INS für zertifizierbares Zuglokalisierungsprojekt (CLUG) ausgewählt
SBG INS wurde für ein Projekt zur zertifizierbaren Zuglokalisierung (CLUG) ausgewählt, das von großen europäischen Eisenbahnunternehmen geleitet wird.
"SBG Systems liefert hervorragende Inertialsensoren. Für uns war es wichtig, mit einem zuverlässigen, lokalen Anbieter zu arbeiten." | Valentin B. - Projektleiter für Zuglokalisierung bei der SNCF
Mit der Digitalisierung der Verkehrsdienste wird die Zuglokalisierung in Echtzeit für den europäischen Eisenbahnsektor und die europäischen Reisenden immer wichtiger.
Derzeit basiert die Position des Zuges zu Signalisierungszwecken auf streckenseitigen Geräten wie Gleisstromkreisen oder Achszählern, die in bestimmten Abständen entlang der Bahnstrecke angebracht sind. Der Einsatz von GNSS könnte sich für das europäische Eisenbahnnetz als bahnbrechend erweisen.
Was ist das CLUG-Projekt?
Das CLUG-Projekt bedeutet "Certifiable Localization Unit with GNSS"(Zertifizierbare Lokalisierungseinheit mit GNSS).
Es handelt sich um ein zweijähriges Projekt (ab Januar 2020), das ein großes und komplettes Konsortium verschiedener Partner zusammenbringt, darunter Eisenbahnunternehmen (SNCF, DB NETZ und SBB), Eisenbahnsignalindustrien (CAF und Siemens), Navigationsspezialisten (Airbus Defense and Space, Naventik, FDC), ein Forschungsinstitut (ENAC) und einen Zertifizierungsexperten (Navcert).
Es baut auf der Nutzung von GNSS in Verbindung mit anderen Sensoren (wie IMU und Kilometerzähler) auf, um eine kontinuierliche und genaue Zuglokalisierung zu ermöglichen, die in das künftige europäische Eisenbahnverkehrsmanagementsystem (ERTMS) integriert werden könnte.
Das von der EU finanzierte CLUG-Projekt wird die Schaffung einer ausfallsicheren fahrzeugseitigen Lokalisierungseinheit mit den folgenden vier Merkmalen untersuchen:
- Eine ausfallsichere fahrzeugseitige Multisensor-Lokalisierungseinheit, die aus einem NavigationskernIMU, Tachometer usw.) besteht, der mit Hilfe von GNSS in Bezug gesetzt wird.), die mittels GNSS, Streckenkarte und einer minimalen Anzahl von Referenzpunkten in Bezug gesetzt wird;
- Ein fahrzeugseitiges, kontinuierliches Lokalisierungssystem, das Standort, Geschwindigkeit und andere dynamische Daten des Zuges liefert;
- Betriebsfähig und interoperabel im gesamten europäischen Schienennetz;
- Kompatibel mit der aktuellen TSI ERTMS bzw. mit deren zukünftigen Weiterentwicklungen.
Warum könnte es ein Game-Changer für das europäische Eisenbahnnetz sein?
Durch die erhebliche Reduzierung der streckenseitigen Ausrüstung - was auch bedeutet, dass weniger anfällige und gefährdete Ausrüstung benötigt wird - und die Verbesserung der Lokalisierungsleistung könnte sich das CLUG-Projekt als entscheidender Faktor für das europäische Eisenbahnnetz erweisen.
Letztendlich ist dieses Projekt die Schlüsseltechnologie für die zukunftssichere Entwicklung der Digitalisierung und Automatisierung von Zügen.
Effizienz, Pünktlichkeit und Sicherheit: Diese zukünftige Zugtechnologie wird den gestiegenen Mobilitätsbedürfnissen aller europäischen Reisenden gerecht werden und ihnen ein verbessertes Kundenerlebnis bieten.
Projekt zur zertifizierbaren Zuglokalisierung (CLUG) unter der Leitung großer europäischer Eisenbahnunternehmen
Für die Experimente im Rahmen des CLUG-Projekts wurden zwei verschiedene Trägheitsnavigationssysteme ausgewählt. "SBG Systems bietet exzellente Trägheitssensoren; es war uns wichtig, mit einem zuverlässigen, lokalen Anbieter zusammenzuarbeiten", erklärt Valentin Barreau, Projektleiter für Zuglokalisierung bei der SNCF.
Das Apogee-D ist ein All-in-One-Trägheitsnavigationssystem, das einen Dreifrequenz-GNSS-Empfänger integriert und eine sehr hohe Genauigkeit lage (0,008°), richtung (0,015°) und Position bietet.
