Quelltext der Seite European Geostationary Navigation Overlay Service

[[Datei:EGNOS logo.svg|miniatur|Logo von EGNOS]]
'''European Geostationary Navigation Overlay Service''' ('''EGNOS''') ist ein europäisches [[Differential Global Positioning System]] (DGPS) als Erweiterungssystem zur [[Satellitennavigation]]. Es steigert regional begrenzt auf Europa die Positionsgenauigkeit von  [[Global Positioning System|GPS]] von 10 bis 20 Metern auf 1 bis 3 Meter und ist zu dem amerikanischen [[Wide Area Augmentation System|WAAS]], dem japanischen [[MSAS]] und dem indischen [[GAGAN]], die ihre Korrekturdaten ebenfalls über Satelliten verteilen ([[Satellite Based Augmentation System]], SBAS), funktionell und protokollmäßig voll kompatibel. Der Empfang von EGNOS setzt eine freie Sicht etwa nach Süden voraus.
Neben Daten zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit informiert EGNOS auch über die Integrität der GPS-Systeme: Innerhalb von 6 Sekunden erfahren die Nutzer, wenn die Positionierungssysteme falsche Daten ausstrahlen oder der Empfang stark gestört ist (Schwellen: 20 m horizontal, 40 m vertikal). Dies ist vor allem bei Einsatz von GPS im Flugverkehr wichtig.

Das System befindet sich seit 1. Oktober 2009 im offiziellen Betrieb.<ref>[http://europa.eu/rapid/pressReleasesAction.do?reference=IP/09/1399&format=HTML&aged=0&language=DE&guiLanguage=de Kommission startet EGNOS Open Service  – kostenloser Zugang für Bürger und Unternehmen]</ref> Neben dem seit 2006 ausgestrahlten regulären EGNOS-Signal ist einer der Satelliten noch dem EGNOS System Test Bed (ESTB) zugeordnet.

Die Freigabe für ''Safety-of-Life''-Anwendungen war für 2010 angekündigt. Im Juli 2010 wurde das Signal für die Systemintegrität zertifiziert, die Live-Schaltung scheiterte jedoch zunächst (Anfang August) an einem Software-Fehler.<ref>EU-Kommission: [http://ec.europa.eu/enterprise/policies/satnav/egnos/files/20100909-egnos-sol-communication-issue-1-update_en.pdf Status of EGNOS SoL introduction – 9 September 2010] (PDF; 12&nbsp;kB)</ref> Seit Dezember 2010 wird dieses Signal nun gesendet und darf seitens des Anbieters seit dem 2. März 2011 benutzt werden.<ref>ESSP News: [http://www.essp-sas.eu/news#news_018 Status on the EGNOS Safety-of-Life Service Introduction]</ref> Am 15. Dezember 2011 gab das Bundesaufsichtsamt für Flugsicherung (BAF) für Deutschland seine Zustimmung.<ref>[http://www.dfs.de/dfs/internet_2008/module/presse/deutsch/presse/presseinformation/2011/egnos_darf_in_deutschland_fuer_luftverkehr_genutzt_werden_15_12/index.html DFS Pressemitteilung]</ref>

Am 20. November 2013 hat das Europäische Parlament die weitere Finanzierung von EGNOS und des Satellitennavigationssystems [[Galileo (Satellitennavigation)|Galileo]] in Höhe von 7 Milliarden Euro für den Zeitraum 2014–2020 genehmigt.<ref>http://europa.eu/rapid/press-release_IP-13-1129_de.htm</ref>

