Beiträge zur modularen Kopplung in der Fahrzeugnavigation:
Gespeichert in:
| 1. Verfasser: | |
|---|---|
| Format: | Abschlussarbeit Buch |
| Sprache: | German |
| Veröffentlicht: |
Braunschweig
TU Braunschweig - Niedersächsisches Forschungszentrum für Luftfahrt
[2021]
|
| Ausgabe: | Als Manuskript gedruckt |
| Schriftenreihe: | Forschungsbericht / TU Braunschweig, Niedersächsisches Forschungszentrum für Luftfahrt
2021,02 Berichte aus der Luft- und Raumfahrttechnik |
| Schlagworte: | |
| Online-Zugang: | Inhaltsverzeichnis Inhaltsverzeichnis |
| Beschreibung: | XXVII, 220 Seiten Illustrationen, Diagramme 21 cm |
| ISBN: | 9783947623389 3947623380 |
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INHALTSVERZEICHNIS
KURZFASSUNG
II
ABSTRACT
III
NOMENKLATUR
XIII
ABBILDUNGSVERZEICHNIS
XIX
TABELLENVERZEICHNIS
XXVII
1
EINLEITUNG
1
1.1
MOTIVATION
.
1
1.2
WISSENSCHAFTLICHE
ZIELSETZUNG
.
3
1.3
AUFBAU
DER
DISSERTATION
.
4
2
STAND
DER
TECHNIK
7
2.1
KOMMERZIELLE
LOKALISIERUNGSSYSTEME
.
7
2.1.1
HIGHEND
UND
LOWCOST-GNSS-RECEIVER
.
8
2.1.2
KOPPELNAVIGATION
.
9
2.2
FORSCHUNG
.
11
2.2.1
INERTIALNAVIGATION
.
12
2.2.2
SATELLITENORTUNG
IM
URBANEN
UMFELD
.
12
2.2.3
KOPPELNAVIGATIONSSYSTEME
.
13
2.2.4
KOPPLUNG
MIT
EINER
UMFELDWAHRNEHMUNG
.
14
2.3
AUSGANGSPUNKT
.
15
2.3.1
2D
FULL-STATE-KALMAN-FILTER
.
15
2.3.2
LSDF
1.0
/
2.0
.
15
2.4
ZUSAMMENFASSUNG
UND
MOTIVATION
.
17
VII
3
GNSS-BASIERTE
POSITIONIERUNG
19
3.1
AUFBAU
EINES
GLOBALEN
SATELLITENNAVIGATIONSSYSTEMS
.
20
3.1.1
AUFGABE
DES
BODENSEGMENTES
.
20
3.1.2
AUFGABE
DES
WELTRAUMSEGMENTES
.
21
3.1.3
NUTZERSEGMENT
.
25
3.2
GRUNDSAETZLICHE
FUNKTIONSWEISE
EINES
SATELLITENNAVIGATIONS
SYSTEMS
.
26
3.2.1
SATELLITENSIGNALAUFBAU
.
26
3.2.2
MESSUNG
DER
PSEUDOSCHRAEGENTFERNUNG
.
28
3.2.3
POSITIONSBESTIMMUNG
DURCH
MINIMIERUNG
DER
FEHLER
QUADRATSUMME
29
3.2.4
MESSUNG
DER
DOPPLER-FREQUENZVERSCHIEBUNG
.
30
3.2.5
BESTIMMUNG
DES
GESCHWINDIGKEITSVEKTORS
DURCH
MI
NIMIERUNG
DER
FEHLERQUADRATSUMME
.
31
4
STOERGROESSEN
UND
DESSEN
KORREKTUR
BEI
GNSS-MESSUNGEN
35
4.1
SATELLITENSPEZIFISCHE
STOERGROESSEN
.
35
4.1.1
SATELLITENBAHNFEHLER
.
36
4.1.2
ABWEICHUNGEN
DER
SATELLITENUHREN
.
36
4.2
STOERGROESSEN
AUF
DEM
SIGNALPFAD
.
37
4.2.1
EINFLUSS
DER
UNTERSCHIEDLICHEN
ATMOSPHAERENSCHICHTEN
.
37
4.2.2
EINFLUSS
DURCH
DIE
DIREKTE
UMGEBUNG
DER
EMPFANGS
ANTENNE
40
4.3
STOERGROESSEN
IM
NUTZER
SEGMENT
.
44
4.3.1
EINFLUSS
DER
VERWENDETEN
ANTENNE
.
44
4.3.2
EMPFAENGERAUFBAU
.
45
4.3.3
LOKALER
REFERENZOSZILLATOR
.
50
4.4
FEHLERBUDGETS
.
53
4.4.1
SATELLITENFEHLERBUDGET
.