Das zweite INS ist das Ekinox-E, ein extern gestütztes Trägheitsnavigationssystem, das an einen externen GNSS-Empfänger nach Wahl des Nutzers angeschlossen werden kann.
Es liefert eine lage von bis zu 0,02° in Echtzeit und ist hier mit einem GNSS-Empfänger gekoppelt, der für eine echte richtung (0,05°) und eine kontinuierliche Position im Falle von GNSS-Ausfällen sorgt.
Das CLUG-Team verbindet außerdem einen Kilometerzähler mit beiden INS , um eine noch höhere Leistung zu erzielen, insbesondere in langen Tunneln. Für diese spezielle Anwendung verwendet CLUG die INS . Airbus Defense and Space hat den Algorithmus zur Erzeugung der Zuglokalisierung entwickelt und verwendet die nachbearbeiteten Apogee-Inertial- und GNSS-Daten als Referenz für die Testphase.
Wie alle Trägheitssensoren von SBG profitieren Apogee-D und Ekinox-E von einem umfassenden Test-, Screening- und Kalibrierungsprozess.
Jeder Sensor wird individuell bei Temperaturen von -40°C bis 85°C kalibriert und mit einem Kalibrierungsbericht ausgeliefert. Die Sensoren werden getestet, und nur diejenigen, die den Spezifikationen entsprechen, werden ausgeliefert. Dieser Prozess gewährleistet ein Höchstmaß an Zuverlässigkeit.
INS von SBG Systemsbei der Zugortung eingesetzt
Apogee und Ekinox INS liefern fusionierte Daten in Echtzeit, ermöglichen aber auch die Nachbearbeitung dank eines integrierten Datenloggers.
Die Nachbearbeitung wird durch die SBG-eigene PPK-Software Qinertia erleichtert. Qinertia bietet eine einzigartige VBS-Funktion, die automatisch mehrere öffentlich zugängliche Korrekturquellen in die nachbearbeitete Lösung einbezieht.
So verwandelt VBS die Korridorkartierung von Hunderten von Eisenbahnkilometern in eine nahtlose Aufgabe.
Die Ergebnisse dieses erstaunlichen Experiments werden im Dezember 2021 erwartet. Verfolgen Sie jeden Schritt dieses technischen Abenteuers auf der CLUG-Website und in den sozialen Netzwerken.
Apogee-D
Ellipse-D ist ein Trägheitsnavigationssystem, das eine Doppelantenne und ein RTK-GNSS mit zwei Frequenzen integriert und mit unserer Nachbearbeitungssoftware Qinertia kompatibel ist.
Es wurde für Robotik- und Geospatial-Anwendungen entwickelt und kann Odometer-Eingaben mit Pulse oder CAN OBDII für eine verbesserte Dead-Reckoning-Genauigkeit verschmelzen.
Angebot für Apogee-D anfordern
Haben Sie noch Fragen?
Willkommen in unserem FAQ-Bereich! Hier finden Sie Antworten auf die häufigsten Fragen zu den von uns vorgestellten Anwendungen. Wenn Sie nicht finden, wonach Sie suchen, können Sie uns gerne direkt kontaktieren!
Was ist GNSS im Vergleich zu GPS?
GNSS steht für Global Navigation Satellite System und GPS für Global Positioning System. Diese Begriffe werden oft synonym verwendet, beziehen sich aber auf unterschiedliche Konzepte innerhalb satellitengestützter Navigationssysteme.
GNSS ist ein Sammelbegriff für alle Satellitennavigationssysteme, während GPS sich speziell auf das US-amerikanische System bezieht. Er umfasst mehrere Systeme, die eine umfassendere globale Abdeckung bieten, während GPS nur eines dieser Systeme ist.
Durch die Integration von Daten aus mehreren Systemen erhalten Sie mit GNSS eine höhere Genauigkeit und Zuverlässigkeit, während GPS allein je nach Satellitenverfügbarkeit und Umgebungsbedingungen seine Grenzen haben kann.
Was ist GNSS-Post-Processing?
GNSS-Post-Processing (PPK) ist ein Ansatz, bei dem die von einem GNSS-Empfänger aufgezeichneten GNSS-Rohdatenmessungen nach der Datenerfassung verarbeitet werden. Sie können mit anderen Quellen von GNSS-Messungen kombiniert werden, um die vollständigste und genaueste kinematische Trajektorie für diesen GNSS-Empfänger zu erstellen, selbst in den schwierigsten Umgebungen.
