GNSS-Korrekturdienst verbessert die Positionsgenauigkeit

Genaue Positionsdaten sind in einer Vielzahl von mobilen Anwendungen, insbesondere aber für autonome Fahrzeuge, unerlässlich. Ein junges Unternehmen bietet GNSS-Korrekturdienste an, um eine schnelle und zuverlässige Bereitstellung präziser Positionsdaten in einer Vielzahl von Märkten zu ermöglichen.

Am 1. Dezember ^st , 2020, wird das L-Band-Satellitensignal von Sapcorda in den Vereinigten Staaten und in Europa live gehen. Es wird von zwei geostationären Satelliten geliefert und ist ein starkes und zuverlässiges (99,9 % Dienstverfügbarkeit) GNSS-Erweiterungssignal für die sicherheitskritische Navigation in autonomen Fahrzeugen und Maschinen. Das L-Band-Signal bietet PPP-RTK-Daten-Feed-Redundanz, indem es automatisch eine zweite Option bereitstellt, wenn die Internetverbindung nicht verfügbar ist – wodurch die Sicherheit und Zuverlässigkeit verbessert werden.

Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric und u-blox haben Sapcorda 2017 als Joint Venture gegründet, um einen präzisen und zuverlässigen GNSS-Service zu ermöglichen. Der Name des Unternehmens steht für Safe and Precise Correction Data Services und beschreibt genau seinen Zweck:Korrekturdienste für GPS- und GLONASS-Satellitensysteme bereitzustellen, um die Positionsgenauigkeit zu verbessern. Unterstützung für GALILEO und BeiDou ist in Kürze geplant.

„Wir sind der einzige Service weltweit, der eine auf Massenmarktanwendungen zugeschnittene Lösung anbieten kann“, sagte Botho Graf zu Eulenburg, CEO von Sapcorda, gegenüber EE Times Europe . Die Lösung „stellt die Korrekturdaten in einem offenen, industrieorientierten Format mit der niedrigsten Bandbreite bereit, um eine hochpräzise Positionsgenauigkeit in Konvergenzzeiten von unter 30 Sekunden abzurufen“, sagte er.

Das Unternehmen bietet GNSS-Herstellern, Systemintegratoren und OEMs ein B2B-Geschäftsmodell. Sie ist weltweit tätig und besitzt Niederlassungen in Deutschland (Berlin und Hannover) sowie in den USA (Scottsdale, Arizona). „Für uns als neues Unternehmen ist es sehr wichtig, den starken Hintergrund der Gründer zu haben, um langfristige Geschäftsbeziehungen einzugehen, insbesondere mit Automobil-OEMs, die den Hauptmarkt darstellen“, sagte der CEO.

Geodätische hochpräzise GNSS-Empfänger für den professionellen Einsatz haben sich in den letzten zwei Jahrzehnten kontinuierlich weiterentwickelt. Herkömmliches GNSS ermöglicht die Navigation mobiler Objekte mit einer Genauigkeit von etwa 10 Metern, ist jedoch teuer und anfällig für Ungenauigkeiten und Fehler. Die Safe and Precise Augmentation (SAPA)-Services von Sapcorda überwinden herkömmliche Beschränkungen und liefern in wenigen Sekunden eine Genauigkeit im Zentimeterbereich. Mit den globalen SAPA-Diensten verbessert sich die Genauigkeit auf einen Radius von 10 cm oder weniger. Beobachtungsdaten werden von den rund 300 GNSS-Referenzstationen in Nordamerika und Europa erfasst und an Rechenzentren weitergegeben. Die Rechenzentren berechnen und modellieren für jede Fehlerquelle im Versorgungsgebiet. Die Korrekturen werden dann über mobiles Internet (IP) oder geostationäre L-Band-Satelliten an den Empfänger – zum Beispiel im Auto – zur hochpräzisen Positionsbestimmung geliefert. Die Korrekturdaten werden kontinuierlich gesendet.

