GPS AUF GEHOBENEM NIVEAU
MIT "DEAD RECKONING" (=DR) VON NAVMAN SOLL GPS JETZT EINE NEUE DIMENSION BESCHREITEN.
Diese Lösung erlaubt eine vollkommen flächendeckende Bestimmung von GPS-Positionen. Selbst in Situationen, in denen der Empfang eines guten GPS-Signals nicht möglich ist.
Mit speziellen Features hebt diese Variante die GPS-Technologie auf ein ganz neues Niveau. Normalerweise sind, um eine genaue GPS Position ermitteln zu können, mindestens vier Satelliten in einer klaren Sichtlinie erforderlich. Problematisch wird es allerdings in Regionen, in denen die Satellitensignale blockiert sind: wie z.B. in Tunnels oder in Häuserschluchten der Großstädte. Hier verschlechtert sich die Qualität des GPS Signals rapide. Eine zuverlässige Navigation kann nicht mehr durchgeführt werden.
NAVMAN hat dieses Problem mit „Dead Reckoning" in den Griff bekommen. Die DR-Module von NAVMAN werden mit einer GPS-Antenne, einem Geschwindigkeitssensor (Radsensor) und einem Kreisel bzw. Gyro verbunden. Piezoelektronische Kreisel bedienen sich einer Technologie ähnlich der von Miniaturstimmgabeln, die in niederfrequenten Oszillatoren für Uhren zum Einsatz kommen. Die Gabelkonstruktion der Baugruppe enthält vier Piezoeinheiten: Zwei erzeugen die Vibrationen der Gabel und zwei dienen zur Feststellung einer Drehbewegung. Der im DR-Empfänger verwendete Algorithmus wurde für die Verwendung dieses Typus von Kreisel optimiert.
DEAD-RECKONING-SENSOR WIRD BEIM NAVIGIEREN KALIBRIERT
Ist der Empfänger mit den zusätzlichen DR-Komponenten verbunden, arbeitet er zunächst ähnlich einem GPS-Empfänger ohne DR-Zusatz. Sobald der Empfänger beginnt, mittels GPS-Signalen zu navigieren, wird der DR-Sensor kalibriert. Der Kalibrierungsprozess startet durch das Abspeichern einiger Startparameter entweder im Programm selbst (ROM) oder in einem Speicher (z.B. RAM), der zum Abspeichern von laufenden Parametern dient. Die Software beginnt nun anhand der Startparameter die Navigationsdaten der Sensoren mit denen der laufend empfangenen GPS-Daten zu vergleichen und aktualisiert dann die Parameter.
Die Kalibrierung des Radsensors erfolgt durch das Zurücklegen einer Strecke, die für das GPS ausreicht, um eine hinreichende Genauigkeit zu bestimmen (normalerweise bis zu etwa einem Kilometer). Die genaue Dauer und Distanz, die zur Kalibrierung des DR-Sensors zurückzulegen ist, hängt von der GPS-Signalqualität und der Empfängertemperaturstabilität ab.
KREISEL IN ZWEI SCHRITTEN KALIBRIEREN
Die Kreiselkalibrierung erfolgt in zwei Schritten, erstens durch die Bestimmung der Kreiselausrichtung und zweitens durch dessen Empfindlichkeit. Die Kreiselausrichtung (Zero Turn Rate) wird bestimmt, indem das Fahrzeug in einer stationären Position verbleibt, während der GPS-Empfänger sich mit einem Satelliten verbindet und in den Navigationsmodus übergeht. Die Bestimmung der Kreiselempfindlichkeit erfordert, dass sich das Fahrzeug bewegt und eine Kurve fährt. Normalerweise werden zwei Richtungsänderungen durchgeführt, eine Rechts- und eine Linkskurve.
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Alternativ lassen sich auch zwei ganze Kreise in beiden Richtungen fahren. Dies verfeinert die Kalibrierung von Beginn an und ermöglicht dem GPS-Empfänger, die Wendekreisausgangsinformation des Kreisels als auch die effektive Fahrtrichtungsänderung zu kalibrieren, und diese auch auf seine Genauigkeit zu prüfen.
NAVMAN entwickelt und produziert eine Reihe von GPS-Empfängern wie z.B. die „Jupiter" Familie, die kürzlich um das neue Mitglied Jupiter 20 erweitert wurde. Jupiter 20 enthält die DR-Funktion und beruht auf der Technologie von SiRF und des SiRF-Star-II-Chipsets. Damit eignet es sich besonders für den Einsatz in anspruchsvollen Anwendungen, wie Fahrzeugverfolgung in Stadtgebieten. Der 12- Kanal-Empfänger ist als Surface Mount Device (SMD) ausgeführt und steckt in einem platzsparenden Chip-Scale-Gehäuse; dies ermöglicht auch den Einsatz in tragbaren Geräten.
Jupiter 20 wird in drei Versionen verfügbar sein. Einer Standard-Variante, einer hochempfindlichen Variante, welche mit XTrack Software geliefert wird und sicheres Navigieren in Gebieten ermöglicht, die nur niedrige GPS Singalpegel zur Verfügung haben. Drittens einer DR Variante für den Einbau in Fahrzeugen mit Eingängen für Radsensoren und Gyrosensoren. Neben den schon gewohnt zuverlässigen Navigationssignalen stellt der Jupiter 20 auch ein hochgenaues Zeitsignal, basierend auf den Atomuhren an Bord der Navstar Satelliten zur Verfügung, welches die Anwendung in zeitkritischen Applikationen, wie z.B. das Synchronisieren von Telekomeinrichtungen für die Mobilkommunikation ermöglicht. Bei einer Größe von nur 1x1 Inch ( 25,4 x 25,4mm) bringt NAVMAN nicht nur das GPS Chipset, sondern auch zusätzliche Antennenverstärker unter, die notwendig sind, um passive Antennen verwenden zu können. Des weiteren bietet das GPS Chipset einen im System programmierbaren Programmspeicher, der ein Softwareupdate im Feld ermöglicht. Die Navigationsgenauigkeit wird von NAVMAN mit besser als 3m angegeben. Die Genauigkeit des zur Verfügung gestellten Zeitsignals ist besser als 1µS. Neben den kleinen Abmessungen bietet der Jupiter 20 auch durch die Versorgungsspannung von 2,4-3,6V ideale Voraussetzungen, um in mobilen, batteriegespeisten Geräten betrieben zu werden. Die zulässige Betriebstemperatur von -40°C bis +85°C entspricht sowohl den Anforderungen von Industrie- als auch Automotiveanwendungen.
Der piezoelektronische Gyrosensor enthält vier Piezoeinheiten; zwei dienen zur Erzeugung der Vibrationen der Gabel und zwei zur Feststellung einer Drehbewegung
Ivan Mitic, DW 85
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