Bei diesen anderen Quellen kann es sich um lokale GNSS-Basisstationen am oder in der Nähe des Datenerfassungsprojekts oder um bestehende kontinuierlich arbeitende Referenzstationen (CORS) handeln, die in der Regel von staatlichen Stellen und/oder kommerziellen CORS-Netzbetreibern angeboten werden.
Eine Post-Processing Kinematic (PPK)-Software kann frei verfügbare GNSS-Satellitenbahn- und Uhrzeitinformationen nutzen, um die Genauigkeit weiter zu verbessern. PPK ermöglicht die präzise Bestimmung des Standorts einer lokalen GNSS-Basisstation in einem absoluten globalen Koordinatenreferenzrahmen, der verwendet wird.
PPK-Software kann auch komplexe Transformationen zwischen verschiedenen Koordinatenreferenzrahmen zur Unterstützung von technischen Projekten unterstützen.
Mit anderen Worten: Sie ermöglicht den Zugang zu Korrekturen, verbessert die Genauigkeit des Projekts und kann sogar Datenverluste oder Fehler während der Vermessung oder Installation nach dem Einsatz beheben.
Was ist der Unterschied zwischen IMU und INS?
Der Unterschied zwischen einer InertialmesseinheitIMU) und einem Inertialnavigationssystem (INS) liegt in ihrer Funktionalität und Komplexität.
Eine IMU (Inertialmesseinheit) liefert Rohdaten über die lineare Beschleunigung und Winkelgeschwindigkeit des Fahrzeugs, die von Beschleunigungsmessern und Gyroskopen gemessen werden. Sie liefert Informationen zum rollen, nicken, Gieren und zur Bewegung, berechnet aber keine Positions- oder Navigationsdaten. Die IMU ist speziell dafür ausgelegt, wichtige Bewegungs- und Orientierungsdaten für die externe Verarbeitung zur Bestimmung von Position und Geschwindigkeit zu übermitteln.
Ein INS (Inertiales Navigationssystem) hingegen kombiniert IMU Daten mit fortschrittlichen Algorithmen, um die Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung eines Fahrzeugs über die Zeit zu berechnen. Es beinhaltet Navigationsalgorithmen wie die Kalman-Filterung zur Sensorfusion und -integration. Ein INS liefert Echtzeit-Navigationsdaten, einschließlich Position, Geschwindigkeit und Ausrichtung, ohne auf externe Positionierungssysteme wie GNSS angewiesen zu sein.
Dieses Navigationssystem wird typischerweise in Anwendungen eingesetzt, die umfassende Navigationslösungen erfordern, insbesondere in Umgebungen, in denen GNSS nicht verfügbar ist, wie z. B. bei militärischen UAVs, Schiffen und U-Booten.
Was ist der Unterschied zwischen RTK und PPK?
Real-Time Kinematic (RTK) ist eine Positionierungstechnik, bei der GNSS-Korrekturen nahezu in Echtzeit übertragen werden, in der Regel mit einem Korrekturstrom im RTCM-Format. Bei der Gewährleistung der GNSS-Korrekturen, insbesondere ihrer Vollständigkeit, Verfügbarkeit, Abdeckung und Kompatibilität, können sich jedoch Herausforderungen ergeben.
Der Hauptvorteil von PPK gegenüber der RTK-Nachverarbeitung besteht darin, dass die Datenverarbeitung während der Nachverarbeitung optimiert werden kann, einschließlich der Vorwärts- und Rückwärtsverarbeitung, während bei der Echtzeitverarbeitung jede Unterbrechung oder Inkompatibilität bei den Korrekturen und ihrer Übertragung zu einer geringeren Genauigkeit der Positionierung führt.
Ein erster wesentlicher Vorteil des GNSS-Post-Processing (PPK) gegenüber Echtzeit (RTK) besteht darin, dass das im Feld eingesetzte System keine Datenverbindung/Funkverbindung benötigt, um die vom CORS kommenden RTCM-Korrekturen in das INS einzuspeisen.
Die wichtigste Einschränkung bei der Einführung der Nachbearbeitung ist die Anforderung an die endgültige Anwendung, auf die Umgebung einzuwirken. Wenn Ihre Anwendung jedoch die zusätzliche Verarbeitungszeit verkraften kann, die für die Erstellung einer optimierten Flugbahn erforderlich ist, wird dies die Datenqualität für alle Ihre Ergebnisse erheblich verbessern.