Automatisierte Fahrzeuge müssen sich zuverlässig auf Karten lokalisieren können. Dafür werden satellitengestützte Navigationssysteme eingesetzt, die allerdings in urbanen Umgebungen stark durch Mehrwegeausbreitung beeinträchtigt werden. In dieser Arbeit werden die Mehrwegefehler analysiert, detektiert und im Fahrzeug in der Fusion mit Bewegungsdaten deutlich reduziert.
Aktualisiert: 2023-06-01
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Das Buch befasst sich mit dem gesamten Spektrum von Navigationssystemen, wie sie z.B. in fliegendem Gerät eingesetzt werden. Daher ist dieses Buch für jeden interessant, der sich mit Satellitennavigationssystemen wie GPS oder Galileo, inertialer Navigation und der Fusion von Sensordaten befasst. Der Leser wird, ohne Vorkenntnisse auf diesem Gebiet zu benötigen, in die Thematik eingeführt und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Das Buch befasst sich mit dem gesamten Spektrum von Navigationssystemen, wie sie z.B. in fliegendem Gerät eingesetzt werden. Daher ist dieses Buch für jeden interessant, der sich mit Satellitennavigationssystemen wie GPS oder Galileo, inertialer Navigation und der Fusion von Sensordaten befasst. Der Leser wird, ohne Vorkenntnisse auf diesem Gebiet zu benötigen, in die Thematik eingeführt und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. In dem Buch werden zunächst die Sensoren und Algorithmen eines Inertialnavigationssystems beschrieben, wobei auch die dafür notwendigen mathematischen Grundlagen eingeführt werden. Anschließend wird detailliert auf die Funktionsweise des Satellitennavigationssystems GPS eingegangen, gefolgt von einem Ausblick auf das im Aufbau befindliche europäische System Galileo. Die Fusion der Daten von GPS und Inertialnavigationssystem erfolgt mit stochastischen Filtern; hier wird zunächst allgemein die entsprechende Theorie erarbeitet, bevor konkret ein Navigationsfilter entworfen und untersucht wird. Weitere praxisnahe Beispiele aus den Bereichen Transfer Alignment und UAV/MAV (Unmanned Aerial Vehicle bzw. Micro Aerial Vehicle) runden das Buch ab.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Das Buch befasst sich mit dem gesamten Spektrum von Navigationssystemen, wie sie z.B. in fliegendem Gerät eingesetzt werden. Daher ist dieses Buch für jeden interessant, der sich mit Satellitennavigationssystemen wie GPS oder Galileo, inertialer Navigation und der Fusion von Sensordaten befasst. Der Leser wird, ohne Vorkenntnisse auf diesem Gebiet zu benötigen, in die Thematik eingeführt und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht.
Aktualisiert: 2023-05-29
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Wenn im Frühjahr und im Herbst von hoch oben ein Rufen zu vernehmen ist, wandert der Blick unvermittelt gen Himmel und sucht nach dem vertrauten Bild der V-förmigen Schwärme von Kranichen und Gänsen. Kaum ein Ereignis in der Tierwelt lässt uns so staunend zurück wie deren jährliche Wanderungen und unsere Faszination lässt sich leicht erklären: Die Vögel – viele von ihnen winzig klein und aus unserer Sicht empfindlich – beherrschen das Fliegen, eine Fähigkeit, von der wir nur träumen können. Sie legen große Entfernungen zurück und vollbringen Kraft- und Ausdauerleistungen, die Fragen nach dem Bereich des physikalisch Möglichen aufwerfen. Dabei überwinden sie Wüsten, Gebirge und Ozeane, und doch gelingt es ihnen irgendwie, Jahr für Jahr präzise den Weg zu ihrem Bestimmungsort zu finden – manchmal zu ein und demselben Baum. Ihre Motivation, diese weiten und gefährlichen Reisen zu unternehmen, ist schlicht das Überleben.
