller kommer att finnas inom en snar framtid.

Grundprincip för positionsbestämning 
Förklaring av hur positionsbestämning med avståndsmätningar fungerar och hur detta har realiseras för satellitbaserade system med tidmätningar mellan sändare och mottagare. 

Systemkoncept och uppbyggnad 
GPS konceptet bygger på tre delar  Rymdsegment, användarsegment och marksegment (övervakningssegment). Respektive segment beskrivs och förklaras. Samtliga satellitnavigeringssystem byggs upp samma sätt.

GPS-satellitsignaler 
GPS-satelliterna sänder ett flertal signaler med specifika egenskaper som baseras på CDMA teknik. Beskrivning av hur GPS-signalerna är uppbyggda. 

Principer för signalbehandling 
En GPS-mottagare utför flera steg av signalbehandling för att kunna hitta och använda GPS-signalerna och därefter kunna bestämma dess position och tid. Förklaring av hur signalbehandlingen utförs och hur detta påverkar användningen av en GPS-mottagare.

Beskrivning av mottagare 
En GPS-mottagare består idag av två principiella delar en analog radio mottagare och en digital del som utför signalbehandling och presentation mot användaren (MMI).

Felkällor 
Under goda förutsättningar ger GPS hög tillgänglighet och noggrannhet. Men en GPS-mottagare påverkas av flera yttre förutsättningar som medför att noggrannhet och tillgänglighet kan försämras markant. Satellitsignalen passerar genom jordens atmosfär och påverkas av både jonosfären och troposfären. Flervägsutbredning är ett annat fenomen som kommer att påverka en GPS-mottagare negativt.

Korrigering av felkällor 
Ett flertal metoder och tekniker kan användas för att motverka försämringen av prestanda. Beskrivning av dessa ges.

Stadsmiljö 
Användningen av GPS-mottagare i stadsmiljöer ökar kontinuerligt. Detta kan dels vara integrerat i mobiltelefoner och dels fordonsnavigationssystem. En stadsmiljö är en svår miljö för en GPS-mottagare. Detta på grund av att satellitsignalerna blockeras (ej fri sikt) av byggnader, signalerna dämpas och signalerna kommer att reflekteras mot byggnaderna (så kallad flervägsutbredning). Men inom en stadsmiljö kan kraven på tillgänglighet och noggrannhet från användaren vara stora.

Användning av GPS i stadsmiljö och inomhus (tex. AGPS och HSGPS) 
GPS används mer och mer i stadsmiljöer och inomhus som är mycket svåra miljöer på grund av reflektioner (flerväggsutbredning) och extra dämpning av GPS-signalerna. I flera tillämpningar för inomhus önskas relativ hög noggrannhet men en standard GPS-mottagare kommer inte att uppnå detta. Utvecklingen är stor av tekniker för GPS-mottagare för att möta dessa utmaningar. Exempel på detta är högkänslighets GPS (HSGPS) och assisterad GPS (AGPS). Avsnittet förklarar olika tekniker och dess fördelar och nackdelar. 
 
Sårbarhet med GNSS 
En av nackdelarna med GPS och GNSS är den stora känsligheten mot andra radiosignaler så kallade interferenser. En interferens kan vara oavsiktligt, tex radiostrålning från en bärbar dator eller avsiktlig från en så kallad (radio)störsändare. På Internet finns det information tillgängligt om både GPS-störsändare och hur dessa ska användas. Genomgång av den tekniska hotbilden samt hur sårbarheten kan minskas och hanteras.