Ellipse-E Optimale GNSS-Integration und vielseitige Schnittstellen

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Der Unterschied zwischen einer InertialmesseinheitIMU) und einem InertialnavigationssystemINS) 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 (Inertial Navigation System) hingegen kombiniert IMU 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.

Real-Time Kinematic (RTK) ist ein präzises Satellitennavigationsverfahren, das zur Verbesserung der Genauigkeit von Positionsdaten eingesetzt wird, die aus Messungen des globalen Navigationssatellitensystems (GNSS) stammen. Sie wird häufig in Anwendungen wie Vermessung, Landwirtschaft und autonome Fahrzeugnavigation eingesetzt.

Mit Hilfe einer Basisstation, die GNSS-Signale empfängt und ihre Position mit hoher Genauigkeit berechnet. Anschließend überträgt sie Korrekturdaten in Echtzeit an einen oder mehrere mobile Empfänger (Rover). Die Rover verwenden diese Daten, um ihre GNSS-Messwerte zu korrigieren und ihre Positionsgenauigkeit zu verbessern.

RTK bietet eine Genauigkeit im Zentimeterbereich, indem GNSS-Signale in Echtzeit korrigiert werden. Dies ist wesentlich präziser als die Standard-GNSS-Positionierung, die in der Regel eine Genauigkeit von wenigen Metern bietet.

Die Korrekturdaten von der Basisstation werden über verschiedene Kommunikationsmethoden wie Funk, Mobilfunknetze oder das Internet an die Rover gesendet. Diese Echtzeitkommunikation ist entscheidend für die Aufrechterhaltung der Genauigkeit bei dynamischen Operationen.

Precise Point Positioning (PPP) ist ein Satellitennavigationsverfahren, das durch Korrektur von Satellitensignalfehlern eine hochpräzise Positionsbestimmung ermöglicht. Im Gegensatz zu herkömmlichen GNSS-Methoden, die sich häufig auf bodengestützte Referenzstationen stützen (wie bei RTK), nutzt PPP globale Satellitendaten und fortschrittliche Algorithmen, um genaue Standortinformationen zu liefern.

PPP funktioniert überall auf der Welt, ohne dass lokale Referenzstationen erforderlich sind. Dadurch eignet es sich für Anwendungen in abgelegenen oder schwierigen Umgebungen, in denen es keine Bodeninfrastruktur gibt. Durch die Verwendung präziser Satellitenbahn- und Uhrendaten sowie Korrekturen für atmosphärische und Mehrwegeffekte minimiert PPP gängige GNSS-Fehler und kann eine Genauigkeit im Zentimeterbereich erreichen.

PPP kann für die nachträgliche Positionsbestimmung verwendet werden, bei der die gesammelten Daten im Nachhinein analysiert werden, aber auch für die Echtzeitpositionierung. PPP in Echtzeit (RTPPP) ist in zunehmendem Maße verfügbar und ermöglicht es den Nutzern, Korrekturen zu erhalten und ihre Position in Echtzeit zu bestimmen.

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.