Beeindruckende Tierfotografie vor einigen der aufregendsten Kulissen der Welt und informative Texte zu den über 60 Vogelarten geben einen tiefen Einblick in eines der bewundernswertesten Naturereignisse.
* legt die Küstenseeschwalbe zurück.
Aktualisiert: 2023-05-17
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Abstract:
Integrity for satellite navigation solutions is becoming increasingly important as the
application of satellite navigation is expanding. Also, the amount of measurement data is
constantly increasing due to the use of multi-GNSS-constellation. The simultaneous
consideration of several GNSS constellations, such as GPS and Galileo or Glonass, increases
the availability, especially in urban scenarios, since shading by buildings can typically be
expected. A disadvantage of current integrity algorithms is the exponentially increasing
required computational power with each additional satellite. This is primarily due to there
working principle, which is often based on a derivative of the solution separation algorithm.
In this thesis an integrity algorithm is proposed which scales linearly with increasing number
of satellites.
It is based on the recognition of distribution patterns in the residuals, resulting from the
solved satellite navigation equation system.
For this purpose, a detailed analysis of the residuals and their influencing factors is carried
out. Starting at the source of the GNSS signal, the satellite, along the transmission path to
the receiver, the respective influence on the measured pseudo range is analytically
characterized and quantized.
It can be shown that noise, which originates from different sources along the signal path, is
one of the primary factors. In addition, the noise can be characterized as normally
distributed. This characteristic is transferred on to the residuals. However, this only applies
to the nominal state if there is no Hazardously Misleading Information (HMI) present.
If a soft error like an unsynchronized atomic clock on one of the satellites occurs, the
measured pseudo range of this satellite changes as well as the associated residual. The
totality of the residuals then no longer follows a normal distribution but forms groups.
Using pattern recognition based on a Gaussian Mixture Model, the groups are identified,
parameterized and their relationships to one another are analyzed. As a result, an estimate
of the integrity and of the potential disturbance in terms of quantity and type can be carried
out. In addition, a Protection Level (PL) is derived for the navigation process, which can be
used operationally together with the Alert Limit (AL).
The proposed algorithm is then verified by means of a Monte Carlo simulation and evaluated
in a Stanford diagram.
Aktualisiert: 2022-12-31
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Wenn im Frühjahr und im Herbst von hoch oben ein Rufen zu vernehmen ist, wandert der Blick unvermittelt gen Himmel und sucht nach dem vertrauten Bild der V-förmigen Schwärme von Kranichen und Gänsen. Kaum ein Ereignis in der Tierwelt lässt uns so staunend zurück wie deren jährliche Wanderungen und unsere Faszination lässt sich leicht erklären: Die Vögel – viele von ihnen winzig klein und aus unserer Sicht empfindlich – beherrschen das Fliegen, eine Fähigkeit, von der wir nur träumen können. Sie legen große Entfernungen zurück und vollbringen Kraft- und Ausdauerleistungen, die Fragen nach dem Bereich des physikalisch Möglichen aufwerfen. Dabei überwinden sie Wüsten, Gebirge und Ozeane, und doch gelingt es ihnen irgendwie, Jahr für Jahr präzise den Weg zu ihrem Bestimmungsort zu finden – manchmal zu ein und demselben Baum. Ihre Motivation, diese weiten und gefährlichen Reisen zu unternehmen, ist schlicht das Überleben.
Beeindruckende Tierfotografie vor einigen der aufregendsten Kulissen der Welt und informative Texte zu den über 60 Vogelarten geben einen tiefen Einblick in eines der bewundernswertesten Naturereignisse.
* legt die Küstenseeschwalbe zurück.
Aktualisiert: 2023-04-17
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Navigation ist eine Schlüsseltechnologie für viele bestehende professionelle Anwendungen, wie die Führung von Flugzeugen und Schiffen, sowie vielfältige neue Anwendungen wie hochautomatisiertes Fahren, Stabilisierung und Führung von UAS oder erweiterte Realität. INS und GNSS, in Kombination mit weiteren Sensoren, sind heutzutage das Rückgrat für viele dieser Anwendungen.
