Satellite Based Augmentation System

Ein Satellite Based Augmentation System (SBAS; deutsch Satellitenbasiertes Ergänzungssystem) ist ein Erweiterungssystem zur Satellitennavigation. Es steigert regional begrenzt die Positionsgenauigkeit von einem oder mehreren globalen Navigationssatellitensystemen (GNSS). SBAS liefert zusätzliche Informationen, die von üblicherweise geosynchronen (meistens geostationären) Satelliten ausgestrahlt werden und Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Verfügbarkeit der Positionsbestimmung erhöhen.

Neben Daten zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit informieren einige SBAS auch über die Integrität des GNSS. Zum Beispiel erfahren Nutzer des Safety-of-Life-Dienstes vom europäischen EGNOS innerhalb von 6 Sekunden, wenn die Navigationssatelliten falsche Daten ausstrahlen oder der Empfang stark gestört ist. Der Safety-of-Life-Dienst kommt zum Einsatz, wenn korrekte Positionsangaben lebenswichtig sind, wie zum Beispiel im Flugverkehr. Luftfahrzeuge bestimmen ihre Position über Satellitennavigationssysteme (GNSS) wie GPS oder GLONASS selbständig. Der im Luftfahrzeug festinstallierte und für diesen Anwendungszweck zugelassene GNSS-Empfänger muss über Verfahren zur Überprüfung der Signalintegrität globaler Navigationssatellitensysteme verfügen.^[1] Bekannte Verfahren zur Überprüfung der Signalintegrität von Navigationssatellitensysteme sind RAIM und SBAS.^[2]

Systeme

Folgende SBAS existieren oder befinden sich im Aufbau, die vornehmlich für eine Anwendung im Flugnavigationsbereich gedacht sind, aber auch weit darüber hinaus genutzt werden:

System	Vollständiger Name	Region	Status
WAAS	Wide Area Augmentation System	Nordamerika	in Betrieb
EGNOS	European Geostationary Navigation Overlay Service	Europa	in Betrieb
MSAS	Multi-functional Satellite Augmentation System	Japan	in Betrieb
GAGAN	GPS Aided Geo Augmented Navigation	Indien	in Betrieb
SDKM	System zur Differentiellen Korrektur und Monitoring	Russland	im Aufbau
SouthPAN	Southern Positioning Augmentation System	Australien und Neuseeland	im Aufbau^[3]
KASS	Korean Augmentation Satellite System	Südkorea	im Aufbau^[4]
QZSS-SAIF	Quasi-Zenit-Satelliten-System	Japan	im Aufbau
BDSBAS	BeiDou Satellite-based Augmentation System	China	im Aufbau^[5]

Diese Systeme verwenden dasselbe Datenformat und ähnliche Signale, so dass SBAS-fähige Empfänger für alle diese Systeme geeignet sind. Der Empfänger erhält folgende Informationen:

Plausibilität der GNSS-Signale,
Berichtigungen für GNSS-Satellitenuhren und -bahnen,
Berichtigungen für ionosphärisch bedingte Laufzeitverzögerungen basierend auf einem Datengitter.

Mit Hilfe dieser Informationen kann der Empfänger seine effektive Positionsgenauigkeit erheblich von etwa 10 Metern auf bis einen Meter verbessern. Zusätzlich können die Signale, die die GPS-L1-Frequenz verwenden und GPS-C/A-Code-ähnliche Eigenschaften aufweisen, für Pseudostreckenmessungen genutzt werden, also direkt die Verfügbarkeit von GNSS verbessern, indem sie einen zusätzlichen Systemsatelliten imitieren.

