Genauere Fahrzeugnavigation
Mehrere Sensordaten vermischen
Fortsetzung des Artikels von Teil 1
Einführung einer Single-Filter-Lösung
Um eine unterbrechungsfreie Positionierung unter allen Straßenbedingungen zu erreichen, umfasst die 3-D-ADR-Lösung von u-blox zwei Komponenten: die Kern-ADR-Technologie in einem Chip integriert – der UBX-M8030 (in zwei AEC-Q100-qualifizierten Versionen) – und das kompakte GNSS-Satelliten-Ortungsmodul Neo-M8L (Bild 1).
Gedacht für die Erstausrüstung sowie als After-Market-Navigationssystem, verlangen sowohl die ADR-Chips als auch Neo-8ML wenig bis gar keine Konfiguration. Nach der Ersteinrichtung behalten sie ihre Kalibrierung auf Dauer bei. Ein weiterer wichtiger Vorteil ist, dass die Platzierung des Produkts im Fahrzeug nicht von seiner Orientierung abhängt: Dies kann während der Werkskalibrierung oder sogar während der Fahrt ausgeglichen werden. Diese 3-D-ADR Lösung mit nur einem Filter verbessert nicht nur die Positionsgenauigkeit; auch Systemgröße und Komplexität sinken.
Die selbstkalibrierenden ADR-Chips messen 5,5 mm x 5,5 mm x 0,59 mm und unterstützen verschiedene Sensorkombinationen einschließlich Rad-Drehmeldern, ein-/dreiachsigem Gyroskop und ein-/dreiachsigem Beschleunigungssensor. Die Unterstützung des Beschleunigungssensors hebt die Genauigkeit bei Höhenänderungen ohne GNSS-Signal. Die Chips beruhen auf der 72-Kanal-Engine »u-blox M8«, die nach einem Kaltstart in nur 26 s den ersten Fix ermöglicht (bei Warmstart 1 s). Die Chips sind für Galileo vorbereitet (E1B/C) und lassen sich mit Firmware im externen Flash-Speicher einfach updaten.
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Das Neo-M8L ist ein 12,2 mm x 16,0 mm großes Modul und laut u-blox das erste seiner Art, das einen 3-D-Beschleunigungsmesser und ein Gyroskop mit einem GPS-Chip enthält. Es hat eine Navigationsempfindlichkeit von –167 dBm und verlässt sich nur auf den internen Beschleunigungsmesser und Kreisel, um die genaue geografische Position des Fahrzeugs zu berechnen, egal wo es sich befindet – gleich ob in geschlossenen Räumen oder außerhalb. Die Integration minimiert die Anzahl externer Komponenten, Systemgröße und Materialkosten. Das Blockdiagramm des Neo-M8L zeigt Bild 2.
Diese Module nutzen gleichzeitig verschiedene GNSS-Empfänger, um mehrere GNSS-Systeme zu empfangen und zu verfolgen, z. B. GPS, GLONASS, Galileo (vorbereitet), BeiDou und QZSS. Die Zwei-Frequenz-HF-Front-End-Architektur bedeutet, dass das System zwei der drei Signale gleichzeitig empfangen und verarbeiten kann. Standardmäßig sind die M8-Empfänger für den gleichzeitigen GPS- (einschließlich SBAS und QZSS) und GLONASS-Empfang konfiguriert. Wenn die Stromaufnahme ein Schlüsselfaktor ist, dann sollte der Empfänger für den Betrieb mit nur einem GNSS konfiguriert werden, um entweder GPS, GLONASS oder BeiDou zu nutzen.
Das russische GLONASS-Satellitensystem ist eine Alternative zum US-amerikanischen GPS (Global Positioning System). Die Fähigkeit, GLONASS-L1OF-Satellitensignale empfangen und verfolgen zu können, ermöglicht das Design der GLONASS-Empfänger, wo dieses vom Regelwerk gefordert ist. Die Module empfangen und verfolgen ebenfalls B1-Signale, die das BeiDou-Satellitennavigationssystem zur Verfügung stellt.
Die Fähigkeit, BeiDou-B1-Satellitensignale zu empfangen und zu verfolgen, führt in Verbindung mit GPS zu einer höheren Reichweite, verbesserter Zuverlässigkeit und einer besseren Genauigkeit. BeiDou bietet derzeit nur regionale Abdeckung, eine globale Abdeckung ist für 2020 geplant. Sobald Galileo-E1B/C-Signale zur Verfügung stehen, wird das Modul Neo-M8L, das mit einem SQI-Flash-Speicher (Serial Quad I/O) ausgestattet ist, diese Signale nach einem Firmware-Update empfangen und verarbeiten können.
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