Beiträge zur modularen Kopplung in der Fahrzeugnavigation

Kurzfassung
Zukünftige Fahrassistenzsysteme haben steigende Anforderungen an die Lokalisierungssysteme. Dabei sind speziell die Szenarien mit beeinträchtigtem GNSS-Empfang eine Herausforderung. Die Forschungsaktivitäten auf diesem Gebiet sind sehr vielfältig, jedoch fehlte es bisher an einer Möglichkeit auch unter stark beeinträchtigten Empfangsbedingungen das Empfängerverhalten beobachten zu können. In dieser Arbeit wird ein neuer Ansatz vorgestellt, mit dem es möglich ist, das GNSS-Empfängerverhalten und im Speziellen das Verhalten der empfängerinternen Uhr auch unter stark beeinträchtigten Empfangsbedingungen zu beobachten. Mit Hilfe des vorgestellten Systems wird das Empfängerverhalten während einer Messfahrt in unterschiedlichen Empfangsszenarien beobachtet. Die beobachteten Effekte sind aus der Literatur bereits bekannt. Es zeigt sich jedoch, dass sie sehr komplexen Zusammenhängen unterliegen, die mit Blick auf einen Großserieneinsatz nicht modellierbar erscheinen. Aus den Erkenntnissen der Empfängeruntersuchungen wurden aber Ansätze abgeleitet, die die Abweichungen eines eng gekoppelten Ortungssystems aus GNSS-Empfänger und Fahrzeugsensorik auch im urbanen Szenario verringern können. Dabei gibt es drei Möglichkeiten, die vorgestellt werden. Zum Ersten können die GNSS-Rohdaten zu jeder Zeit referenziert werden und somit kann eine deutlich bessere Abstimmung der verschiedenen Systemparameter erfolgen. Zum Zweiten wird ein Ansatz vorgestellt, der durch Modularisierung der Fusionsalgorithmen eine Verbesserung der Beobachtbarkeit im Fehlerschätzer unter stark beeinträchtigten Empfangsbedingungen ermöglicht. Zum Dritten wird basierend auf der Modularisierung ein Ansatz vorgestellt, mit dem aus einer barometrischen Höhenmessung und der Entfernungsmessung zu nur einem Satelliten eine direkte Stützung des geschätzten GNSS-Empfängeruhrenfehlers in der Fusion möglich wird.