Galileo in der Fahrzeugnavigation Dr. Gerd Kreiselmaier Advanced Driver Information Technology GmbH
Inhalt Vorstellung ADIT GmbH Trends und Anforderungen an Navigation Existierende und zukünftige Satellitensysteme/Frequenzen Anforderungen für automobile Anwendungen Zusammenfassung Slide 2
ADIT Entwicklungstandorte ADITG Hildesheim ADITJ Kariya RBIN for ADIT Bangalore Advanced Driver Information Technology Joint Venture zwischen Bosch und DENSO Gegründet Mai 2003 Ziel: Gemeinsame Entwicklung von Plattformtechnologie im Bereich Fahrerinformationssysteme Slide 3
Trends in der Navigation Trends in europäischen Navigationssystemen Koexistenz verschiedener Navigationssysteme: PDA Navigation, Handhelds, Mobiltelefone, Fahrzeugnavigation PDA und mobile Navigationssysteme werden sehr dominant Zukünftige Fahrzeugnavigationssysteme müssen mehr bieten als nur reine Navigation Fahrerassistenzsysteme Sicherheitssysteme Komfortfunktionen Slide 4
Anforderungen an Navigationssysteme Anforderungen im Fahrzeug Geringere Kosten (z.b. durch Verzicht auf Gyro) höhere Anforderungen an Satellitennavigation (bei gleichen Kosten wie Systeme ohne Gyro) Höhere Genauigkeit für Fahrerassistenzsysteme Hybrid Empfänger (GPS, Galileo) Engere Kopplung mit Fahrzeugsensoren Navigation wird Teil der Fahrzeugvernetzung für Informationsund Sicherheitssysteme Slide 5
Navigation und Positionsbestimmung Probleme bei der Positionsbestimmung Satellitenabschattung Reduzierte Anzahl von sichtbaren Satelliten Ungünstige Satellitenkonstellationen in Städten Schneller Wechsel von sichtbaren Satelliten Tunnel Multipath Probleme Starke Reflektionen Ständig wechselnde Bedingungen Slide 6
Vorteile GNSS Was bietet GNSS? Mehr Satelliten bessere Verfügbarkeit 28 GPS + 30 Galileo + 24 GLONASS Mehr Frequenzen bessere Genauigkeit z.b. L1, L2, L5 Slide 7
Existierende Satellitensysteme NAVSTAR GPS L1, L2C GLONASS L1, L2 (FDMA) Benutzt in der heutigen Fahrzeugnavigation GPS L1 zur Zeit 28 Satelliten Slide 8
Zukünftige Satellitensysteme/Frequenzen (1) GPS L5 Zusätzliche Frequenz Möglichkeit um frequenzabhängige Störungen zu eliminieren (z.b. Ionosphärische Störungen) Bessere Genauigkeit als L1 Signal (höhere Chiprate) Erster Satellitenstart für 2008 geplant 2009 sind weitere 4 Satelliten geplant, in den folgenden zwei Jahren jeweils 3 L2C Zusätzliche Frequenz Möglichkeit um frequenzabhängige Störungen zu eliminieren (z.b. Ionosphärische Störungen) Momentan 3 Satelliten im All Keine echten Vorteile gegenüber L5 Sinnvolle Nutzbarkeit vor 2012 nicht wahrscheinlich Slide 9
Zukünftige Satellitensysteme/Frequenzen (2) Galileo E1 Gleiche Frequenz, gleiche Chiprate wie GPS L1 interoperabel mit GPS E5 10-fache Chiprate wie E1 Andere Frequenz E5a Signal entspricht GPS L5 Signal E6 Kommerzieller Dienst Für reine Navigation zu teuer Sinnvolle Nutzbarkeit vor 2012 nicht wahrscheinlich Slide 10
Zukünftige Satellitensysteme/Frequenzen (3) GLONASS L1 FDMA, L2 FDMA: Bereits 16 Satelliten verfügbar, 3 weitere Satelliten geplant für 2008 L3 FDMA Geplant: Start der ersten Satelliten ca. 2010 L1 CDMA In Diskussion: Start der ersten Satelliten ca. 2010 Interoperabel mit GPS L1 und Galileo E1 L5 CDMA In Diskussion: Start der ersten Satelliten ca. 2010 Interoperabel mit GPS L5 und Galileo E5a GLONASS L1 FDMA wäre Alternative bis zur Verfügbarkeit von Galileo We cannot afford to wait for Galileo. That s why we are looking so closely into GLONASS. Lauri Wirola, NOKIA * Nokia eyes GLONASS for AGNSS, InsideGNSS, March/April 2008 Slide 11
GNSS Frequenzen Zwei Frequenzbereiche interessant GLONASS L5 CDMA? GLONASS L1 CDMA? Galileo E5a Galileo E5b Galileo E6 Galileo E1 GLONASS GLONASS GPS L5 L3 GPS L2 L2 GPS L1 GLONASS L1 1605MHz 1598MHz 1591MHz 1563MHz 1300MHz 1278,75MHz 1260MHz 1237MHz 1227,6MHz 1215MHz 1214MHz 1207,14MHz 1176,45MHz 1164MHz Slide 12
Systemanforderungen (1) Anforderung an Satellitenortungssysteme im Fahrzeug für Navigationsanwendungen Kriterien Wichtigkeit Kosten Verfügbarkeit (= Anzahl der Satelliten) Genauigkeit GPS ausreichend Kartenmaterial ~ 10m Weitere Sensoren tragen zu Positionsbestimmung bei Slide 13
Systemanforderungen (2) Anforderung an Satellitenortungssysteme im Fahrzeug für Fahrerassistenzsysteme Kriterien Wichtigkeit Kosten Verfügbarkeit (= Anzahl der Satelliten) Genauigkeit GNSS (2. Frequenz zur Reduktion ionosphärischer Störungen, höhere Chiprate) Weitere Sensoren (z.b. INS, Spurerkennung) Slide 14
Navigationsanwendungen Empfänger für Navigationsanwendungen (low cost) Voraussetzung Freier Service ( free of charge ) Kostengünstige Bauteile (Front-End) Einfache (kostengünstige) Antenne 3 Systeme erfüllen Kriterien GPS: L1 Galileo: E1 noch nicht verfügbar GLONASS: L1 (CDMA) noch nicht verfügbar GLONASS: L1 FDMA? (Übergangslösung) Slide 15
Fahrerassistenzsysteme Empfänger für Fahrerassistenzsysteme Voraussetzung prinzipiell wie bei Navigationsanwendungen Freier Service ( free of charge ) Kostengünstige Bauteile (Front-End) Einfache (kostengünstige) Antenne 3 Systeme erfüllen Kriterien GPS: L1, L5 nur teilweise verfügbar Galileo: E1, E5 noch nicht verfügbar GLONASS: L1 (CDMA), L5 (CDMA) noch nicht verfügbar Slide 16
Zusammenfassung Für neue Fahrerassistenzsysteme ist ein Hybrid-Empfänger von Vorteil Zukünftige Navigationssysteme werden außer GPS L1 zumindest Galileo E1 unterstützen Bis Galileo operabel ist könnte GLONASS L1 als Übergangslösung dienen Momentan 16 zusätzliche Satelliten Geräte in der Fahrzeugnavigation sehr stark kostengetrieben Herausforderung Entwicklung von kostengünstigen Mehrfrequenz Front-Ends Entwicklung von kostengünstigen Mehrfrequenz Antennen Vernetzung der Navigation mit Fahrzeugsensorik Slide 17