Sapcordas L-Band GNSS-Service liefert Zentimetergenauigkeit für autonome Fahrzeuge

Präzise Positionierung ist kritisch für zahllose mobile Anwendungen, besonders autonome Fahrzeuge. Sapcorda, ein junges Unternehmen, liefert GNSS-Korrekturdienste, die schnelle, zuverlässige, zentimetergenaue Standortdaten über diverse Märkte bereitstellen.

Am 1. Dezember 2020 startete Sapcorda sein L-Band-Augmentationssignal in den USA und Europa. Übertragen von zwei geostationären Satelliten, bietet der Service 99,9 % Uptime und liefert PPP-RTK-Datenfeed-Redundanz, die bei IP-Konnektivitätsausfall automatisch auf einen Backup-Kanal umschaltet – was Sicherheit und Zuverlässigkeit für autonome Fahrzeuge und Schwerlastmaschinen erhöht.

Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric und u-blox gründeten Sapcorda 2017 als Joint Venture, um präzise und zuverlässige GNSS-Dienste zu ermöglichen. Der Name steht für Safe and Precise Correction Data Services und beschreibt genau den Zweck: Korrekturdienste für GPS- und GLONASS-Satellitensysteme bereitzustellen, um Positionierungsgenauigkeit zu verbessern. Support für GALILEO und BeiDou ist bald geplant.

„Wir sind der einzige Service weltweit, der eine auf Massenmarkt-Anwendungen zugeschnittene Lösung anbieten kann“, sagte Botho Graf zu Eulenburg, CEO von Sapcorda, gegenüber EE Times Europe. Die Lösung „liefert die Korrekturdaten in einem offenen, industriegetriebenen Format bei niedrigster Bandbreite, um hochpräzise Positionsgenauigkeit in Konvergenzzeiten unter 30 Sekunden zu erreichen“, so der CEO.

Das Unternehmen bietet ein B2B-Geschäftsmodell für GNSS-Hersteller, Systemintegratoren und OEMs. Es operiert global und unterhält Büros in Deutschland (Berlin und Hannover) sowie in den USA (Scottsdale, Arizona). „Für uns als neues Unternehmen ist der starke Background der Gründer sehr wichtig, um in langfristige Geschäftsbeziehungen einzutreten, besonders mit Automotive OEMs, die der Hauptmarkt sind“, sagte der CEO.

Geodätische High-Precision GNSS-Empfänger für professionelle Nutzung haben sich über die letzten zwei Jahrzehnte weiterentwickelt. Traditionelles GNSS erlaubte Navigation mobiler Objekte auf ca. 10 m Genauigkeit, ist aber teuer und anfällig für Ungenauigkeiten und Fehler. Sapcordas Safe and Precise Augmentation (SAPA) Services überwinden traditionelle Limitierungen und liefern Zentimetergenauigkeit in wenigen Sekunden. Mit SAPA globalen Services verbessert sich Genauigkeit auf einen Radius von 10 cm oder weniger. Beobachtungsdaten werden von ca. 300 GNSS-Referenzstationen in Nordamerika und Europa erfasst und an Rechenzentren weitergeleitet. Die Rechenzentren berechnen und modellieren für jede Fehlerquelle über den Abdeckungsbereich. Die Korrekturen werden dann via Mobile Internet (IP) oder L-Band geostationärer Satelliten an den Empfänger – z.B. im Auto – für hochpräzise Positionierung gesendet. Die Korrekturdaten werden kontinuierlich ausgestrahlt.

Die SAPA-Services sind hardware-unabhängig und nutzbar mit allen GNSS-Empfängern und -Chips. Die fortlaufende Entwicklung von Empfängerchips zur Kosten-/Performance-Optimierung ermöglicht nun Design von Low-Cost-GNSS-Systemen mit hochpräziser Positionierung. Sapcorda designte seine Lösungen für Automotive, mobile Autonome und Massenmarkt-Anwendungen – Märkte, die hohe Datenverfügbarkeit, Compliance mit funktionaler Sicherheit und Effizienz bei Datenübermittlung an den Rover fordern, aber auch Verarbeitung dieser Daten auf Low-Cost-Chips. Traditionelle Korrekturdienste können gleiche Performance erreichen, benötigen aber deutlich länger für die jeweilige Genauigkeit.

