GNSS-Signalanalysen
Für die Analysen von GNSS-Signalen werden in erster Linie die 30 m Antenne der Bodenstation Weilheim und das Cooperative Network for GNSS Observation (CONGO) genutzt. Hierbei werden sowohl neuartige Signale neuer Satellitengenerationen analysiert als auch Signale auf Veränderungen und Anomalien hin überwacht.
GLONASS K1+
K1+ ist die erste Generation GLONASS Satelliten, die auch auf L2 ein Code Division Multiple Access (CDMA) Signal ausstrahlt. GLONASS M+ und K1 Satelliten senden lediglich im L3 Band CDMA-Signale aus, die neueste K2 Generation auf L1, L2 und L3. Die Konsistenz verschiedener Signale kann mithilfe einer ionosphären- und geometriefreien Linearkombination beurteilt werden. Der Einfluss der Ionosphäre und der Geometrie wird dabei durch geeignete Kombination dreier Signale eliminiert und es verbleiben Messrauschen und frequenzabhängige Effekte. Letztere zeigen im Falle des ersten K1+ Satelliten deutliche periodische Variationen, siehe Abb. 1. Sowohl die Periode als auch die Amplitude ist dabei zeitveränderlich. Die Perioden schwanken zwischen 15 Minuten und mehreren Tagen, die Amplitude erreicht Spitzenwerte von 20 cm. Die Ursache für diese Variationen sind nicht bekannt, mögliche Erklärungen sind Übersprechen zwischen verschiedenen Oszillatoren oder Fehlfunktionen im Zeitverteilungssystem oder der den Uhren selbst.
Flex Power
GPS-Satelliten verfügen über die Fähigkeit, die Sendeleistung zwischen den verschiedenen Signalkomponenten umverteilen zu können. Diese sogenannte Flex Power kann sowohl mit GNSS-Empfängern als auch mit der Parabolantenne in Weilheim beobachtet werden und wird seit 2017 in verschiedenen globalen und regionalen Ausprägungen verwendet. Abbildung 2 zeigt den Einfluss von Flex Power auf die in Weilheim gemessene Leistungsspektraldichte. Hier wurde das M-Code Signal deaktiviert, dadurch verschwinden die beiden Nebenmaxima bei 1566 und 1585 MHz und die Leistung des P-Code Signals mit einer Mittenfrequenz von 1575.42 MHz wurde um ca. 6 dB angehoben.
Weitere Informationen
Thoelert, S., Steigenberger, P., & Montenbruck, O. (2024). GLONASS-K2 signal analysis. GPS Solutions, 28(3). https://doi.org/10.1007/s10291-024-01681-z
Esenbuğa, Ö. G., Hauschild, A., & Steigenberger, P. (2023). Recent flex power changes. GPS Solutions, 27(3). https://doi.org/10.1007/s10291-023-01415-7
Thoelert, S., Steigenberger, P., Montenbruck, O., & Meurer, M. (2019). Signal analysis of the first GPS III satellite. GPS Solutions, 23(4), 92. https://doi.org/10.1007/s10291-019-0882-7
Steigenberger, P., Thölert, S., & Montenbruck, O. (2019). Flex power on GPS Block IIR-M and IIF. GPS Solutions, 23(1). https://doi.org/10.1007/s10291-018-0797-8
Thoelert, S., Hauschild, A., Steigenberger, P., Langley, R. B., & Antreich, F. (2018). GPS IIR-M L1 Transmit Power Redistribution: Analysis of GNSS Receiver and High-Gain Antenna Data. Navigation, 65(3), 423–430. https://doi.org/10.1002/navi.250