Die Gruppe Integrierte Navigationssystemintegrität arbeitet an der Erforschung und Entwicklung innovativer Navigationstechnologien und -algorithmen zur Unterstützung des sicheren Betriebs von Boden- und Luftfahrzeugen. Im Besonderen befassen wir uns mit:
Unterstützung von Flugzeugen während des Flugs, beim Präzisionsanflug und bei der automatischer Landung
Navigation von Luftfahrzeugen im Rahmen der Urban Air Mobility (UAM)
Eisenbahn-Signalgebung und automatische Zugsteuerung auf der Grundlage von GNSS- und Multisensortechnologien
Hochgenaue und sichere autonome Navigation von bodengebundenen Fahrzeugen
Die Gruppe befasst sich mit der Integration von Mehr-Frequenz und Multi-Konstellation GNSS (Global Navigation Satellite System), Empfängern, Trägheitssensoren und -systemen, Barometern, Kompass und anderen Arten von Navigationsinformationen, um eine hochgenaue und zuverlässige Positionsbestimmung zu erreichen. Ein wichtiger Aspekt der Forschung ist die Bewertung der Robustheit und Sicherheit der integrierten Lösung. Im Detail umfasst das die Entwicklung von neuen und zuverlässigen Verfahren zur Fehler- und Bedrohungsmodellierung, Fehlererkennungs- und Ausschlussmechanismen sowie die Quantifizierung des resultierenden Integritätsrisikos.
Um Navigationssysteme für die oben aufgeführten Anwendungsgebiete zu zertifizieren, ist eine rigorose Sicherheitsbewertung der Navigationslösung basierend auf der Kombination aller Sensoren unerlässlich.
Die Hauptthemen der Gruppe sind:
Flugzeuggestützte Eweiterungssysteme (ABAS)
GNSS alleine kann die Integritätsanforderungen des Systems nicht gewährleisten. Deshalb werden sogenannte Unterstützungssysteme verwendet. Wir untersuchen die Ergänzung von GNSS- und terrestrischen Signalen durch redundante Messungen und der Kombination mit Onboard-Inertialsensoren und Barometern für Luftfahrtnutzer.
Insbesondere befassen wir uns in der Gruppe mit der Entwicklung von Advanced Receiver Autonomous Integrity Monitoring (ARAIM) für die regulierte Luftfahrtanwendung und der Ergänzung mit Inertialsensoren und Barometern. In diesem Zusammenhang ist die Entwicklung neuer Methoden zur konservativen Fehlerbeschreibung und Integritätsüberwachung mit Kalman-Filtern ein wichtiger Forschungsaspekt.
Robuste Multisensor-Navigation und Integritätsüberwachung
Um die Kosten für die Infrastruktur in Zukunft zu senken, soll die Signalgebung im Schienenverkehr und in der Zugsteuerung mittels bordeigener Sensortechnologien automatisiert werden. Unsere Gruppe arbeitet an der Fehlermodellierung und Integritätsüberwachung von GNSS+-Lösungen für die Eisenbahnumgebung. Wir beteiligen uns an verschiedenen europäischen Projekten, welche die Entwicklung des europäischen GNSS für Signalisierungszwecke unterstützen.
Der Einsatz von unbemannten Luftfahrzeuge (UAVs) in schwierigen GNSS-Umgebungen, z.B. in der Nähe oder innerhalb von Städten, ist sehr anspruchsvoll. Für genau dieses Umfeld, arbeiten wir an den neuen Konzepten, um eine hochpräzise und sichere Navigationslösung zur Unterstützung der neuen Operationen der Urban Air Mobility (UAM) auf der Grundlage mehrerer Sensortechnologien zu gewährleisten.
Integrität für hochpräzise Positionsbestimmung mit GNSS+
Die Automatisierung erfordert ein neues Maß an Lokalisierungsgenauigkeit, das nur durch die Nutzung der Trägerphasenmessung von GNSS und verwandter Algorithmen wie Real Time Kinematic (RTK) oder Precise Point Positioning (PPP) erreicht werden kann. Wir arbeiten an der Entwicklung neuer Konzepte, die eine Sicherheitsbewertung dieser hochgenauen GNSS-Technologien für anspruchsvolle GNSS-Umgebungen ermöglichen.
Integritätsüberwachung an Bord von Satelliten
Die schnelle Entwicklung neuer Raumfahrttechnologien und -konstellationen bietet neue Forschungsmöglichkeiten. Insbesondere LEO-Konstellationen bieten neue Möglichkeiten zur Unterstützung von Navigationslösungen und zur Erweiterung von GNSS. Im Team betrachten wir innovative GNSS-Überwachungssysteme aus dem Weltraum und für den Weltraum, um die neuen Anforderungsniveaus von aufkommenden Anwendungen zu erreichen.
Die Gruppe nimmt an verschiedenen Experten- und Regulierungsarbeitsgruppen teil wie EUROCAE, RTCA und der EU-US-Arbeitsgruppe für GNSS der nächsten Generation und arbeitet mit verschiedenen internen und industriellen Partnern im Rahmen verschiedener Projekte zusammen.
Innerstädtische Mobilität der Zukunft mit dem Urban Modular Vehicle (UMV): Mit dem autonom fahrenden Stadtflitzer kommen bis zu vier Personen klimaneutral und automatisch im Großstadtdschungel an ihr Ziel.