Dieses Buch versucht, unabhängig von spezialisierten Algorithmen für bestimmte Anwendungen, Fragen des zugrundeliegenden Messsystems, der Verarbeitung von Navigations-Sensordaten und architektonische Überlegungen zum Design des Navigationssystems gut verständlich zu beschreiben.
Die behandelten Fragestellungen werden anhand geeigneter Algorithmen erläutert und ggf. auf weitere Literatur zu speziellen Fragestellungen und Lösungen verwiesen.
Dabei wird Wert darauf gelegt alle wichtigen Schritte in der jeweiligen Verarbeitungskette, deren Abhängigkeiten und Funktion zu erläutern. Diese Darstellung fördert das Verständnis der Zusammenhänge und bietet die Möglichkeit eine in vielen Anwendungen erprobte Architektur kennenzulernen. Einzelnen Elemente können leicht variiert und durch andere Algorithmen ersetzt oder ergänzt werden.
Aktualisiert: 2020-08-13
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Theoretische Grundlagen der Wetterkunde, Darstellung wichtiger Wetterlagen der Alpen und ihre Aus-wirkungen, Grundzüge des Klimas in den Alpen, Klimaänderung, Erarbeitung eigener Vorhersagen, alpine Gefahren, Grundlagen der Orientierung, Orientierung im Gelände.
Aktualisiert: 2021-11-25
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Automatisierte Fahrzeuge müssen sich zuverlässig auf Karten lokalisieren können. Dafür werden satellitengestützte Navigationssysteme eingesetzt, die allerdings in urbanen Umgebungen stark durch Mehrwegeausbreitung beeinträchtigt werden. In dieser Arbeit werden die Mehrwegefehler analysiert, detektiert und im Fahrzeug in der Fusion mit Bewegungsdaten deutlich reduziert.
Aktualisiert: 2023-03-31
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Bei diesem Werk handelt es sich um ein Lehrbuch der Satellitenortung. Es führt in die Prinzipien der Satellitenortung ein, stellt die verfügbaren Satellitenortungssysteme und Techniken der Genauigkeitsverbesserung vor und beschreibt die Applikationsfelder. Es werden Ortsbestimmung zu Ortungsprinzipien und die verschieden Projektionsmethoden, Koordinaten- und Zeitsysteme beschrieben. Das Kapitel Grundlagen der Satellitenortung stellt die Grundlagen der Satellitentechnik vor und beschreibt die Prinzipien der Satellitennavigation. Die heute verwendeten Systeme der Satellitennavigation werden in einem gesonderten Kapitel betrachtet. Systeme zur Genauigkeitsverbesserung, Anwendungen von GNSS Systemen sowie konkrete Koordinatensysteme, GPS und Galileo Messages, NMEA Messages und eine Aufgabensammlung ergänzen das Werk.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Brauchen wir die Satellitennavigation? Welche Rolle spielt sie im täglichen Leben? Wie funktioniert diese Technik? Was ist, wenn GPS abgeschaltet wird? Aus dem amerikanischen Satellitennavigationssystems GPS hat sich ein riesiges Spektrum an zivilen Anwendungen für ein ursprünglich rein militärisch konzipiertes Navigationshilfsmittel eröffnet. Die Bandbreite reicht von einfachen Empfängern für Outdoorsportler über Smartphones bis hin zu hochgenauen Spezialgeräten zum Zwecke der Landvermessung.Der Autor erläutert das sehr einfache Funktionsprinzip, das in der konkreten Umsetzung modernste Methoden der Nachrichten- und Elektrotechnik, der Geographie und der Physik erfordert.
Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Aktualisiert: 2023-03-14
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Faszination Satellitennavigation – welche Rolle spielt sie im täglichen Leben? Wie funktioniert diese Technik? Was wäre, wenn GPS abgeschaltet würde? Und wie steht es um das europäische Galileo-System?In den vergangenen 20 Jahren hat sich die Satellitennavigation von einer anfangs rein militärischen Technologie hin zur vollkommen selbstverständlich genutzten Alltagstechnik entwickelt. Die Bandbreite reicht vom Navigationsgerät im Auto über Smartphones und kleine Empfänger für Outdoorsportler bis hin zu hochgenauen Spezialgeräten zum Zwecke der Landvermessung. Der Autor erläutert die im Prinzip sehr einfache Funktionsweise, welche jedoch in der konkreten Umsetzung modernste Methoden der Nachrichten- und Elektrotechnik, der Geographie und der Physik erfordert. In der zweiten Auflage wird verstärkt auf das europäische Galileo-System eingegangen und dessen aktueller Ausbaustand beschrieben.
Aktualisiert: 2023-03-16
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Das Buch befasst sich mit dem gesamten Spektrum von Navigationssystemen, wie sie z.B. in fliegendem Gerät eingesetzt werden. Daher ist dieses Buch für jeden interessant, der sich mit Satellitennavigationssystemen wie GPS oder Galileo, inertialer Navigation und der Fusion von Sensordaten befasst. Der Leser wird, ohne Vorkenntnisse auf diesem Gebiet zu benötigen, in die Thematik eingeführt und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht. In dem Buch werden zunächst die Sensoren und Algorithmen eines Inertialnavigationssystems beschrieben, wobei auch die dafür notwendigen mathematischen Grundlagen eingeführt werden. Anschließend wird detailliert auf die Funktionsweise des Satellitennavigationssystems GPS eingegangen, gefolgt von einem Ausblick auf das im Aufbau befindliche europäische System Galileo. Die Fusion der Daten von GPS und Inertialnavigationssystem erfolgt mit stochastischen Filtern; hier wird zunächst allgemein die entsprechende Theorie erarbeitet, bevor konkret ein Navigationsfilter entworfen und untersucht wird. Weitere praxisnahe Beispiele aus den Bereichen Transfer Alignment und UAV/MAV (Unmanned Aerial Vehicle bzw. Micro Aerial Vehicle) runden das Buch ab.
Aktualisiert: 2023-03-27
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Das Buch befasst sich mit dem gesamten Spektrum von Navigationssystemen, wie sie z.B. in fliegendem Gerät eingesetzt werden. Daher ist dieses Buch für jeden interessant, der sich mit Satellitennavigationssystemen wie GPS oder Galileo, inertialer Navigation und der Fusion von Sensordaten befasst. Der Leser wird, ohne Vorkenntnisse auf diesem Gebiet zu benötigen, in die Thematik eingeführt und auf den aktuellen Stand der Technik gebracht.
Aktualisiert: 2023-03-27
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Bei diesem Werk handelt es sich um ein Lehrbuch der Satellitenortung. Es führt in die Prinzipien der Satellitenortung ein, stellt die verfügbaren Satellitenortungssysteme und Techniken der Genauigkeitsverbesserung vor und beschreibt die Applikationsfelder. Es werden Ortsbestimmung zu Ortungsprinzipien und die verschieden Projektionsmethoden, Koordinaten- und Zeitsysteme beschrieben. Das Kapitel Grundlagen der Satellitenortung stellt die Grundlagen der Satellitentechnik vor und beschreibt die Prinzipien der Satellitennavigation. Die heute verwendeten Systeme der Satellitennavigation werden in einem gesonderten Kapitel betrachtet. Systeme zur Genauigkeitsverbesserung, Anwendungen von GNSS Systemen sowie konkrete Koordinatensysteme, GPS und Galileo Messages, NMEA Messages und eine Aufgabensammlung ergänzen das Werk.