53
4.4.2
SIGNALPFADFEHLERBUDGET
.
54
4.4.3
EMPFAENGERSEITIGES
FEHLERBUDGET
.
54
4.5
DIFFERENTIELLE
SATELLITENNAVIGATION
.
55
5
GNSS-EMPFAENGERUHREN
IN
BEWEGTEN
BODENFAHRZEUGEN
57
5.1
MONITORING
DER
EMPFAENGERUHR
.
57
5.1.1
ERZEUGEN
DER
RESIDUEN
DER
PSEUDOSCHRAEGENTFERNUNG
UND
DER
DOPPLER-FREQUENZ
.
58
VIII
5.1.2
MODELLBASIERTE
KORREKTUREN
DER
PSEUDOSCHRAEGENTFER
NUNGEN
.
62
5.1.3
KORREKTURDATEN
FUER
PSEUDOSCHRAEGENTFERNUNGEN
.
62
5.1.4
BERECHNUNG
DER
ABWEICHUNGEN
DER
GNSS-EMPFAENGERUHR
69
5.2
EINFLUSS
VON
BESCHLEUNIGUNGSVARIATIONEN
AUF
DIE
EMPFAENGERUHR
71
5.2.1
LABORVERSUCH
ZUM
EINFLUSS
DER
AENDERUNG
DES
BE
SCHLEUNIGUNGSVEKTORS
.
72
5.2.2
MESSUNG
DES
UHRENVERHALTENS
UNTER
REALEN
BEDINGUN
GEN
IN
EINEM
PKW
.
74
5.3
AUSWERTUNG
DER
MESSDATEN
.
77
5.4
ZUSAMMENFASSUNG
DER
EMPFAENGERUHRENANALYSE
.
81
6
ORTUNGSFUSION
FUER
STRASSENFAHRZEUGE
83
6.1
KOPPLUNGSARTEN
.
84
6.2
SENSORIK
UND
VORVERARBEITUNG
.
87
6.2.1
RELATIVORTUNGSSENSORIK
IM
FAHRZEUG
.
87
6.2.2
SYNCHRONISIERUNG
DER
SENSOREN
.
90
6.3
INTEGRITAET
UND
SENSORFEHLER
.
91
6.3.1
VORGELAGERTE
SENSORFEHLERSCHAETZUNG
DER
IMU
.
91
6.3.2
VORGELAGERTE
SENSORFEHLERSCHAETZUNG
DER
RADDREHZAHL
SENSOREN
.
93
6.3.3
KORREKTUR
DER
GNSS-DATEN
.
94
6.3.4
VERWENDETE
GNSS-INTEGRITAETSCHECKS
.
94
6.4
FUSION
.
97
6.4.1
STRAPDOWN-SYSTEM
ALS
BASIS
DER
FUSION
.
97
6.4.2
KORREKTUREN
IM
BASISSYSTEM
.
98
6.4.3
KALMAN-FILTER
ALS
FEHLERZUSTANDSRAUMSCHAETZER
.
101
6.4.4
UNTERSCHIEDLICHE
BEHANDLUNG
VON
MODELL
UND
SENSOR
FEHLERN
.
104
6.4.5
AKTUALISIERUNG
DER
FEHLERZUSTANDSSCHAETZUNG
DURCH
POSITION
UND
GESCHWINDIGKEIT
.
105
6.4.6
AKTUALISIERUNG
DER
FEHLERZUSTANDSSCHAETZUNG
DURCH
GNSS-ROHDATEN
.
107
6.4.7
AKTUALISIERUNG
DER
FEHLERZUSTANDSSCHAETZUNG
DURCH
DOPPLER-VERSCHIEBUNGSFREQUENZEN
.
111
6.4.8
AKTUALISIERUNG
DER
UHRENFEHLERZUSTANDSSCHAETZUNG
.
.
.
113
6.4.9
RADDREHZAHLSENSOR
BASIERTE
AKTUALISIERUNG
.
117
IX
6.4.10
ZUSAETZLICHE
STUETZUNG
DER
FAHRTRICHTUNG
DURCH
EINEN
GNSS-GESCHWINDIGKEITSVEKTOR
.
118
6.4.11
ZERO-VELOCITY-UPDATE
.
118
7
INNOVATIONEN
DER
ORTUNGSFUSION
121
7.1
PROBLEMSTELLUNG
.
122
7.1.1
GRUNDGEDANKE
ZUR
MODULARISIERUNG
.
123
7.1.2
ZENTRALE
FRAGE
.
124
7.2
MODULARISIERUNG
DER
GPS-BASIERTEN
AKTUALISIERUNG
.
