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Navigation Navigation Grundlagen und Grundlagen und Funktion Funktion Daniel Gramlich

Navigation Grundlagen und Funktion

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Navigation Grundlagen und Funktion. Daniel Gramlich. Historie. Erprobungsphase im Jahre 1974 bis 1979 (Nordamerikanischer Kontinent vier Stunden). Mit der Erweiterung auf 9 bis 11 Satelliten wurde der Weltweite Dauerbetrieb möglich. 1982 Ausbau auf derzeit 24 bis 27 Satelliten. - PowerPoint PPT Presentation

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Page 1: Navigation Grundlagen und Funktion

NavigationNavigationGrundlagen und FunktionGrundlagen und Funktion

Daniel Gramlich

Page 2: Navigation Grundlagen und Funktion

Erprobungsphase im Jahre 1974 bis 1979Erprobungsphase im Jahre 1974 bis 1979

(Nordamerikanischer Kontinent vier Stunden).(Nordamerikanischer Kontinent vier Stunden).

Mit der Erweiterung auf 9 bis 11 Satelliten wurde Mit der Erweiterung auf 9 bis 11 Satelliten wurde

der Weltweite Dauerbetrieb möglich.der Weltweite Dauerbetrieb möglich.

1982 Ausbau auf derzeit 24 bis 27 Satelliten.1982 Ausbau auf derzeit 24 bis 27 Satelliten.

GPS wurde am 17. Juli 1995 offiziell in Betrieb GPS wurde am 17. Juli 1995 offiziell in Betrieb genommengenommen

Daniel Gramlich

HistorieHistorie

Page 3: Navigation Grundlagen und Funktion

HistorieHistorie1989 Navigationssystem IDS:

Navigationsrechner, Magnetkompass, zwei Radsensoren.Display: 4,5 Zoll monochrom-grün Bildschirm mit Bildröhre.

Navigation ausschließlich

über Fahrzeuginformations-

geber. Keine Sprachausgabe.

Später wurde ein sequenzieller

Einkanal- GPS Empfang verfügbar.Daniel Gramlich

Page 4: Navigation Grundlagen und Funktion

HistorieHistorie1995 Navigationssystem TravelPilot RGS 05:

Navigationsrechner, Magnetkompass, zwei Radsensoren separates Bedienteil

Display: 4 Zoll (später 5 Zoll) Flachbildschirm in Farbe.

Mit Sprachausgabe.

Navigation über Fahr-

zeuginformationsgeber

und einem acht Kanal GPS

Empfänger (gleichzeitiger Empfang

von acht Satelliten).Daniel Gramlich

Page 5: Navigation Grundlagen und Funktion

HistorieHistorie1997 Navigationssystem TravelPilot RGS 06:

Navigationsrechner, einem Radsensor separates Bedienteil, Drehwinkelsensor (GYRO) (ersetzt den Kompass) Display: 5 Zoll Flachbildschirm in Farbe.

Navigation über

Wegstreckensensor und

GPS Empfänger

(Empfänger im Gerät).

Daniel Gramlich

Page 6: Navigation Grundlagen und Funktion

HistorieHistorie1998 Navigationssystem TravelPilot RGS 08:

Navigationsrechner, einem Radsensor oderTachosignal, separates Bedienteil,

Drehwinkel- sensor. (GYRO)

Display: 5 Zoll Flachbildschirm in Farbe.

Navigation über Weg-

streckensensor und

GPS Empfänger

(Empfänger im Gerät).

Daniel Gramlich

Page 7: Navigation Grundlagen und Funktion

HistorieHistorie1999 Navigationssystem TravelPilot DX-N:

Navigationsrechner, einem Radsensor oderTachosignal, separates Bedienteil (auch mit Infrarot), Drehwinkelsensor (GYRO)

Display: 5 Zoll Flachbildschirm in Farbe.

Navigation über Weg-streckensensor und GPS Empfänger (Empfänger im Gerät).Neuer Bedienoberfläche.Optionaler dynamischer Navigation.

Daniel Gramlich

Page 8: Navigation Grundlagen und Funktion

HistorieHistorie1999 Navigationssystem TravelPilot RNS 149:

Navigationsrechner, Drehwinkelsensor (GYRO) und GPS Empfänger in einem.

Radsensor oder Tachosignal als Wegstrecken- informationsgeber.

Optionaler dynamischer Navigation bei DX Modellen

Daniel Gramlich

Page 9: Navigation Grundlagen und Funktion

Einsatz des ersten PDA´s und Portable Navigationsgeräte wie Tom Tom oder Mobiltelefone die man mit einer Bluetooth GPS Antenne oder USB Antenne nachrüsten konnte.