== Hintergrund ==
Nachdem die künstlichen Phasenschwankungen des zivil nutzbaren C/A-Codes von GPS ([[Selective Availability]]) im Mai 2000 abgeschaltet wurden, sind Laufzeiteffekte in der [[Ionosphäre]] die größten verbleibenden Fehlerquellen. Die Geschwindigkeit der Funksignale der GPS-Satelliten beim Passieren der Ionosphäre ist abhängig vom [[Ionisation]]sgrad. Deshalb hängt die Laufzeit nicht nur von der Entfernung zum Satelliten, sondern auch vom Ionosphärenzustand ab. Dieser Effekt könnte durch Vergleich der [[Pseudostrecke|Laufzeiten]] auf den L1/L2-Sendefrequenzen korrigiert werden, jedoch empfangen zivile Navigationsgeräte im Regelfall nur auf der L1-Frequenz. Herkömmliches [[Differential Global Positioning System|differenzielles GPS]], basierend auf einer einzelnen Referenzstation mit bekannter Position, erlaubt zwar eine hochgenaue Korrektur, aber nur in geringer Entfernung von dieser Station. Die [[Tomografie|tomografische]] Verknüpfung der von vielen Referenzstationen beobachteten Laufzeiten führt zu einer [[Interpolation (Mathematik)|interpolierenden]] Karte der Elektronendichte der Ionosphäre, die den Empfängern im gesamten von den Referenzstationen abgedeckten Bereich eine grobe Korrektur erlaubt.

== Ermittlung und Verteilung der Korrekturdaten ==
[[Datei:EGNOS map.svg|350px|miniatur|Karte der EGNOS Bodenstationen]]
[[Datei:EGNOS RIMS BRN.jpg|miniatur|EGNOS RIMS Station BRN (Berlin)]]
Zurzeit 34, später 41 Referenzstationen (''Ranging and Integrity Monitoring Station'', '''RIMS''') in Europa, Nordafrika und dem Nahen Osten<ref>ESSP: [http://www.essp-sas.eu/egnos_system_description/ EGNOS system description]</ref> empfangen die Positionssignale von GPS und GLONASS, später auch von [[Galileo (Satellitennavigation)|Galileo]]. Da die Stationen typischerweise viel weiter voneinander entfernt sind als die Ionosphäre hoch ist, müssen sie, um die Ionosphäre flächendeckend zu erfassen, die Satelliten bis dicht über dem Horizont empfangen. Um dabei störenden [[Mehrwegempfang]] durch Reflexionen am Boden zu unterdrücken, werden spezielle [[Choke-Ring-Antenne]]n verwendet.<ref>[http://www.javad.com/jns/index.html?/jns/technology/Choke%20Ring%20Theory.html Theorie der Choke-Ring-Antenne]</ref><ref>[http://www.leica-geosystems.com/common/shared/downloads/inc/downloader.asp?id=10904 Modifikation für breitbandigen Empfang (Satelliten mehrerer Systeme)]</ref>

Aus den Daten der RIMS berechnen die Kontrollzentren (''Master Control Center'', '''MCC''') sowohl Korrekturen der Satellitenpositionen als auch aktuelle Karten der Elektronendichte der Ionosphäre zur [[Globales Navigationssatellitensystem#Messfehler|Korrektur]] der Laufzeiten der Signale. Es gibt nicht nur ein, sondern vier [[Redundanz (Technik)|redundante]] MCC, die eigenständig die Kontrolle von EGNOS übernehmen können.

Up-Link-Stationen (''Navigation Land Earth Station'', '''NLES''') senden diese Korrekturdaten zur flächendeckenden Verteilung (und kostenlosen Nutzung) an die unten aufgelisteten geostationären Nachrichtensatelliten. Jeder Satellit erfordert eine NLES. Zur besseren Ausfallsicherheit ist jeweils eine weitere NLES vorgesehen.

