ll
Met GPS de volgende eeuw in
Signalen
Verandering
Uitbreiding
GEODESIA
1999-4
Op korte termijn dienen zich twee
spannende dagen aan voor het Global
Positioning System. In de nacht van
zaterdag 21 op zondag 22 augustus
1999 zal de zogenaamde 'week-roll-
over' plaatsvinden. De teller van het
GPS weeknummer (sinds 6 januari
1980) zal dan van 1023 terug op 0
springen. Daarnaast zal het GPS, dat
ook voor een aanzienlijk deel op com
puterprogrammatuur berust, op 31
december 1999 door de jaarwisseling
het jaar 2000 moeten ingaan; het be
roemde of beruchte 'Y2K' of millen
nium-probleem.
Aan beide gebeurtenissen is inmiddels
al veel aandacht besteed, zie onder
andere de reactie door Hans van der
Marei 'Datumprobleem GPS: niet in
1998, maar 1999!' in Geodesia 1998
no. 3. In dit artikel zal iets verder in de
toekomst worden gekeken, laten we
zeggen het komende decennium. De
afgelopen tijd heeft het daaromtrent
gegonsd van de activiteit aan het GPS-
front. Namens de Subfaculteit der
Geodesie heb ik in januari deelgeno
men aan de National Technical Mee
ting van het Amerikaanse Institute of
Navigation (ION) en zodoende een
goed beeld kunnen vormen van de
toekomstige ontwikkelingen van het
GPS. De consequenties voor de ge
bruiker zullen hier, zij het prematuur,
ook worden besproken. De nadruk
ligt daarbij op precieze puntsbepaling
met fasemetingen. Er zij tenslotte op
gewezen dat onderstaande informatie
betrekking heeft op de huidige stand
Christian
Tiberiussectie
Mathematische
Geodesie en
Puntsbepaling,
Technische
Universiteit
Delft.
Fig. 1.
Boven de huidige
situatie met twee
signalen, en onder
de geplande nieuwe
situatie met een
civiel signaal
op een derde
frequentie.
I CA code
I P(Y)code
I new code
I mil. code
GPS signals
L2 L1
1
frequency
1575.42 [MHz]
L3c
L1
frequency
1575.42 [MHz]
van zaken. Deels zijn
maar deels betreft h
mogelijk nog aan ver;
er daadwerkelijk besluiten genomen,
et ook vooruitzichten en plannen die
andering onderhevig zijn.
Een GPS-satelliet zendt twee signalen uit, de Ll en de L2.
Op de Ll-draaggolf js een civiele CA-code gemoduleerd en
op beide draaggolveh een militaire P-code, die sinds Anti-
Spoofing aanstaat, vbrsleuteld is tot een (echt geheime) Y-
code.
In de nieuwe situatie komt deze P(Y)-code geheel te verval
len. Zowel de Ll- als de L2-draaggolf zal in plaats daarvan
gemoduleerd worde|n met een nieuwe militaire (en dus
geheime) code. De (3A-code op de Ll-draaggolf blijft, en
de L2-draaggolf krijgt ook de CA-code. Het voordeel voor
de civiele gebruiker is dat het L2-signaal dan direct een
code- en een fasembting levert. Op dit moment onder
Anti-Spoofmg - worden deze metingen verkregen door
het toepassen van khnstgrepen (de zogenaamde 'codeless'
en 'semi-codeless'-téchnieken, zoals 'cross-correlation' en
'squaring'). Zijn de metingen op de L2 nu vaak van bedui
dend mindere kwaliteit dan die op de Ll, zo zullen in de
nieuwe situatie de code- en fasemetingen op beide frequen
ties naar verwachting dezelfde hoge kwaliteit bezitten. Het
'wegvallen van de L2' bij lage elevatiesatellieten zou tevens
tot de verleden tijd qioeten behoren.
Daarnaast, alsof het allemaal niet op kan, zijn er serieuze
plannen voor een derde signaal, vaak aangeduid met L3c
(fig. 1). De frequentie is reeds vastgesteld: 1176,45 MHz,
precies 5 maal 10,23 MHz lager dan de L2. De frequentie
10,23 MHz is de basisfrequentie van de oscillator aan
boord van de GPS-$atelliet. Alle signalen worden hiervan
afgeleid. De draaggplf-frequenties zijn gehele veelvouden
van deze basis-frequentie (voor de Ll, L2 en L3c zijn dat
respectievelijk 154, (20 en 115). De afstand (in frequentie)
tussen de L2 en de L3c is vrij minimaal. Per signaal is ge
woonlijk al zo'n 20 |MHz bandbreedte benodigd (voor de
codemodulatie). Eerj geheel nieuwe frequentie, ver weg van
de bestaande twee, zou het gebruik van nieuwe antennes
kunnen vereisen of ljiet grondig aanpassen van de bestaan
de. Ai met al kan de'frequentie van het nieuwe signaal niet
echt een verrassing zijn. De code voor modulatie op de der
de frequentie is nog jiiet vastgesteld, maar het ligt in de be
doeling dat deze ook toegankelijk is voor civiele gebruikers.
Overwegingen als resistentie tegen multipath en interferen
tie (en verstoring) lejden tot een langere code dan de huidi
ge CA-code (nu eeij reeks van 1023 bits) op een hogere
'chipping-rate' dan ],023*106 bits/seconde (en dus tot een
grotere bandbreedte).
195
