Die Vorwärts-/Rückwärtsverarbeitung ist eine Nachbearbeitungsmethode zur Verbesserung der Positionierungsgenauigkeit in GNSS-/INS-Navigationssystemen. Diese Methode nutzt die Stärken beider Technologien, indem alle gesammelten Daten in zwei Richtungen – vorwärts und rückwärts – verwendet werden. Die Vorwärtsverarbeitung analysiert Daten in chronologischer Reihenfolge, so wie sie aufgezeichnet wurden. Die Rückwärtsverarbeitung macht das Gegenteil, indem sie Daten vom letzten aufgezeichneten Punkt zurück zum Anfang liest und analysiert. Diese Dual-Pass-Technik liefert zwei Trajektorienschätzungen, die dann zur Verbesserung der Genauigkeit zusammengeführt werden können.
GNSS bietet eine hohe Langzeitgenauigkeit, versagt jedoch in Gebieten mit Signalabschattung wie Tunneln oder dicht besiedelten Städten. Trägheitssysteme hingegen liefern zuverlässige Kurzzeitdaten, leiden aber im Laufe der Zeit unter Drift. Wenn GNSS-Signale ausfallen, zum Beispiel in einem Tunnel, halten Trägheitsdaten die Trajektorie aufrecht, führen aber Fehler ein. Diese Fehler akkumulieren sich unterschiedlich, wenn sie rückwärts verarbeitet werden. Durch den Vergleich sowohl der vorwärts als auch der rückwärts berechneten Inertialpfade identifiziert und reduziert das System Drifteffekte.
Stellen Sie sich ein Fahrzeug vor, das in einen Tunnel einfährt, wo das GNSS-Signal verloren geht. Der vorwärts verarbeitete Pfad zeigt eine akkumulierte Drift, wenn das Fahrzeug den Tunnel verlässt. Wird der Pfad vom Tunnelausgang rückwärts verarbeitet, erscheint die Drift stattdessen am Eingang. Die Kombination beider Richtungen gleicht Fehler aus und verbessert die endgültige Pfadschätzung. Dieser Ansatz hilft, wichtige Bewegungen wie Spurwechsel oder Hindernisvermeidung auch bei GNSS-Ausfällen zu erfassen.
Diese Technik verbessert auch die Lageschätzung, wodurch die Genauigkeit von Nick-, Roll- und Gierbewegungen verbessert wird. Sie funktioniert in drei Dimensionen, nicht nur lateral. Obwohl nicht unbedingt erforderlich für sehr kurze Ausfälle, verbessert sie stets die Datenqualität. Das Zusammenführen von Vorwärts- und Rückwärtsergebnissen führt zu einer robusten und genauen endgültigen Trajektorie.
Die Vorwärts-/Rückwärtsverarbeitung ist ideal für Anwendungen, bei denen hohe Genauigkeit entscheidend ist. Sie macht ein GNSS-/INS-System zu einer leistungsfähigeren Lösung, insbesondere in anspruchsvollen Umgebungen, wo GNSS allein versagen würde.
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