Das europäische System zur Satellitennavigation, Galileo, wächst weiter. Am 25. Juli 2018 sollen an Bord einer Ariane 5-Rakete vom Raumfahrtzentrum Kourou in Französisch-Guayana aus vier weitere Satelliten ins All gebracht werden. Verläuft die Inbetriebnahme erfolgreich, werden dann insgesamt 26 Satelliten zur Verfügung stehen. Damit ist das System dem Vollausbau mit 30 Satelliten (inklusive sechs Reservesatelliten) einen deutlichen Schritt nähergekommen.

An der präzisen Ortsbestimmung im Rahmen des Galileo Reference Service Provider ist auch das GFZ beteiligt. „Wir arbeiten unter anderem an der Berechnung der Satellitenbahnen und tragen dazu bei, den Koordinaten-Referenzrahmen zu bestimmen, in dem sich jede Nutzerin und jeder Nutzer positioniert“, sagt Benjamin Männel von der GFZ-Sektion Geodätische Weltraumverfahren.

Die Satellitenbahnen verlaufen in rund 20.000 Kilometern Höhe. Für eine solide Ortsbestimmung muss die Position der Raumfahrzeuge aber sehr genau bekannt sein – und damit die Abweichungen von der idealen kreisrunden Form. Ursachen für diese Abweichungen sind beispielsweise Gezeiten, das Schwerefeld der Erde, ihre Gestalt als Rotationsellipsoid und der Strahlungsdruck der Sonne, der unterschiedlich stark auf die Raumfahrzeuge wirkt. Das GFZ ist Teil eines Konsortiums, das die Galileo-Satellitenbahnen und andere Parameter für das Galileo Control Center bestimmt. Weitere Partner sind die Universität Bern, das europäische Raumfahrtkontrollzentrum ESOC, das Bundesamt für Kartographie und Geodäsie (BKG) und das Institut national de l'information géographique et forestière (IGN, Paris).

„Über die letzten zwei Jahrzehnte hat das GFZ die Modellierung der Satellitenbahnen und insbesondere der GPS-Satelliten maßgeblich vorangetrieben“, sagt Männel. Inzwischen gelinge es, die Bahnen der Galileo-Satelliten auf wenige Zentimeter genau zu berechnen und dem Satellitenbetreiber für seine interne Validierung zur Verfügung zu stellen.

Entscheidend für die Nutzerinnen und Nutzer ist die Genauigkeit. Die liegt laut Männel bei rund drei Metern und ist damit vergleichbar mit dem US-System GPS. „Wobei bisherige Studien zeigen, dass das europäische System etwas genauer zu sein scheint.“ Voraussetzung ist, dass Verbindung zu mindestens vier Satelliten besteht. „Galileo arbeitet mit dem L-Band“, erläutert der Forscher. Die Signale können Wolken passieren, Gebäude oder Laub an Bäumen sind jedoch problematisch. „Faustregel ist: Damit die Ortbestimmung klappt, muss man ein Stück Himmel sehen.“ Das ist mitunter ein Problem, insbesondere in städtischen Gebieten oder auch Wäldern. Hier erweist sich die Verwendung verschiedener globaler Satellitennavigationssysteme (GNSS) als hilfreich: Dazu gehören neben GPS auch das russische GLONASS oder das chinesische BeiDou. Im Rahmen des Internationalen GNSS Service stellt das GFZ für alle Navigationssatellitensysteme genaue Satellitenpositionen kostenfreie zur Verfügung. (rn)

Kontakt:

Dr. Benjamin Männel
Geodätische Weltraumverfahren
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-2815
Email: benjamin.maennel@gfz-potsdam.de

Josef Zens
Medien und Kommunikation
Helmholtz-Zentrum Potsdam
Deutsches GeoForschungsZentrum GFZ
Telegrafenberg
14473 Potsdam
Tel.: +49 331 288-1040
Email: josef.zens@gfz-potsdam.de