MCGS

Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) spielen eine bedeutende Rolle in vielen Bereichen des täglichen Lebens. Hierzu zählen etwa Anwendungen im Freizeit- oder Sportbereich bis hin zu professionellen Anwendungen in der Geodäsie. Zum Einsatz kommen unterschiedlichste GNSS-Empfänger, von billigen Massenmarktprodukten bis hin zu hochwertigen Mehrfrequenzempfängern.

Für viele Anwendungen reicht die mit einem einzelnen GNSS-Empfänger erreichbare Positionsgenauigkeit nicht aus. Folglich wurden differentielle oder relative Verfahren entwickelt. Zwar erlauben diese Ansätze die höchste Positionsgenauigkeit, gleichzeitig sind die Kosten entsprechender Systeme enorm.

Im Zuge dieses Projekts wird ein Multipurpose Cooperative GNSS Server (MCGS) entwickelt. Die Entwicklung folgt dem Prinzip, durch die Organisation einer Vielzahl an Benutzerinnen und Benutzer in einem kooperativen Netzwerk die Positionsgenauigkeit aller Benutzerinnen und Benutzer zu erhöhen. Hierfür übermittelt jede/r einzelne Benutzerin/Benutzer GNSS-Beobachtungsdaten an einen zentralen Server. Auf diesem kommen Echtzeit-Algorithmen zum Datenmanagement und zur Positionsbestimmung zum Einsatz.

Die finale verbesserte Position der Benutzerinnen und Benutzer wird danach an diese retourniert. Abhängig von der Anzahl der Benutzerinnen und Benutzer, sowie der verfügbaren Beobachtungsdaten, kann Precise Point Positioning (PPP), Differentielles GNSS (DGNSS) oder Real Time Kinematic (RTK) angewandt werden. Für einen einzelnen GNSS-Empfänger, der nur die finale Position ausgibt, können diese Techniken nicht verwendet werden. Hierfür erfolgt im MCGS die Implementierung eines Algorithmus zur Positionskorrektur.

Durch die Rekonstruktion des Standard-Algorithmus zur Positionsbestimmung am Server unter Verwendung präziser Daten (z.B. genaue Satellitenbahndaten oder Ionosphärenmodelle) anstatt von Broadcast-Daten kann hier eine Verbesserung der Genauigkeit erreicht werden. Übermitteln mehrere Mehrfrequenzempfänger ihre Messungen an den Server, so können Charakteristika der Atmosphäre abgeleitet werden. Das Wissen über die ionosphärische und troposphärische Refraktion kann zur Steigerung der Positionsgenauigkeit aller Benutzerinnen und Benutzer verwendet werden.

Im Zuge des Projekts wird eine Machbarkeitsstudie hinsichtlich der Erstellung und Implementierung lokaler Atmosphärenmodelle durchgeführt. Am Ende des Projekts steht ein Demonstrator des MCGS zur Verfügung, der Input von einer Vielzahl an Benutzerinnen und Benutzern in unterschiedlichsten Gruppen verarbeiten kann.

Das Konzept zur Verarbeitung der Daten einer Vielzahl an Benutzerinnen und Benutzern folgt Ansätzen aus dem Internet. So werden Ideen z.B. aus den Bereichen Social Networks, Peer-to-Peer-Kommunikation und Cloud Computing übernommen. Neben einer höheren Positionsgenauigkeit stellt MCGS gleichzeitig eine preiswerte Lösung für Nutzerinnen und Nutzer und Serviceanbieter dar.

Durch die Bereitstellung differentieller oder relativer Positionierungsdienste, können Hardware- und Wartungskosten für Referenzstationen bzw. Kosten für externe Referenzdienste vermieden werden. Neben der Entwicklung der Algorithmen sowie umfassenden Tests, wird eine Business-Analyse durchgeführt. Gleichzeitig werden Strategien für die spätere Entwicklung eines Produkts entworfen.

Projektleitung

OHB Digital Solutions GmbH

Projektpartner:innen

• BRIMATECH Services GmbH
• Technische Universität Wien

OHB Digital Solutions GmbH
Rettenbacher Straße 22
A-8044 Graz