Navigation GPS-Präzision um 90 Prozent steigern

Der Prototyp der spanischen Navigations-Experten nutzt neben GPS auch ein recht preiswertes Trägheits-Navigationssystem mit Beschleunigungssensoren.
Der Prototyp der spanischen Navigations-Experten nutzt neben GPS auch ein recht preiswertes Trägheits-Navigationssystem mit Beschleunigungssensoren.

Forscher an einer Madrider Universität haben jetzt ein Prototyp entwickelt, mit dem man die GPS-Ortungs-Genauigkeit vor allem in Städten um rund 90 % steigern kann.

Üblicherweise erreicht im freien Land das herkömmliche GPS in Fahrzeugen eine Ortungs-Präzision von ±15 m. In Städten, wo die freie Sicht auf die Satelliten meist eingeschränkt ist, verringert sich dieser Präzisionswert, und man kann oftmals nur auf 50 m genau den exakten Standort bestimmen. Ganz unmöglich wird Satellitennavigation dann sogar in Tunneln.

Hinter dem von den spanischen Wissenschaftlern nun zur Beseitigung dieser Nachteile entwickelten Verfahren steckt die intelligente Kopplung und Verrechnung der GPS-Daten mit zusätzlichen Informationen, die von den Sensoren eines sehr preisgünstigen Trägheits-Navigationssystems geliefert werden. Diese Sensoren sind im Wesentlichen sehr kompakte Beschleunigungsmesser, die sämtliche Richtungs- und Beschleunigungs-Änderungen des Fahrzeugs erkennen und den GPS-Daten als Korrekturwerte mitgeben.

Derartige Konzepte sind seit langem schon in der Luftfahrzeug-Navigations- Technik eingeführt, dort als hochpräzise Inertial-Navigationssysteme. Früher wurden dort bei diesen Konzepten hochdrehende Kreiselsysteme verwendet, mit denen man jede Bewegung um eine der drei Raumachsen sehr präzise registrieren konnte. Mittlerweile sind bei derartigen Konzepten auch elektronische und prozessorgesteuerte Sensor-DSP-Kombinationen verfügbar.

Mit dem neuen Prototypen-System aus Madrid lässt sich nun, so die spanischen Wissenschaftler, die Ortungs-Genauigkeit herkömmlicher Verkehrs-Navigationssysteme auf einen Wert von 1 bzw. 2 m steigern und auch die Navigation in Tunneln verbessern.

Bislang nutzen hochwertige Navigationssysteme in Oberklasse-Autos auch bereits Rad-Umdrehungs-Sensoren, um beispielsweise in Tunneln die Routenführung exakter zu halten. Dies war jedoch auf die teureren Kraftfahrzeug-Modelle beschränkt.

Derzeit haben die spanischen Wissenschaftler allerdings lediglich einen Prototypen, mit dem weitere Versuche durchgeführt werden. Die Forscher denken aber jetzt schon weiter, indem sie planen, die beispielsweise in einem Smartphone vorhandenen Beschleunigungsmesser, Magnetfeldsensoren, das dort ohnehin implementierte GPS sowie Kameras zusammen mit verfügbaren WLANs, Bluetooth- oder Mobilfunk-Kommunikationskanälen weiter zur Steigerung der Navigations-Genauigkeit zu nutzen. Beispielsweise, indem man WLAN-Hotspots registriert und deren (bekannte) Position mit einbezieht.

Es wird allerdings abzuwarten sein, inwieweit derartige Konzepte bezüglich des Zeithorizonts und der Kosten auch in Mittelklasse-Fahrzeugen rasch Einzug halten werden.