Ellipse-D Die präziseste und kompakteste Doppelantenne INS

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Die Kombination der Trägheitssysteme von SBG Systems mit LiDAR für die Drohnenkartierung erhöht die Genauigkeit und Zuverlässigkeit bei der Erfassung präziser Geodaten.

So funktioniert die Integration und welche Vorteile sie für die Kartierung mit Drohnen bietet:

• Eine Fernerkundungsmethode, bei der Laserpulse verwendet werden, um Entfernungen zur Erdoberfläche zu messen und eine detaillierte 3D-Karte des Geländes oder von Strukturen zu erstellen.
• Das INS von SBG Systems kombiniert eine Trägheitsmesseinheit (IMU) mit GNSS-Daten, um präzise Positionen, Orientierungen (Nick-, Roll- und Gierwinkel) sowie Geschwindigkeiten bereitzustellen – selbst in GNSS-gestörten oder -abgedeckten Umgebungen.

Das Inertialsystem von SBG ist mit den LiDAR-Daten synchronisiert. Das INS erfasst präzise die Position und Ausrichtung der Drohne, während das LiDAR die darunterliegenden Details des Geländes oder Objekts erfasst.

Da die genaue Ausrichtung der Drohne bekannt ist, lassen sich die LiDAR-Daten im 3D-Raum präzise verorten.

Die GNSS-Komponente sorgt für die globale Positionierung, während die IMU Echtzeitdaten zu Ausrichtung und Bewegung liefert. Diese Kombination stellt sicher, dass das INS selbst bei schwachem oder nicht verfügbarem GNSS-Signal (z. B. in der Nähe hoher Gebäude oder dichter Wälder) den Pfad und die Position der Drohne weiterhin verfolgen kann, was eine konsistente LiDAR-Kartierung ermöglicht.

Jamming und Spoofing sind zwei Arten von Interferenzen, die die Zuverlässigkeit und Genauigkeit satellitengestützter Navigationssysteme wie GNSS erheblich beeinträchtigen können.

Als Jamming wird die absichtliche Störung von Satellitensignalen bezeichnet, indem Störsignale auf denselben Frequenzen gesendet werden, die auch von GNSS-Systemen genutzt werden. Diese Interferenz kann die legitimen Satellitensignale überlagern oder verdecken, sodass GNSS-Empfänger die Informationen nicht mehr präzise verarbeiten können. Jamming wird häufig bei militärischen Operationen eingesetzt, um die Navigationsfähigkeiten von Gegnern zu stören, und kann auch zivile Systeme beeinträchtigen, was zu Navigationsausfällen und betrieblichen Herausforderungen führt.

Spoofing hingegen umfasst die Übertragung gefälschter Signale, die echte GNSS-Signale imitieren. Diese trügerischen Signale können GNSS-Empfänger dazu verleiten, falsche Positionen oder Zeiten zu berechnen. Spoofing kann genutzt werden, um Navigationssysteme in die Irre zu führen oder Fehlinformationen zu liefern, wodurch Fahrzeuge oder Flugzeuge potenziell vom Kurs abkommen oder falsche Standortdaten übermittelt werden. Im Gegensatz zum Jamming, das lediglich den Signalempfang behindert, täuscht Spoofing den Empfänger aktiv durch die Darstellung falscher Informationen als legitime Daten vor.

Sowohl Jamming als auch Spoofing stellen erhebliche Bedrohungen für die Integrität GNSS-abhängiger Systeme dar, was fortschrittliche Gegenmaßnahmen und robuste Navigationstechnologien erforderlich macht, um einen zuverlässigen Betrieb in umkämpften oder herausfordernden Umgebungen zu gewährleisten.

Ein Indoor Positioning System (IPS) ist eine spezialisierte Technologie, die den Standort von Objekten oder Personen in geschlossenen Räumen wie Gebäuden, in denen GNSS-Signale schwach oder nicht vorhanden sein können, präzise ermittelt. IPS nutzt verschiedene Techniken, um in Umgebungen wie Einkaufszentren, Flughäfen, Krankenhäusern und Lagerhallen genaue Positionsinformationen bereitstellen zu können.

