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ADVANSYS

Design of ADVanced ANtenna and Multi-Sensor HYbrid Receiver for Machine Control in HarSh Environments

Heutzutage verlasssen sich Maschinensteuerungsanwendungen wie Präzisionslandwirtschaft, Baugewerbe (Land und Offshore) und Tagebau, zunehmend auf globale Satellitennavigationssysteme (GNSS). In all diesen Anwendungen ist GNSS die bevorzugte Technologie dank seiner weltweiten Verfügbarkeit und der Einfachheit in der Implementierung und im Betrieb. Die wichtigsten Anforderungen in allen Hochpräzisionssteuerungsanwendungen sind:
 

• Submeter- bis Zentimeterbereich Positionierung oder Führungsgenauigkeit (RMS)
• Lagebestimmung (mindestens horizontale Ausrichtung) mit einer Genauigkeit von <1 ° (RMS)
• Hohe Verfügbarkeit und Kontinuität (24h / 7Tage Betrieb, 90% + Verfügbarkeit)
• Hohe Zuverlässigkeit (falscher Positionsfix liefert erhebliche Kosten)
• Hohe Robustheit (Widerstandsfähigkeit gegen Staub, Sperrung, starke Vibrationen, wenig Bewegung)

Das Erreichen von Zentimetergenauigkeit erfordert, auf der einen Seite, breitbandige Multifrequenznavigationsmpfänger und auf der anderen Seite trägerphasebasierte Ortungstechnologien wie Differential Real-Time Kinematic (RTK) oder Echtzeit-Precise Point Positioning (PPP) . Außerdem erfordern Anforderungen an die Verfügbarkeit den Einsatz von Multikonstellationsempfänger, die zumindest GPS, Galileo und Glonass unterstützen. Weiter bedingt die Notwendigkeit einer Lage- und Austichtungsbestimmung den Einsatz einer Mehrantennenempfängerkonfiguration, so dass die Lage mit Hilfe der Bestimmung von Grundlinienvektoren zwischen Paaren von Antennen basierend auf RTK abgeleitet werden kann. Schließlich, um die oben genannte Zentimetergenauigkeit und hohe Verfügbarkeit auch in anspruchsvollen Umgebungen sicher zu stellen, muss ebenfalls eine hohe Empfindlichkeit und Robustheit gegenüber elektromagnetischen Interferenzen (RFI) und Mehrwegeausbreitung erreicht werden (z. B. im Wald unter Laub, in Schluchten bei Tagebau).

Im Projekt ADVANSYS wird ein erweiterter Multiantennenempfänger mit adaptiven Antennendiagrammformung und kombiniertem Inertialnavigationssystem (INS) mit RTK-Einheit für die Maschinensteuerung entwickelt und integriert. Das System soll die Anforderungen, wie oben erwähnt, erreichen, und somit folgende Eigenschaften erreichen:

• Senkung der Akquisitions-und Trackingschwelle, d.h. Erhöhung der Empfangssempfindlichkeit
• Halten der Trägerphasemessung bei niedrigem Signal-zu-Rausch-Verhältnis (SNR) und unter Mehrwegeausbreitung zur präzisen RTK und PPP
• Bereitstellung von erhöhter Robustheit gegenüber RFI und Ausfall von GNSS

Darüber hinaus soll die entwickelte Lösung folgende Eigenschaften aufweisen:
 

• Erschwinglich (Gesamtkosten sollen in der gleichen Größenordnung von aktuellen GNSS-Lösungen liegen)
• Hochintegriert (Größe und Stromverbrauch soll in der gleichen Größenordnung wie bei aktuellen Systemen liegen)
• Einfach zu installieren und zu bedienen

Förderung: European Commission (EC)

Partner: Septentrio, Institute for Communications and Navigation of the German Aerospace Center (DLR), Satimo, and University of Nottingham.

Laufzeit: 2011-2013