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Erschienen in:

2010 | OriginalPaper | Buchkapitel

14. Integrierte Navigation

verfasst von : Hans Dodel, Dieter Häupler

Erschienen in: Satellitennavigation

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Eine sinnvolle Systemauslegung basiert nicht auf einem Einzelsystem, sondern fügt mindestens drei physikalisch dissimilare und technisch unabhängige Systeme zusammen, so wie es Bahn und Seefahrt von alters her praktizieren – die Integrierte Navigation, bei der die mit bordeigenen Sensoren gewonnenen Ortungswerte sinnvoll mit den Werten von z. B. Funknavigationsempfängern fusioniert werden. Die Glättung der Rohwerte (Kalman-Filterung), ihre Gewichtung, die Prüfung der Resultate auf Glaubwürdigkeit und ihre Integration zu einem Bestwert höherer Genauigkeit, besserer Kontinuität und gesteigerter Integrität werden beschrieben. Die Vorteile der Integrierten Navigation kommen umso mehr zur Wirkung, je mehr unterschiedliche Sensoren zur Verfügung stehen und semi-autarke Systeme wie INS¹, Map Matching etc. eingesetzt werden.

Die Optimierung der Software der Integrierten Navigation wird angesprochen und die Performance Tripod Parameter Accuracy, Integrity and Continuity of Function erläutert. Bei Datenfusion und Extrapolationsrechnung in der Tightly- Coupled-Integration werden relevante Daten nicht nur in einer Richtung vom Messgeber zum Anzeigegerät angegeben, sondern es findet auch eine Rückkopplung valider Messwerte zum Rechnerteil eines GNSS-Empfängers oder eines INS, für hohe Messgenauigkeit bei Kurvenbewegungen und permanenter INS-Driftkorrektur, statt.

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INS = Inertial Navigation System.

Ein sich mit Schallgeschwindigkeit bewegendes Vehikel legt in 20 ms genau 5,6 m zurück.

Ein sich mit 100 km/h bewegendes Vehikel legt in 2 ms genau 0,56 mm zurück.

S‑Band = 2 GHz, Ka-Band = 20 und 30 GHz, E‑Band = 60–90 GHz.

Ein Pendant zum mechanischen Kreiselkompass ist der Ring Laser Gyroscope , in dem nicht Masse, sondern Licht kreist, ohne mechanisch bewegliche Teile, ohne Reibung, vergleichsweise klein, leicht und mit MTBF von bis zu 10 Jahren; die Orientierung ergibt sich aus den beiden gegenläufigen Lichtstrahlen (Counterpropagating Beams) durch den oben beschriebenen Sagnac-Effekt; die Genauigkeitsdegradation des Ring Laser Gyroscope beträgt ca. 0,01°/h.

VOR/DME = Very High Frequency Omnidirectional Range/Distance Measurement Equipment.

SBAS = Space Based Augmentation Systems, raumgestützte Korrektursysteme.

GBAS = Ground Based Augmentation Systems, terrestrische Korrektursysteme begrenzter Reichweite (typischerweise in Flughafennähe installiert), im Gegensatz zu den landesweiten LAAS, Large Area Augmentation Systems .

Später fälschlich zu L o ng Range Navigation abgekürzt, obwohl es keine Navigation bietet, sondern Ortsbestimmung.

John A. Volpe, National Transportation Systems Center, Cambridge, Massachusetts, Report to the US Department of Transportation, “Vulnerability Assessment of the Transportation Infrastructure Relying on the Global Positioning System”, released 10. September 2001 (!).

ASF = Additional Secondary Factor.

BeiDou = Big Dipper, das Sternbild Grosser Bär.

Nur bei Nacht und nur bei klarem Himmel verfügbar.

Reiner Stützsensor, keine eigenständige Ortungsfähigkeit.

Die Elemente einer Phased Array Antenna werden im Abstand λ/2 angeordnet, mit λ der Wellenlänge (20 cm im L‑Band, 6 cm im C‑Band). Ein Array mit 5 × 5 Elementen im C‑Band misst 15 × 15 cm und hat einen Antennengewinn von 10 dB oder mehr; um diese Richtwirkung zu erzielen, müsste die L‑Band-Antenne ca. 50 × 50 cm gross sein.

Extended Squitter.

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Titel: Integrierte Navigation
verfasst von: Hans Dodel
Dieter Häupler
Verlag: Springer Berlin Heidelberg
Buch: Satellitennavigation
Print ISBN: 978-3-540-79443-1

Electronic ISBN: 978-3-540-79444-8

Copyright-Jahr: 2010
DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-540-79444-8_14

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