IPS kann verschiedene Technologien zur Positionsbestimmung nutzen, darunter:

• WLAN: Nutzt die Signalstärke und die Triangulation mehrerer Zugangspunkte zur Positionsbestimmung.
• Bluetooth Low Energy (BLE): Nutzt Beacons, die Signale an Geräte in der Nähe senden, um diese zu orten.
• Ultraschall: Nutzt Schallwellen zur genauen Ortung, häufig in Verbindung mit Sensoren mobiler Geräte.
• RFID (Radio-Frequency Identification): Dabei werden Etiketten an Gegenständen angebracht, um diese in Echtzeit zu verfolgen.
• Trägheitsmesseinheiten (IMUs): Diese Sensoren überwachen Bewegung und Ausrichtung und verbessern die Positionsgenauigkeit in Kombination mit anderen Verfahren.

Eine detaillierte digitale Karte der Innenräume ist für eine genaue Ortung unerlässlich, während mobile Geräte oder Spezialgeräte Signale von der Ortungsinfrastruktur empfangen.

IPS verbessert die Navigation, verfolgt Bestände, unterstützt Rettungsdienste, analysiert das Kundenverhalten im Einzelhandel und lässt sich in Smart-Building-Systeme integrieren, wodurch die betriebliche Effizienz dort erheblich gesteigert wird, wo herkömmliches GNSS versagt.

Ein Kilometerzähler ist ein Messgerät, mit dem die von einem Fahrzeug zurückgelegte Strecke gemessen wird. Er liefert wichtige Informationen darüber, wie weit ein Fahrzeug gefahren ist, was für verschiedene Zwecke nützlich ist, beispielsweise für die Planung von Wartungsarbeiten, die Berechnung des Kraftstoffverbrauchs und die Einschätzung des Wiederverkaufswerts.

Kilometerzähler messen die zurückgelegte Strecke anhand der Anzahl der Umdrehungen der Fahrzeugräder. Ein auf der Reifengröße basierender Kalibrierungsfaktor rechnet die Radumdrehungen in eine Strecke um.

In vielen Navigationsanwendungen, insbesondere in Fahrzeugen, können Daten des Kilometerzählers mit INS andere Daten kombiniert werden, um die Gesamtgenauigkeit zu verbessern. Dieser als Sensorfusion bezeichnete Prozess vereint die Stärken beider Systeme.

RMS (Root Mean Square / Quadratischer Mittelwert) ist ein statistisches Maß zur Quantifizierung der Größe von variierenden Fehlern oder Signalen. Es stellt die Quadratwurzel des Durchschnitts der quadrierten Werte innerhalb eines Datensatzes dar. Da Fehler in Trägheitssensoren – wie Beschleunigungsmessern, Gyroskopen oder vollständigen INS-Ausgaben – um null schwanken können, würde eine einfache Mittelwertbildung einen Fehler von Null vortreffen.

RMS löst dieses Problem, indem es jeden Wert quadriert (wodurch alle Werte positiv werden), den Mittelwert dieser Quadrate bildet und anschließend die Quadratwurzel zieht, um das Ergebnis wieder auf die ursprüngliche Einheit zurückzuführen.

In der Praxis liefert der RMS-Wert (Effektivwert) eine einzige, aussagekräftige Zahl, die das effektive bzw. Gesamtniveau von Rauschen, Drift oder Abweichung im System beschreibt. Bei der Trägheitsnavigation wird der RMS-Wert häufig verwendet, um die Sensor-Rauschdichte, die Lage- oder Positionsgenauigkeit, das Schwingungsniveau und Restfehler bei der Kalibrierung auszudrücken. Er ermöglicht es Ingenieuren, die Leistung verschiedener Sensoren zu vergleichen, Spezifikationen zu validieren und die Stabilität oder Qualität von Navigationsausgaben über die Zeit zu bewerten. Kurz gesagt ist der RMS ein kompakter und robustes Messwert, der die wahre Energie fluktuierender Fehlerquellen in Inertialsystemen erfasst.