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Was versteht man unter komplementärer Positions-, Navigations- und Zeitbestimmung (PNT), und wie steht OXTS zu komplementären PNT-Technologien?
OXTS stellt Trägheitsnavigationssysteme (INS) her. Unsere Produkte werden weltweit von Prüfingenieuren und Vermessungsingenieuren in der Automobilindustrie eingesetzt, um ihnen hochgenaue Trägheitsmessungen zu ermöglichen. Dazu gehören Positionsgenauigkeit im Zentimeterbereich und Messungen von Fahrzeugkurs, Neigung und Verrollung.
On-Board GNSS-Empfänger liefern dem Benutzer genaue Positionsdaten, während MEMS-IMU-Sensoren detaillierte Informationen zu Kurs, Neigung und Drehung liefern. Die Messungen liefern den Anwendern präzise, zuverlässige Bodeninformationen, die sie für die Entscheidungsfindung in vielen verschiedenen Projekten und Anwendungen nutzen können.
Um genaue Positionsdaten zu erhalten, muss ein GNSS-Empfänger die Daten von mindestens vier Satelliten empfangen. Unter freiem Himmel ist dies relativ einfach. Allerdings finden nicht alle Tests und/oder Vermessungen unter freiem Himmel statt. In einer Stadtschlucht können hohe Gebäude das Signal stören, oder auf dem Land können Baumkronen das Signal zeitweise blockieren.
Um die Zeit, die mit möglichst genauen Positionsdaten verbracht wird, zu verlängern, ist es möglich, ergänzende Technologien einzusetzen.
Zu Beginn dieses Jahres, OXTS-Senior-Produktmanager Pete Rylands nahm an einem Interview des angesehenen Branchenmagazins GPSWorld. In dem Interview äußerte sich Pete zu ergänzenden PNT-Technologien.
Sie können seine Antworten hier lesen:
1. Es wird viel über die Grenzen von GNSS und die Notwendigkeit gesprochen, ergänzende Quellen für PNT zu entwickeln. Welches sind die vielversprechendsten Ansätze und wie kann die Simulationstechnologie helfen?
Ich werde dies mit einem Hinweis auf meine Artikel der April-Ausgabewo die Technologien für erfolgreiche autonome Lösungen eine Grundlage haben. Wir haben darüber gesprochen, wo sie eingesetzt werden und wofür.
Globale, frei zugängliche, komplementäre PNT-Quellen müssen vor allem die freie Bewegung an jedem Ort ermöglichen und gleichzeitig eine genaue Positionsbestimmung gewährleisten. Ich denke, dass zwei Ansätze von besonderem Interesse sind.
Zum einen werden andere Satellitensysteme (z. B. LEO) in Betracht gezogen, die ergänzende und potenziell sicherere Methoden der Navigation mit globaler Abdeckung durch ein einziges System bieten können. Diese werden jedoch immer noch unter einigen der Probleme leiden, mit denen GNSS-Systeme zu kämpfen haben, nämlich: Was passiert, wenn man kein Signal empfangen kann?
Die zweite Möglichkeit ist die Verwendung visueller Hilfsmittel durch Sensorfusion, wie z. B. LiDAR und Kamera, die mit Hilfe von SLAM-Algorithmen eine relative Positionierung ermöglichen (oder eine absolute, sobald ein Raum kartiert ist). Dies kann zwar die Hardware-Abhängigkeit an Bord erhöhen, schafft aber ein lokalisiertes Navigationssystem, das besser vor böswilligen Akteuren geschützt werden kann.
Im Gegensatz dazu können geschlossene Systeme auf ein infrastrukturbasiertes System zurückgreifen, das eine freie Bewegung innerhalb des spezifischen Gebiets, in dem sich die Infrastruktur befindet, ermöglicht und eine potenziell zuverlässigere PNT-Quelle darstellt, insbesondere dann, wenn GNSS nicht verfügbar ist, wenn man sich in geschlossenen Räumen bewegt.
Ultrabreitband ist hier definitiv die aufstrebende Technologie, aber auch Systeme, die WiFi, Kameras, Bluetooth und andere nutzen, werden eingesetzt.
Wie in vielen anderen Bereichen auch, ermöglicht die Simulation Tests in großem Maßstab mit geringeren Einstiegshürden als in der realen Welt und erleichtert die Durchführung iterativer Änderungen, um eine optimale Lösung zu finden. Ob es nun darum geht, die Leistung an interessanten Orten zu messen oder Konfigurationseinstellungen zu ändern, um die Sicht oder die Positionierung zu verbessern - mit der Simulation können Sie dies tun, ohne sich direkt in die Umgebung begeben oder das zu testende Fahrzeug konfigurieren zu müssen.
2. Wie passt OXTS in diesen Mix?
OXTS bietet Kunden die Möglichkeit, überall zu navigieren, sei es für Referenzdaten in Forschung und Entwicklung, Georeferenzierung für Vermessung und Kartierung oder aktive Navigation von autonomen Lösungen.
Zu diesem Zweck bieten wir zunächst eine IMU an, die wir dann mit anderen Technologien ergänzen. Traditionell geschieht dies mit GNSS, um ein INS zu bilden, das eine Genauigkeit im Zentimeterbereich bieten kann. Wir sind uns jedoch auch der Schwachstellen von GNSS bewusst. Für uns ist dies der Fall, wenn es in unzugänglichen Bereichen, wie z. B. in Innenräumen, Straßenschluchten oder unter Baumkronen, zu einer unzuverlässigen Quelle für PNT wird.
Aus diesem Grund untersuchen und entwickeln wir auch ergänzende Lösungen, die unser Angebot für Nutzer verbessern können, die sich auf ihre Position verlassen müssen, auch wenn GNSS nicht verfügbar ist. Sei es durch Sensorfusion, unsere Pozyx UWB-Lösung für Indoor-Navigation oder andere proprietäre Software- und Firmware-Funktionen.
3. Welche Arten von komplementärem PNT sind am nützlichsten, um speziell den Herausforderungen durch Jamming und Spoofing zu begegnen, und wie hilft die Simulation?
Um Störeinflüsse und Spoofing zu vermeiden, müssen wir uns mit Systemen befassen, die nicht von den Auswirkungen dieser Aktionen betroffen sein können oder für die es Abhilfemaßnahmen gibt.
Lösungen, die unabhängig von der Funkkommunikation oder der Nutzung von Satelliten sind, sind dann wertvoll für die Bereitstellung dieser Schutzschicht. Hier könnten wir die IMU-Technologie von OXTS und visuelle Hilfssysteme wie LiDAR und Kamera nutzen.
Simulationstechnologien würden es Ihnen dann ermöglichen, Hardware-in-the-Loop-Tests durchzuführen, bei denen die primäre GNSS-Lösung Jamming und Spoofing simulieren kann, um die Leistung Ihrer ergänzenden und geschützten Systeme zu verstehen, wenn GNSS nicht vertrauenswürdig ist.
Peter Rylands - Leitender Produktmanager, OXTS
Wenn Sie weitere Informationen wünschen oder mit uns darüber sprechen möchten, wie OXTS Ihnen helfen kann, eine genaue Position mit ergänzender Positions-, Navigations- und Zeitmessungstechnologie zu erreichen, kontaktieren Sie uns über den unten stehenden Link.