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Schematische Darstellung der SAPA Services, die globale Positionierungsgenauigkeit verbessern (Quelle: Sapcorda)

Optimiertes Kommunikationsformat

SAPA wird via Safe Position Augmentation for Real Time Navigation (SPARTN) Format geliefert, sodass Nutzung der Services Integration des Formats erfordern kann, falls nicht bereits verfügbar. SPARTN ist ein industriegetriebener Standard für Kommunikation von GNSS-Hochgenauigkeits-Korrekturdaten zwischen Serviceprovidern und Endnutzern. Sapcorda entwickelte es spezifisch für IP-basierte und geostationäre Satellitenverteilung. Moderne Positionierungssysteme erfordern Kombination aus niedriger Bandbreite, Genauigkeit, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Integrität für sicherheitskritische Anwendungen. Das SPARTN-Nachrichtenformat erfüllt diese Anforderungen und stellt damit eine Evolution legacy State Space Representation (SSR) Formate dar, die von verschiedenen Akteuren der GNSS-Industrie bereitgestellt wurden.

„Diese Evolution kombiniert die Vorteile der Zustandsrepräsentation mit State-of-the-Art-Kommunikationsprotokoll-Grundlagen für GNSS-Korrekturen“, sagte zu Eulenburg.

Sapcorda bietet drei Services – SAPA Basic, SAPA Premium und SAPA Premium+ – und drei Delivery-Optionen: IP-basiert direkt, Backend-to-Backend und L-Band-Satellit. Die IP-basierten Basic- und Premium-Services rollten früher dieses Jahr zur Evaluation in Europa und USA aus. SAPA Basic liefert Positionsgenauigkeit von 30 cm bis 1 m mit Satellitenorbit, Satellitenuhr, Signalbias und basischen atmosphärischen Datenkorrekturen. SAPA Premium liefert Positionierungsgenauigkeit innerhalb 10 cm und umfasst anspruchsvolle Atmosphärennachrichten (Ionosphären- und Troposphärenmodelle). Integritätsnachrichten werden nur in SAPA Premium+ Datenströmen für sicherheitskritische Anwendungen übertragen; Release geplant für 2021.

GNSS Augmentation Service via L-Band

Verfügbar in Bereichen ohne GSM-Abdeckung oder mobiles Internetsignal, bieten die neuen L-Band-Beam-Lösungen von zwei geostationären Satelliten präzises Point Positioning über Real-Time Kinematic via SSR (PPP-RTK) Datenfeed-Redundanz in Echtzeit durch Umschalten auf einen zweiten Datenfeed, wenn Internetkonnektivität nicht verfügbar ist. Dieser automatisierte Wechsel verbessert Zuverlässigkeit für lebenskritische Anwendungen wie autonome Autos signifikant. „Durch Erweiterung unserer SAPA Services mit industrieführender L-Band-Übertragung ermöglichen wir einen High-Power-Korrekturdatenstrom für homogene Performance und End-to-End-Datensicherheit mit kontinentaler Abdeckung in USA und Europa“, sagte zu Eulenburg.

Das L-Band-Signal wird im offenen SPARTN-Format für sicherheitskritische Anwendungen im Automotive (wie V2X und ADAS/autonome Features) und Maritime (mit 12 Seemeilen Küsten- und Binnengewässer-Abdeckung) sowie diverse sektorübergreifende Nutzung wie Industrial, Robotik und Drohnen übertragen. Demodulation durch jeden am Markt verfügbaren L-Band-Demodulator vereinfacht Hardware-Design und reduziert BOM.

Ein neues Buch, AspenCore Guide to Sensors in Automotive: Making Cars See and Think Ahead, mit Beiträgen führender Denker der Sicherheits- und Automobilindustrie, verkündet den Fortschritt der Branche und identifiziert die verbleibenden Herausforderungen der Engineering-Community.

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>> Dieser Artikel wurde ursprünglich auf unserer Schwesterseite EE Times Europe veröffentlicht.