2002

Nokia Handynavigation PDA Navigation Tom Tom one Navigation

Daniel Gramlich

HistorieHistorie

Page 10: Navigation Grundlagen und Funktion

AktuellAktuell

Navigon 2100max DACH

Apple I-Phone

Daniel Gramlich

Tom Tom

Page 11: Navigation Grundlagen und Funktion

System E (Blaupunkt)System E (Blaupunkt)Neuere Systeme brauchen nach der Zieleingabe die CD nicht mehr !

Das Laufwerk kann dann zum abspielen von Musik CD`s verwendet werden.

Daniel Gramlich

Page 12: Navigation Grundlagen und Funktion

Vorzüge der NavigationVorzüge der NavigationKeine lästigen Papierkarten mehr ... oder doch?...Keine lästigen Papierkarten mehr ... oder doch?...

Ziele sind speicherbar. (Forstwirtschaft)Ziele sind speicherbar. (Forstwirtschaft)

Aufmerksamkeit im Verkehr ist höher.Aufmerksamkeit im Verkehr ist höher.

Richtungsangaben auf Wegweisern oft unklar.Richtungsangaben auf Wegweisern oft unklar.

Kaum Stau bei dynamischer Verkehrsführung (TMC).Kaum Stau bei dynamischer Verkehrsführung (TMC).

Neue Berechnung bei falschem abbiegen.Neue Berechnung bei falschem abbiegen.

Daniel Gramlich

Page 13: Navigation Grundlagen und Funktion

Satelliten- NavigationSatelliten- NavigationIn einer Höhe vonIn einer Höhe von ________ ________ umkreisen umkreisen _________ _________

Satelliten in 6 Umlaufbahnen (4 je Umlaufbahn) dieSatelliten in 6 Umlaufbahnen (4 je Umlaufbahn) die

Erde.Erde.

Die Umlaufzeit beträgt 11 Stunden und 58 Minuten.Die Umlaufzeit beträgt 11 Stunden und 58 Minuten.

Daher ergibt sich in 24 Stunden eine Daher ergibt sich in 24 Stunden eine

Positionsabweichung von einem Grad nach Osten.Positionsabweichung von einem Grad nach Osten.

Über ein Weltumfassendes Kontrollsystem werden Über ein Weltumfassendes Kontrollsystem werden

die Positionen der Satelliten überwacht und beidie Positionen der Satelliten überwacht und bei

Bedarf korrigiert.Bedarf korrigiert.

20183 km 24 bis 27

Daniel Gramlich

Page 14: Navigation Grundlagen und Funktion

Bestimmung der PositionBestimmung der PositionAktivierung des Systems (bei Klemme 15)Aktivierung des Systems (bei Klemme 15)

Mindestens 3 SatellitenMindestens 3 Satelliten

sind für die Ortung erforderlich.sind für die Ortung erforderlich.

GPS- Satelliten senden GPS- Satelliten senden 50 mal pro Sekunde 50 mal pro Sekunde Daten Daten

über Bahn, Zeit und Identifikation mit einer Sende-über Bahn, Zeit und Identifikation mit einer Sende-

leistung von 50 Watt zur Erde.leistung von 50 Watt zur Erde.

Durch die Laufzeit der Signale kann die Entfernung Durch die Laufzeit der Signale kann die Entfernung

zum Satelliten und damit die eigene Position zum Satelliten und damit die eigene Position

bestimmt werden.bestimmt werden.Daniel Gramlich

Page 15: Navigation Grundlagen und Funktion

Bestimmung der PositionBestimmung der PositionFunktion: Ein Satellit sendet „Bin x meine Position istFunktion: Ein Satellit sendet „Bin x meine Position ist

Y und diese DatenY und diese Daten

sind um …Uhr aus-sind um …Uhr aus-

gesendet worden.“gesendet worden.“

Die anderen machenDie anderen machen

das gleiche mit das gleiche mit

anderen Daten.anderen Daten.

(Almanach Daten)(Almanach Daten)

Daniel Gramlich

Page 16: Navigation Grundlagen und Funktion

Bestimmung der PositionBestimmung der PositionFunktion: Bei zwei Satelliten sind zwei Positionen Funktion: Bei zwei Satelliten sind zwei Positionen

möglich. Erst mit dem Dritten ist eine klare Positionmöglich. Erst mit dem Dritten ist eine klare Position

vorhanden.vorhanden.

(Die Ausstrahlung der(Die Ausstrahlung der

Daten der SatellitenDaten der Satelliten

stellt man sich als stellt man sich als

Kegel vor.)Kegel vor.)