125
7.2.1
MODULARISIERUNG
DER
AKTUALISIERUNG
AUS
GNSS-ROH
DATEN
.
125
7.2.2
ALLEINIGE
AKTUALISIERUNG
DER
POSITION
AUS
GNSS-ROH
DATEN
.
126
7.2.3
ALLEINIGE
AKTUALISIERUNG
DER
GESCHWINDIGKEIT
AUS
GNSS
ROHDATEN
.
126
7.2.4
ALLEINIGE
AKTUALISIERUNG
DER
EMPFAENGERUHRENDRIFT
UND
DES
BIAS
AUS
GNSS-ROHDATEN
.
127
7.3
UHRENFEHLERAKTUALISIERUNG
MITTELS
BAROMETRISCHER
MESSUNGEN
.
127
7.3.1
GRUNDGEDANKE
DER
UHRENFEHLERSCHAETZERSTUETZUNG
DURCH
EINE
HOEHENMESSUNG
.
128
7.3.2
AKTUALISIERUNG
DES
FEHLERSCHAETZERS
FUER
DEN
EMPFAEN
GERUHRENBIAS
.
131
8
VALIDIERUNG
133
8.1
VERSUCHSAUFBAU
.
134
8.1.1
REFERENZPOSITION
.
134
8.1.2
AUFBAU
DES
ORTUNGSSYSTEMS
IM
VERSUCHSFAHRZEUG
.
.
.
137
8.2
MESSFAHRT
UND
SZENARIEN
.
139
8.2.1
AUTOBAHNSZENARIO
.
139
8.2.2
UEBERLANDSZENARIO
.
140
8.2.3
HAUPTSTRASSEN
IM
STAEDTISCHEN
SZENARIO
.
141
8.2.4
INNENSTADTSZENARIO
.
142
8.3
HERKOEMMLICHE
VERSION
MIT
FILTER
NACH
DER
SATELLITENANZAHL
.
.
145
8.3.1
VERGLEICHBARKEIT
ZWEIER
POSITIONSLOESUNGEN
.
146
8.3.2
KONFIGURATION
FUER
DEN
STAND
DER
TECHNIK
.
146
8.4
MESSUNGEN
ZUR
IDENTIFIKATION
EINER
IDEALEN
KONFIGURATION
.
.
.
152
8.4.1
ZERO-VELOCITY-UPDATE
MIT
UHRENFEHLERAKTUALISIERUNG
.
152
8.4.2
MODULARISIERUNG
.
153
X
8.4.3
POSITIONSUPDATE
.
156
8.4.4
GESCHWINDIGKEITSUPDATE
.
157
8.4.5
AKTUALISIERUNG
DES
FEHLERSCHAETZERS
FUER
DEN
EMPFAEN
GERUHRENBIAS
.
160
8.4.6
AKTUALISIERUNG
DES
FEHLERSCHAETZERS
FUER
DIE
EMPFAENGER
UHRENDRIFT
.
162
8.5
KOMBINATION
VERSCHIEDENER
MODULARISIERUNGSFILTERKONFIGURA
TIONEN
.
165
8.6
MESSUNGEN
ZUM
VERGLEICH
DER
HOEHENSTUETZUNGSMOEGLICHKEITEN
.
169
8.7
ZUSAMMENFASSUNG
DER
VERSUCHSERGEBNISSE
.
172
9
ZUSAMMENFASSUNG
173
10
AUSBLICK
177
ANHANG 179
A.L
EMPFAENGERUHRENVERHALTEN
WAEHREND
DER
FAHRT
.
181
A.2
VERFUEGBARKEIT
DER
VERSCHIEDENEN
GNSS-SATELLITEN
.
185
A.3
BERECHNUNG
DER
HOEHE
AUS
EINER
BAROMETRISCHEN
MESSUNG
.
.
.
187
A.3.1
BOARDAUTONOME
KORREKTURPARAMETERSCHAETZER
.
190
A.4
BAROMETRISCHE
HOEHENMESSUNG
IM
VERSUCHSFAHRZEUG
DES
IFF
.
191
A.5
SENSORIK
IM
VERSUCHSFAHRZEUG
.
194
A.5.1
ZEITMASTER
.
194
A.5.2
BAROSENSOR
.
196
A.5.3
IMU
UND
GNSS-RECEIVER
.
196
A.6
KOORDINATEN
UND
DEREN
TRANSFORMATIONEN
.
197
A.6.1
ROTATIONSMATRIZEN
.
197
A.7
BILDUNG
DER
JACOBI-MATRIX
FUER
DAS
UPDATE
DER
LAGEWINKELFEHLER
199
AUSGEWAEHLTE
PUBLIKATIONEN
DES
AUTORS
205
LITERATURVERZEICHNIS
209
XI |
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