Modellbasierte Interferenzkompensation für die satellitengestützte Ortung in urbanen Szenarien

Präzise Ortungsergebnisse gewinnen auf Grund verschiedenster Anforderungen zunehmend an Bedeutung. Dabei sind vor allem sogenannte Cyber-Physical Systems auf deren Genauigkeit und Integrität angewiesen, um die beteiligten Systeme zuverlässig zu verorten. So ist es z.B. für die Ableitung von dynamischen Straßenkarten, die auch kurzzeitige Veränderungen wie Tagesbaustellen berücksichtigen sollen, notwendig, die Fahrzeugbewegungen spurgenau zu erfassen. Auch für zukünftige autonom fahrende Fahrzeuge ist die präzise Positionierung essentiell. Dabei existieren mit satellitengestützten Positionierungssystemen, wie z.B. GPS, dafür zwar global verfügbare Lösungen, jedoch können diese die notwendige Genauigkeit insbesondere in urbanen Szenarien nicht garantieren. Hier stören künstliche Hindernisse die Sichtverbindung zu den Satelliten und verzerren die für die Positionierung notwendige Abstandsmessung zum Satelliten.

Die hier vorliegende Arbeit nimmt sich diesem auch als "Urban Canyon" bekannten Problem an und stellt den neuartigen Lösungsansatz LOCATe (LOcal interferenCe compensATion) vor. Dieser bestimmt die auftretenden Störeinflüsse anhand eines 3D-Modells der Systemumgebung unter der detaillierten Berücksichtigung der Eigenschaften des Satellitensystems in einem eigens geschaffenen Open Source Satellite Simulator (OS3). Durch den Einsatz von Cloud-basierten Ressourcen wird es möglich, die auftretenden Fehler weitgehend zu kompensieren und für eingebettete Systeme zu nutzen.

Neben modellbasierten Analysen wurde das Systemkonzept auch experimentell mit Hilfe einer Software-Defined Radio Plattform umgesetzt und bewertet. Die vorliegende Arbeit zeigt abschließend anhand von zwei ausführlichen Fallstudien die praktische Anwendbarkeit des LOCATe-Ansatzes auf.