Satelliten

SBAS-System	Satellit	Orbitposition	PRN-Nr.	Bemerkung
ehemalige SBAS-Satelliten (Auswahl)
WAAS	Inmarsat-3F4/AOR-W	142,0° W	122	zuvor auf 54,0° W, bis 2007
WAAS	Inmarsat-3F3/POR	178,0° O	134	bis 2007
EGNOS	Inmarsat-3F5/IOR	64,0° O	131	Testbetrieb bis 2004
EGNOS	Artemis	21,5° O	124
EGNOS	Inmarsat-3F5/IOR-W	25,0° O	126	2006–2009
EGNOS	Inmarsat-4F2/IOR-W	25,0° O	126
GAGAN	Inmarsat-4F1/IOR	64,0° O	127	Testbetrieb 2007/08
aktuell aktive SBAS-Satelliten (Oktober 2012)
WAAS	Intelsat Galaxy XV	133,0° W	135
WAAS	TeleSat Anik F1R	107,3° W	138
WAAS	Inmarsat-4F3	98,0° W	133
EGNOS	Inmarsat-3F2/AOR-E	15,5° W	120
EGNOS	SES-5	5° O	136
EGNOS	Astra-5B	31,5° O	123	Testbetrieb
GAGAN	GSAT-8	55,0° O	127	Testbetrieb
QZSS-SAIF	QZS-1	135,0° O	183	HEO-Orbit, Inklination 43°, Testbetrieb
MSAS	MTSAT-1R	140,1° O	129	nutzt z. T. auch PRN 137
MSAS	MTSAT-2	145,0° O	137	nutzt z. T. auch PRN 129
SDKM	Lutsch-5A	95° O	140	Testbetrieb, GPS/GLONASS
zukünftige SBAS-Satelliten (Auswahl)
SDKM	Lutsch-5B	16° W	125	gestartet am 2. November 2012, GPS/GLONASS
SDKM	Lutsch-5V	167° O	141	gestartet ~2014, GPS/GLONASS
GAGAN	GSAT-10	83,0° O	128	gestartet am 21. September 2012

Weitere Dienste

Es gibt weitere, im Wesentlichen kommerzielle Dienste, die im weiteren Sinne auch als SBAS bezeichnet werden könnten:

Starfix der Firma Fugro,
OmniSTAR der Firma Trimble,
StarFire der Firma John Deere,
Atlas L-Band der Firma Hemisphere GNSS
verschiedene Dienste der Firma Veripos.

Auch diese Dienste nutzen geostationäre Satelliten, um Ergänzungsinformationen auszusenden. Sie verwenden aber andere Signale und Datenformate, so dass diese Dienste nicht frei zugänglich sind und auch keine zusätzlichen Pseudostreckenmessungen durchgeführt werden können. Dafür sind die erzielbaren Genauigkeiten der Positionsbestimmung teilweise deutlich höher (Dezimeter-Bereich).

Weblinks

ESA Navipedia - SBAS Systems (englisch)

Einzelnachweise

↑ https://www.nss.govt.nz/assets/nss/resources/18ADS-B-Information-FAQs-Version-2-January-2020.pdf Civil Aviation Authority of New Zealand - ADS-B in New Zealand (englisch) - Version 2, Januar 2020
↑ https://aircraft.airbus.com/sites/g/files/jlcbta126/files/2022-06/SLS-final-layout.pdf Airbus - FAST technical article - Juni 2022 - Satellite-based landing system - Martin Fendt
↑ https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SouthPAN ESA - Navipedia - SouthPAN (englisch)
↑ https://insidegnss.com/kass-the-future-of-sbas-in-korea/ Inside GNSS - KASS: The Future of SBAS in Korea (englisch) - 7. Februar 2023
↑ https://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SNAS ESA - Navipedia - BDSBAS (englisch)

[1] ttps://www.nss.govt.nz/assets/nss/resources/18ADS-B-Information-FAQs-Version-2-January-2020.pdf Civil Aviation Authority of New Zealand - ADS-B in New Zealand (englisch) - Version 2, Januar 2020

[2] ttps://aircraft.airbus.com/sites/g/files/jlcbta126/files/2022-06/SLS-final-layout.pdf Airbus - FAST technical article - Juni 2022 - Satellite-based landing system - Martin Fendt

[3] ttps://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SouthPAN ESA - Navipedia - SouthPAN (englisch)

[4] ttps://insidegnss.com/kass-the-future-of-sbas-in-korea/ Inside GNSS - KASS: The Future of SBAS in Korea (englisch) - 7. Februar 2023

[5] ttps://gssc.esa.int/navipedia/index.php/SNAS ESA - Navipedia - BDSBAS (englisch)

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