Aktualisiert: 2022-06-15
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Faszination Satellitennavigation – welche Rolle spielt sie im täglichen Leben? Wie funktioniert diese Technik? Was wäre, wenn GPS abgeschaltet würde? Und wie steht es um das europäische Galileo-System?In den vergangenen 20 Jahren hat sich die Satellitennavigation von einer anfangs rein militärischen Technologie hin zur vollkommen selbstverständlich genutzten Alltagstechnik entwickelt. Die Bandbreite reicht vom Navigationsgerät im Auto über Smartphones und kleine Empfänger für Outdoorsportler bis hin zu hochgenauen Spezialgeräten zum Zwecke der Landvermessung. Der Autor erläutert die im Prinzip sehr einfache Funktionsweise, welche jedoch in der konkreten Umsetzung modernste Methoden der Nachrichten- und Elektrotechnik, der Geographie und der Physik erfordert. In der zweiten Auflage wird verstärkt auf das europäische Galileo-System eingegangen und dessen aktueller Ausbaustand beschrieben.
Aktualisiert: 2023-04-04
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Im Jahr 1995 wurde nach einer etwa 25 Jahre dauernden Entwicklung das Globale Navigationssatellitensystem (GNSS) der USA unter der Bezeichnung Global Positioning System (GPS) offiziell in Betrieb genommen. Das als Dual-Use-System konzipierte GPS wird weltweit genutzt, wobei davon ausgegangen werden kann, dass es bei Weitem mehr zivile als militärische Nutzer gibt.
Ende 2011 erreichte GLONASS – das russische GNSS – mit 24 Satelliten den Status eines voll funktionsfähigen globalen Satellitennavigationssystems. Auch GLONASS ist ein Dual-Use-System. Seine Entwicklung begann in den 1980er-Jahren.
Die Bedeutung der GNSS-Technologie geht weit über den Bereich von Vermessung und Ortung hinaus. Eine Unterbrechung von GNSS-Diensten stellt eine Bedrohung für Wirtschaft und Sicherheit dar. Daher bauen zum Erhalt ihrer Sicherheit und Souveränität die Europäische Union (EU) und China ihre eigenen GNSS auf: die EU das System Galileo, China das System BeiDou Navigation Satellite System mit dem Kürzel BDS.
China macht keine konkreten Aussagen darüber, wann BDS global verfügbar sein wird. In China selbst und in den benachbarten Gebieten hat BDS aber schon im Dezember 2012 den Status „endgültige Einsatzfähigkeit (Full Operational Capability – FOC)" erreicht. Galileo erklärte im Dezember 2016 mit elf funktionierenden Satelliten den Übergang von der Testphase zu einer Anfangsverfügbarkeit (Initial Operational Capability). Im Jahr 2020 soll Galileo mit 27 Satelliten voll ausgebaut sein und so den Status FOC erlangen.
Damit stehen voraussichtlich in wenigen Jahren Signale von ca. 120 Navigationssatelliten zur Verfügung. Schon Ende 2017 können auf jedem Punkt der Erde Signale von 20 Satelliten und mehr gleichzeitig genutzt werden, weit mehr, als unter rein technischen Gesichtspunkten erforderlich sind. Die zusätzlich noch vorhandenen regionalen satellitengestützten Ergänzungssysteme zu den GNSS, wie EGNOS für Europa, WAAS für die USA, GAGAN für Indien und QZSS für Japan, sind dabei nicht mitberücksichtigt.
GNSS sind hocheffiziente Werkzeuge zur Beschaffung von Orts-, Geschwindigkeits- und/oder Zeitinformationen. Das Buch vermittelt Praktikern und Studierenden die Grundkenntnisse, die zum Verständnis der GNSS-Technologie erforderlich sind. Ziel der Darstellung ist, Anwendern ein Urteil darüber zu ermöglichen, ob GNSS zur Lösung ihrer Probleme geeignet sind. Zu diesem Buch gibt es die Website www.vermessung-und-ortung-mit-satelliten.de. Die dort zur Verfügung gestellten Excel-Tabellen und -Grafiken sollen helfen, einige Aspekte der GNSS-Technologie leichter zu verstehen. Darüber hinaus bietet diese Website Informationen rund um das Thema GNSS.
Aktualisiert: 2022-12-09
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