SatNav II

Satellitennavigation II

Studiengang: Luft- und Raumfahrttechnik Modultyp: Wahlpflicht
Workload gesamt (h): 210 Stunden ECTS-Punkte: 7
-> Präsenzzeit (h): 105 Stunden Lehrformen:
-> Selbststudium (h): 105 Stunden TWS: 8 Stunden
 
Modulbestandteile:
10851 GNSS Nutzersegment ( Vorlesung ( PF) - 2 TWS )
10852 GNSS Nutzersegment ( Übung ( PF) - 1 TWS )
10853 Weltraumwetter ( Vorlesung ( PF) - 1 TWS )
10854 Weltraumwetter ( Übung ( PF) - 1 TWS )
10855 Satellitenkommunikation ( Vorlesung ( PF) - 2 TWS )
10856 Satellitenkommunikation ( Übung ( PF) - 1 TWS )
 
Modulverantwortlicher:
Prof. Dr.-Ing. Bernd Eissfeller
 
Inhalt:
1) GNSS Nutzersegment
• Empfängertechnik- und -technologien
• geschichtliche Entwicklung
• Komponenten eines GNSS Empfängers und ihre Bedeutung
• analoge und digitale Baugruppen
 
Signalverarbeitung
• Signalverarbeitung im GNSS Empfänger, Korrelation, DLL und PLL,
  Fehler, Multipath
 
  Hardware- vs. Software-Empfänger
• Konzepte
• Unterschiede
• Vor- und Nachteile
 
  GNSS Empfänger - Übersicht
• zivile Empfänger
• militärische Empfänger
 
2) Satellitenkommunikation
• Einführung und Hintergrund
• Bahn- und Konstellationsaspekte
• Raumtransport und Satellitenplattform
• Grundlagen der Kommunikationstechnik: Link Bilanz, Modulation,
  Zugriffsverfahren (CDMA, FDMA, TDMA), Kodierung, Ausbreitungseffekte
• Kommunikationsnutzlast
• Bodenstationen, VSATs, Netze
• Dienste der Satellitenkommunikation (INMARSAT, INTELSAT, INTERSPUTNIK,
  EUTELSAT, IRIDIUM, GLOBALSTAR, u.a.)
• Entwicklungsstand und Trends
 
3) Weltraumwetter
• Einführung in die Thematik
• Bedeutung des Weltraumwetters für Satellitensysteme und Bodeninfrastruktur
  auf der Erde
• Die Sonne als Antrieb für das Weltraumwetter (Phänomene und
  Überwachung)
• Die Ionosphäre (Aufbau, Phänomene und Beobachtung unter bes.
  Berücksichtigung der GNSS-basierten Datenverarbeitung)
• Systemtechnische Aspekte (Übersicht über die Auswirkungen des
  Weltraumwetters auf Teilsysteme von Raumfahrzeugen, Strahlungsanalysen
  und Schutzmaßnahmen).
 
Qualifikationsziele:
Die Absolventen besitzen vertiefte Kenntnisse in zwei modernen Teilgebieten.
• Sie verstehen die Funktion eines GNSS Empfängers und sind sich
  über unterschiedliche Empfängerimplementierungen klar.
• Die Studierenden besitzen Grundkenntnisse über die Weltraumnutzung
  durch "Satellitenkommunikation".
• Sie verstehen das Zusammenwirken der verschiedenen Sub-Systeme
  und die zugrunde liegenden Technologien.
• Sie haben einen Überblick über die Multisensornavigation in verschiedenen
  Anwendungsbereichen (Schifffahrt, Landverkehr, Luftfahrt,
  Raumfahrt) erhalten.
• Sie verstehen den grundlegenden Designprozess der Satellitenkommunikation
  und sind in der Lage, solche Systeme zu bemessen.
• Sie haben praktische Erfahrungen in der Satellitenkommunikation
  durch die Inbetriebnahme einer VSAT Station und von Mobilterminals
  erworben.
• Die Studierenden kennen die Fähigkeiten und Grenzen sowie die
  wirtschaftliche Bedeutung der Satellitenkommunikation.
• Sie haben Kenntnisse über die Phänomene, Beobachtung und Vorhersage
  des Weltraumwetters sowie den Auswirkungen auf Satellitensysteme
  erworben.
 
Voraussetzungen:
Mathematik, Experimentalphysik, Raumfahrttechnik.
 
Verwendbarkeit:
Erweiterung des Grundwissens für die Gebiete Raumfahrttechnik und
Satellitennavigation. Verständnis der Konzepte bei militärischen und
zivilen GNSS. Erarbeitung von Spezialwissen für die Vorlesungen in
den Schwerpunkten Flugführungssysteme und Autonome Systeme.
 
Leistungsnachweis:
Schriftliche Prüfung 90 Minuten (Hilfsmittel: nicht-programmierbarer
Taschenrechner)
 
Sonstige Bemerkungen:
Dieses Modul kann auch als Munich-Aerospace-Partnermodul belegt
werden.
Zuordnung zu den Studienschwerpunkten siehe Tabelle am Anfang
des Dokumentes.
 
Literatur:
• Kaplan E.D., Hegarty Ch. (Editor): Understanding GPS - Principles
  and Applications. Boston: Artech House Publishers, 2005.
• Borre K., Akos D.M., Bertlesen N., Rinder P., Jensen, Sören H.: A
  Software-Defined GPS and GALILEO Receiver. Boston: Birkhäuser,
  2007.
• Lawrence A.: Modern Inertial Technology - Navigation, Guidance
  and Control. Berlin: Springer-Verlag, 1998.
• Titterton D.H., Weston J.L.: Strapdown inertial navigation technology.
  AIAA, 2005.
• Brown R.G., Hwang P.Y.C.: Introduction to Random Signals and
  Applied Kalman Filtering. 3rd edition. New York: John Wiley & Sons,
  1997.
• Calcutt D., Tetley L.: Satellite Communications: Principles and Applications.
  London: Edward Arnold Verlag, 1994.
• Roddy D.: Satellite Communications. 2nd Edition. New York: Mc-
  Graw-Hill, 1995.
• Richararia M.: Satellite Communication Systems: Design Principles.
  New York: McGraw-Hill, 1995.
• Maral G., Bousquets M.: Satellite Communications Systems, West
  Sussex: John Wiley & Sons, 1995.
• de Re E., Ruggieri M.: Satellite Communications and Navigation Systems.
  Springer Science, 2008.
• Dodel H., Eberle S.: Satellitenkommunikation. Berlin: Springer Verlag,
  2007.
 
 
Prüfungstermin: 22. März 2016
genaue Uhrzeit und Raum werden noch bekannt gegeben.