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GNSS-Denied (Eingeschränkte GNSS-Verfügbarkeit)
Als GNSS denied wird eine Umgebung bezeichnet, in der Signale des Globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) nicht verfügbar oder unzuverlässig sind. Systeme können keine genauen Positions-, Navigations- oder Zeitdaten von Satelliten empfangen.
Mehrere Faktoren können GNSS-reduzierte Bedingungen verursachen. Physische Hindernisse wie Gebäude, Tunnel oder dichte Wälder können Satellitensignale blockieren. Vorsätzliche Störungen wie Jamming oder Spoofing können GNSS-Daten stören oder verfälschen. Auch Umweltbedingungen wie atmosphärische Störungen können die Signalqualität beeinträchtigen.
In GNSS-reduzierten Umgebungen schlägt eine standardmäßige GNSS-basierte Navigation fehl oder wird ungenau. Autonome Systeme müssen sich auf alternative Lösungen verlassen, um ihre Leistung aufrechtzuerhalten. Zu diesen Lösungen gehören Inertiale Navigationssysteme, visuelle Odometrie, LiDAR oder radarbasierte Lokalisierung.
Beispiele für GNSS-denied Szenarien
GNSS-denied Szenarien sind in Verteidierungs- und Sicherheitsoperationen von entscheidender Bedeutung. Gegner versuchen häufig, Satellitensignale zu stören, um die Navigationsgenauigkeit zu verringern. Ein zuverlässiger Betrieb unter solchen Bedingungen gewährleistet die Kontinuität der Mission und die Systemresilienz.
Urban Canyons erzeugen aufgrund von Signalreflexion und -blockierung häufig solche Bedingungen. Untergrundumgebungen wie Bergwerke oder U-Bahnen verhindern den Empfang von Satellitensignalen vollständig. Auch in Innenräumen fehlt eine zuverlässige GNSS-Abdeckung.
Technologien für die Navigation während GNSS-Ausfällen
Unternehmen entwickeln robuste Navigationssysteme, um mit GNSS-reduzierten Situationen umzugehen. Sie integrieren mehrere Sensoren und fortschrittliche Algorithmen, um Position und Ausrichtung zu bestimmen.
1 – Inertiale Navigationssysteme (INS) spielen dabei eine zentrale Rolle. Sie nutzen Beschleunigungsmesser und Gyroskope zur Schätzung von Bewegung und Position.
2 – Sensorfusion verbessert die Leistung in GNSS-reduzierten Umgebungen. Systeme kombinieren INS-Daten mit anderen Sensoren wie Kameras, LiDAR oder Radar. Dieser Ansatz erhöht die Robustheit, verbessert die Genauigkeit und reduziert die Drift im Laufe der Zeit.
3 – Visuelle Odometrie verfolgt Bewegungen anhand von Bildsequenzen. LiDAR-basierte Kartierung bietet präzises räumliches Bewusstsein. Radar bietet Zuverlässigkeit bei schlechten Sichtverhältnissen. Jede Technologie trägt zu einer ausfallsicheren Navigation bei.
Die Fähigkeit in GNSS-reduzierten Umgebungen ist für autonome Fahrzeuge, UAVs und Marinesysteme unerlässlich. Sie gewährleistet einen kontinuierlichen Betrieb, wenn Satellitensignale nicht verfügbar sind. Diese Fähigkeit erhöht die Zuverlässigkeit, Sicherheit und operative Effektivität in anspruchsvollen Umgebungen.
