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SoL und hochgenaue Algorithmen und Verfahren zur PNT-Datenbereitstellung

Bild - links: PFD (Primary Flight Display) und Navigationsdisplay (ND); typisch für ein Airbus-Flugzeug Bild - rechts: Erkennung und Einblendung kritischer Situationen in den Fahrtstand eines Zuges zur Kollisionsvermeidung

Safty of Live (SoL) ist ein Dienst des europäischen Satellitennavigationssystems Galileo, der neben Zeit- und Positionsdaten zusätzliche Integritätsinformation anbietet. Dieser Dienst ist speziell für verkehrsbezogene Anwendungen im Luft-, See- und Schienenverkehr vorgesehen, bei denen infolge einer Beeinträchtigung des Navigationssystems, ohne entsprechende Warnung in Echtzeit, lebensbedrohliche Situationen entstehen können.

Neben den allgemein hohen Anforderungen an die Sicherheit wird für spezifische Anwendungen auch eine erhöhte Navigationsgenauigkeit gefordert. Diese Anforderungen ergeben sich z. B. durch das steigende Verkehrswachstum, die zunehmende Automatisierung sowie aus Umweltschutzaspekten und der Havarievermeidung.

Die Forschungsschwerpunkte des IKN im Rahmen von SoL- und hochpräzisen GNSS-Anwendungen erstrecken sich primär auf die Anwendungsbereiche

• Luftfahrt -> GBAS basierte Navigationsverfahren für Präzisionslandeanflüge sowie zur Unterstützung der Flugführung am Boden,

• Beispiel für die Verteilung horizontaler Positionsfehler bei einer RTK-Messung im Seehafen Rostock

  Seefahrt -> Weiterentwicklung differentieller Korrekturverfahren auf Basis der Nutzung von Mehrfrequenzträgersignalen
• Schienenverkehr -> Verfahren zur hochgenauen und zuverlässigen Ortsbestimmung von Zügen zur Kollisionserkennung und - vermeidung auf Basis bordautonomer Überwachungsmechanismen

Die Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten des IKN fokussieren sich dabei im Wesentlichen auf die Entwicklung und Validierung von Algorithmen und Verfahren in den Bereichen Galileo-basierte Mehrfrequenzverfahren sowie lokale Ergänzungssysteme. Das bedeutet, dass bestehende DGNSS- und GBAS-Anwendungen unter Berücksichtigung der Neuerungen, die durch Galileo oder GPS III offeriert werden, weiterentwickelt werden. Die zukünftige Verfügbarkeit von mindestens drei zivilen GNSS-Signalen bietet weiterhin neue Möglichkeiten der geometriefreien Mehrdeutigkeitsbestimmung (TCAR, MCAR). Diese sind für die kinematische Ortung hochgradig relevant und werden dazu beitragen, zukünftig weiträumige und zentimetergenaue Positionierung in Echtzeit zu ermöglichen.