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Welches Band ist besser, das L2- oder das L5-Band?

Manche Empfänger akzeptieren L1-, L2- und E5b/B2I-Signale , andere hingegen L1- und L5/E5a/B2a -Signale. Welches ist besser? Um das zu beantworten, ist es wichtig, das Konzept des „Chips“ und seine Länge zu verstehen. Beim Standard-GPS-L1-C/A-Signal erfolgt die Modulation mit einer Frequenz von 1,023 MHz. Das bedeutet, dass die Länge eines Bits der Sequenz etwa 1 Mikrosekunde oder rund 300 Meter beträgt. Empfänger verarbeiten Signale üblicherweise mit einer Genauigkeit von bis zu 1/100 eines Chips, was etwa 3 Metern entspricht.

Das GPS-L2C- Signal hat eine Standard-Chipgröße von 300 Metern, während das GPS-L5C -Signal eine zehnmal kleinere Chipgröße (und eine Modulation von 10,23 MHz) aufweist. Dies ermöglicht nicht nur einen Empfang mit einer Genauigkeit von 30 cm, sondern hilft auch, die in urbanen Gebieten häufig auftretende Mehrwegeausbreitung zu reduzieren. Je größer die Verschiebung des reflektierten Signals im Verhältnis zur Chipgröße ist, desto besser lassen sich die Signale für den Empfänger unterscheiden. Je kleiner die Verschiebung im Verhältnis zur Chipgröße ist, desto höher ist die Wahrscheinlichkeit, dass das kombinierte, leicht verschobene Signal empfangen wird. Beispielsweise entspricht eine Verschiebung des reflektierten Signals um 30 Meter einer Verschiebung von einem Zehntel Chip bei L2C und einem ganzen Chip bei L5C. Aktuell senden 24 Satelliten das L2C-Signal und nur 17 Satelliten das L5C-Signal, aber dies wird sich mit neuen Satellitenstarts verbessern.

Eine ähnliche Situation besteht bei BEIDOU : Die Signale B1I und B2I haben eine Chipfrequenz von 2,046 MHz, während die Signale B1C und B2a eine Frequenz von 10,23 MHz aufweisen. Zudem ist B2I ein auslaufendes Signal, das derzeit von 15 Satelliten gesendet wird, während B2a von 29 Satelliten übertragen wird. Mit dem Start neuer Satelliten wird sich dieses Verhältnis weiter verändern.

Für GALILEO ändert sich nichts, da E5a und E5b die gleiche Chipfrequenz von 5,115 MHz aufweisen. Die Chipfrequenz von GLONASS beträgt hingegen sowohl für G1 als auch für G2 nur 0,511 MHz. Daher ist es ratsam, GLONASS nicht zu nutzen, wenn GALILEO und BEIDOU verfügbar sind.

Aus Sicht der Antennenkonstruktion gilt: Je weniger Frequenzbänder, desto einfacher (und kostengünstiger) die Antenne und desto mehr Störungen werden durch die Filter herausgefiltert.

Daher sind L1/L5-Empfänger besser als L1/L2/E5b-Empfänger .

Wie jede positive Eigenschaft hat auch diese ihre Schattenseiten. Stand Februar 2023 wird GPS L5C nur von 17 Satelliten ausgestrahlt. Diese Signale sind gewissermaßen „Schrödingers Katze“. Da diese Signale für die Luftfahrt bestimmt sind (und in der Luftfahrt Redundanz oberste Priorität hat), wurde beschlossen, dass Luftfahrtempfänger L5C-Signale erst dann nutzen dürfen, wenn 24 GPS-Satelliten L5C ausstrahlen (voraussichtlich im Jahr 2027). Da die Anzahl der L5C-Signale unzureichend ist und eine alleinige Nutzung von GPS L5C nicht praktikabel ist, sind alternative Systeme erforderlich. Die Luftfahrtstandards erkennen Galileo und Beidou noch nicht an. Daher gelten L5C-Signale als „unzuverlässig“ und sollten nicht verwendet werden. GPS L1 C/A-Signale hingegen gelten als zuverlässig. Empfänger müssen daher beim Empfang von L5C-Signalen einen kleinen Trick beachten: Sie müssen deren Zuverlässigkeit anhand der L1 C/A-Signale überprüfen.

© Eltehs SIA 2023

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