[[Datei:Inmarsat-3.gif|miniatur|Inmarsat-3-Satellit]]
Damit einfache GPS-Empfänger keine weitere Empfangseinheit benötigen, versenden die geostationären Satelliten die Daten auf der L1-Frequenz der GPS-Satelliten. Zur Trennung mittels [[Code Division Multiple Access|CDMA]] werden [[Global Positioning System#C/A-Code|C/A-Codes]] ab [[Pseudozufallsrauschen|PRN]] 120 verwendet, reguläre GPS-Satelliten benutzen den Kennungsbereich von 1 bis 32. <br> 

Folgende Satelliten tragen EGNOS-Transponder (Stand 14. März 2017):<ref>[https://egnos-user-support.essp-sas.eu/new_egnos_ops/sites/default/files/library/official_docs/service_notice_15.pdf EGNOS SERVICE NOTICE Nr. 015 (Rev. 1.2)], S. 1</ref>

{| class="wikitable sortable"
|-
! EGNOS-Betrieb || PRN !! ID !! Signale || Orbitposition !! Satellit            !! Hauptausleuchtungsgebiet !! Bemerkung
|-
| aktiv         || 120 || 33 || L1      || 15,5° West    || Inmarsat-3F2, AOR-E || Atlantik, Westeuropa || gestartet am 6. September 1996, EGNOS-Betrieb seit 2. März 2011
|-
| Test          || 136 || 49 || L1, L5  || 5,0° Ost      || SES-5               || Europa, Afrika       || gestartet am 9. Juli 2012, EGNOS-Betrieb seit 13. August 2015
|-
| aktiv         || 123 || 36 || L1, L5  || 31,5° Ost     || Astra-5B            || Osteuropa, Russland  || gestartet am 22. März 2014, EGNOS-Betrieb seit 11. Dezember 2014
|-
| Test          || 126 || 39 || L1      || 64,0° Ost     || Inmarsat-4F2, IOR-W || Südasien, Indien     || gestartet am 8. November 2005, EGNOS-Betrieb seit 22. März 2012
|}

Planmäßig wird im vierten Quartal 2017 der Transponder PRN 136 (SES-5) wieder in den Regelbetrieb übergehen und den Transponder PRN 120 (Inmarsat-3F2, AOR-E) ersetzen.<ref>[https://egnos-user-support.essp-sas.eu/new_egnos_ops/sites/default/files/library/official_docs/service_notice_15.pdf EGNOS SERVICE NOTICE Nr. 015 (Rev. 1.2)], S. 2</ref>

In der Vergangenheit wurde auch ein Signal über die Satelliten [[Artemis (Satellit)|ARTEMIS]] (PRN 124; ID 37) und Inmarsat IND-W (PRN 126; ID 39) gesendet.

Zur Erhöhung der Ortungsgenauigkeit sollten bei Vermessungs- oder Navigationsarbeiten Wege so gewählt werden, dass am Startpunkt für längere Zeit Sichtverbindung zu mindestens einem EGNOS-Transponder besteht und Gebiete mit vollständiger Abschattung gemieden oder zügig durchquert werden. Zum Auffinden geostationärer Satelliten an einem bestimmten Standort gibt es im Internet eine Reihe von Angeboten. Beispielhaft sind in der folgenden Tabelle die scheinbaren Höhen der EGNOS-Satelliten für die Standorte [[Sylt]] (Schleswig-Holstein, D), [[Bodensee]] (D, AT, CH), [[Lugano]] (Tessin, CH) und [[Wien]] (AT) angegeben:

{| class="wikitable sortable"
|-
! Satellit     !! PRN !! Sylt  !! Bodensee || Lugano || Wien
|-
| Inmarsat-3F2 || 120 || 23,8° || 30,1°    || 31,8°  || 26,7°
|-
| SES-5        || 136 || 27,3° || 35,2°    || 36,9°  || 32,7°
|-
| Astra-5B     || 123 || 24,0° || 31,4°    || 32,6°  || 33,6°
|-
| Inmarsat-4F2 || 126 || 10,4° || 14,8°    || 15,1°  || 18,5°
|}

Da die geostationären Satelliten in Europa nicht hoch am Himmel stehen und deshalb vor allem für mobile Nutzer in Städten ihre Signale schlecht zu empfangen sind, werden die Daten auch zeitnah über das Internet verteilt.<ref>[http://www.egnos-pro.esa.int/Publications/2005%20Updated%20Fact%20Sheets/fact_sheet_5.pdf SISNeT] (PDF; 216&nbsp;kB)</ref>

Alle versendeten Datensätze werden archiviert und sind frei per [[File Transfer Protocol|FTP]] verfügbar.<ref>[http://www.egnos-pro.esa.int/ems/index.html EGNOS Message Server]</ref> Das erlaubt die nachträgliche Korrektur ([[Postprocessing]]) von GPS-Positionen (falls GPS-Rohdaten [[RINEX|aufgezeichnet]] wurden) und erleichtert die Anwendungsentwicklung.