Die SAPA-Dienste sind hardwareunabhängig und können mit allen GNSS-Empfängern und GNSS-Chips verwendet werden. Die Weiterentwicklung von Empfängerchips zur Optimierung von Kosten/Leistung ermöglicht nun den Entwurf kostengünstiger GNSS-Systeme mit hochpräziser Positionierung. Sapcorda hat seine Lösungen für Automobil-, mobile autonome und Massenmarktanwendungen entwickelt – Märkte, die eine hohe Datenverfügbarkeit, die Einhaltung der funktionalen Sicherheit und eine effiziente Übermittlung der Daten an den Rover erfordern, aber auch die Verarbeitung dieser Daten zu niedrigen Kosten Chips. Herkömmliche Korrekturdienste können die gleiche Leistung erzielen, benötigen jedoch relativ lange, um die entsprechende Genauigkeit abzurufen.

Klicken für Bild in voller Größe

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

Optimiertes Kommunikationsformat

SAPA wird über das Format Safe Position Augmentation for Real Time Navigation (SPARTN) bereitgestellt, sodass die Nutzung der Dienste möglicherweise eine Integration des Formats erfordert, falls es noch nicht verfügbar ist. SPARTN ist ein branchenorientierter Standard für die Kommunikation von hochgenauen GNSS-Korrekturdaten zwischen Dienstanbietern und Endbenutzern. Sapcorda hat es speziell für IP-basierte und geostationäre Satellitenverteilungen entwickelt. Moderne Positionierungssysteme erfordern eine Kombination aus geringer Bandbreite, Genauigkeit, Verfügbarkeit, Zuverlässigkeit und Integrität für sicherheitskritische Anwendungen. Das SPARTN-Nachrichtenformat erfüllt diese Anforderungen und stellt somit eine Weiterentwicklung der älteren State-Space-Repräsentations-(SSR)-Formate dar, die von verschiedenen Akteuren in der GNSS-Branche zur Verfügung gestellt wurden.

„Diese Entwicklung kombiniert die Vorteile der Zustandsdarstellung mit modernsten Kommunikationsprotokollgrundlagen für GNSS-Korrekturen“, sagte zu Eulenburg.

Sapcorda bietet drei Dienste – SAPA Basic, SAPA Premium und SAPA Premium+ – und drei Bereitstellungsoptionen:IP-basierte Direkt- und Back-End-to-Back-End-Optionen und L-Band-Satellit. Die IP-basierten Basis- und Premiumdienste wurden Anfang des Jahres in Europa und den USA zur Evaluierung eingeführt. SAPA Basic bietet eine Positionsgenauigkeit von 30 cm bis zu 1 Meter mit Satellitenumlaufbahn, Satellitenuhr, Signal-Bias und grundlegenden atmosphärischen Datenkorrekturen. SAPA Premium bietet eine Positionsgenauigkeit von bis zu 10 cm und enthält anspruchsvolle Atmosphärennachrichten (Ionosphären- und Troposphärenmodelle). Integritätsnachrichten werden nur in SAPA Premium+ Datenströmen für sicherheitskritische Anwendungen übertragen; Release ist für 2021 geplant.

GNSS-Erweiterungsdienst über L-Band

Die neuen L-Band-Beam-Lösungen von zwei geostationären Satelliten sind in Gebieten ohne GSM-Abdeckung oder ein mobiles Internetsignal verfügbar und bieten eine präzise Punktpositionierung über Echtzeit-Kinematik über SSR (PPP-RTK) Datenfeedredundanz in Echtzeit durch Wechsel zu a zweiter Datenfeed, wenn keine Internetverbindung verfügbar ist. Dieser automatisierte Austausch verbessert die Zuverlässigkeit für lebenskritische Anwendungen wie autonome Autos erheblich. „Durch die Erweiterung unserer SAPA-Services mit branchenführender L-Band-Übertragung ermöglichen wir einen leistungsstarken Korrekturdatenstrom für homogene Leistung und durchgängige Datensicherheit mit kontinentaler Abdeckung in den USA und Europa“, sagte zu Eulenburg.

Das L-Band-Signal wird im offenen SPARTN-Format für sicherheitskritische Anwendungen im Automobilbereich (wie V2X und ADAS/autonome Funktionen) und maritime Anwendungen (mit einer Abdeckung von 12 Seemeilen Küstenlinie und Binnengewässern) übertragen als eine Vielzahl von Anwendungen in verschiedenen Sektoren wie Industrie, Robotik und Drohnen. Die Demodulation durch jeden heute auf dem Markt erhältlichen L-Band-Demodulator vereinfacht das Hardware-Design und reduziert die Materialkosten.

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

Er ist jetzt im Buchladen der EE Times erhältlich.

>> Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht am unsere Schwesterseite EE Times Europe.