Die auf diese Weise kostenlos verteilten Korrekturdaten haben eine nur geringe Datenrate. Die sehr viel umfangreicheren Rohdaten aller RIMS sind kostenpflichtig über einen Zugangspunkt erhältlich.<ref>[http://www.gsa.europa.eu/egnos/edas EGNOS Data Access Service, EDAS Details]</ref> Sie erlauben eine genauere Korrektur, insbesondere in den Umgebungen der RIMS, und haben eine garantierte Verfügbarkeit.

== Anwendung ==
Viele GPS-Empfänger unterstützen den Empfang der EGNOS-Daten. Durch die EGNOS-Korrektur liegt der Positionsfehler deutlich unter zehn Metern.

Als Designspezifikation liegt dem zu Grunde, dass sich 99 % der bestimmten Positionen innerhalb eines Kreises mit 40 Metern Radius um die wahre Position befinden. Falls diese Genauigkeit auf Grund von Systemanomalien nicht mehr garantiert werden kann, erfolgt innerhalb von sechs Sekunden eine Warnung.<ref>[http://egnos-portal.gsa.europa.eu/developer-platform/developer-toolkit/egnos-s-integrity-mechanisms-safety-life-applications EGNOS’s integrity mechanisms for safety-of-life applications]</ref>

== Administration ==
EGNOS ist ein gemeinsames Projekt der [[ESA]], der [[Europäische Kommission|EU]] und der europäischen Flugsicherung [[Eurocontrol]], die gemeinsam als ''European Tripartite Group'' (ETP) das Projekt vorbereiteten. Es gilt als Einstieg der Europäer in die Satellitennavigation und als Vorstufe zum europäischen Satellitennavigationssystem [[Galileo (Satellitennavigation)|Galileo]]. Verantwortlich für Design und Entwicklung ist die ESA. Die Firma<ref>[http://www.essp-sas.eu/ Selbstdarstellung des Betreibers ESSP SAS]</ref> European Satellite Service Provider SAS (ESSP) mit Sitz in Toulouse (Frankreich) betreibt und vermarktet EGNOS im Auftrag der EU.

== Literatur ==
* Javier Ventura-Traveset, Didier Flament (Hrsg.): ''EGNOS: The European Geostationary Navigation Overlay System – A cornerstone of Galileo.'' ESA Publications Division, Noordwijk 2006, ISBN 92-9092-453-5

== Weblinks ==
* [http://egnos-portal.gsa.europa.eu/ offizielle EGNOS Portalseite der EU]
* [http://www.kowoma.de/gps/waas_egnos.htm Private Webseite zu EGNOS und GPS] (Stand 2007)
* [http://www.egnos-pro.esa.int/index.html EGNOS Infoseiten der ESA] (engl., technische Details auf dem Stand von 2006, plus Hochglanz-Newsletter)
* [http://egnos-user-support.essp-sas.eu/egnos_ops/index.php EGNOS User Support] (engl., plus aktuelle Verfügbarkeit und Betriebsmodus)
* [http://www.navipedia.net/index.php/Category:EGNOS / Navipedia der ESA]

== Einzelnachweise ==

<references />

{{Navigationsleiste Satellitennavigationssysteme}}

[[Kategorie:Satellitengeodäsie|Egnos]]
[[Kategorie:Flugnavigation|Egnos]]
[[Kategorie:Funknavigation]]
[[Kategorie:Geolokation]]
[[Kategorie:Satellitennavigation|Egnos]]