Daniel Gramlich

Page 17: Navigation Grundlagen und Funktion

Bestimmung der PositionBestimmung der Position Funktion: Wir sprechen von „Funktion: Wir sprechen von „Trilateration“ Trilateration“

Beim dritten Satelliten ist nur noch eine Beim dritten Satelliten ist nur noch eine Position möglich.Position möglich.

Daniel Gramlich

Page 18: Navigation Grundlagen und Funktion

Almanach-DatenAlmanach-Daten

Zur Initialisierung der Geräte werden die so genannten Almanach-Daten übertragen, die die groben Bahndaten ALLER Satelliten enthalten und zur Übertragung über Zwölf Minuten benötigen.

Daniel Gramlich

Page 19: Navigation Grundlagen und Funktion

Genauigkeit des GPSGenauigkeit des GPS

Für militärische Zwecke ca. Für militärische Zwecke ca. drei bis fünf Meterdrei bis fünf Meter..

Für zivile Zwecke Für zivile Zwecke 10 Meter. 10 Meter. (Störsignale, (Störsignale,

Verschlüsselung)Verschlüsselung)

Vor Mai 2000 Vor Mai 2000 100 Meter. 100 Meter. (Störsignale, (Störsignale,

Verschlüsselung)Verschlüsselung)

Daniel Gramlich

Page 20: Navigation Grundlagen und Funktion

Selective AvailabilityUm nicht-autorisierte Benutzer (potentielle militärische Gegner) von einer genauen Positionsbestimmung auszuschließen, wurde die Genauigkeit für Benutzer, die nicht über einen Schlüssel verfügen, künstlich verschlechtert (Selective Availability = SA, mit einem Fehler von größer 100 m).

Am 2. Mai 2000 wurde diese künstliche Ungenauigkeit der Satelliten abgeschaltet, ab ca. 4:05 Uhr UTC sendeten alle Satelliten ein SA-freies Signal. Seitdem kann das System auch außerhalb des bisherigen exklusiven Anwendungsbereichs zur präzisen Positionsbestimmung genutzt werden. Dies führte unter anderem zum Aufschwung der Navigationssysteme in Fahrzeugen und im Außenbereich, da der Messfehler nun in mindestens 90 % der Messungen geringer als 10 m ist.

Daniel Gramlich

Page 21: Navigation Grundlagen und Funktion

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPSFunkstörung durch Ionosphäre und Atmosphäre.Funkstörung durch Ionosphäre und Atmosphäre.

Ionosphärische Störung:Ionosphärische Störung:

Elektrisch geladeneElektrisch geladene

Teilchen, die sich in einerTeilchen, die sich in einer

Höhe von 130 bis 200 km Höhe von 130 bis 200 km

bewegen, reduzieren die bewegen, reduzieren die

Geschwindigkeit der GPS- Signale.Geschwindigkeit der GPS- Signale.

(Kompensation durch Laufzeitvergleichsmessung(Kompensation durch Laufzeitvergleichsmessung

zweier Trägersignale möglich)zweier Trägersignale möglich)

Daniel Gramlich

Page 22: Navigation Grundlagen und Funktion

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPSAtmosphärische Störung:Atmosphärische Störung:Wasserdampf (Nebel) oder Wettereinflüsse (z.B.Wasserdampf (Nebel) oder Wettereinflüsse (z.B.Eis auf der GPS Antenne) können das Satelliten-Eis auf der GPS Antenne) können das Satelliten-signal abschwächen.signal abschwächen.(Auswirkung kleiner 10m)(Auswirkung kleiner 10m)

Kombiantennen:Kombiantennen:Schlechte Masseverbindung (schlechte Abstrahlung)Schlechte Masseverbindung (schlechte Abstrahlung)dadurch schlechtes GSM Signal!dadurch schlechtes GSM Signal!

Daniel Gramlich

Page 23: Navigation Grundlagen und Funktion

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPS

Auch kann der GPS-Empfang durch starke Schneefälle gestört werden. Sonstige Wetterverhältnisse, wie Regen und Nebel, beeinträchtigen den Empfang normalerweise jedoch nicht — allerdings ist der Empfang unter regennassem Laub im Wald deutlich schlechter als bei trockener Witterung.

Daniel Gramlich

Page 24: Navigation Grundlagen und Funktion

2006 entdeckte Alessandro Cerruti von der amerikanischen Cornell University, dass Funkwellen durch Sonneneruptionen gestört werden kann. In den vergangenen Jahren waren diese – und die damit verbundenen geomagnetischen Stürme – wenig ausgeprägt, sie sollen jedoch ab 2011 wieder zunehmen.

Daniel Gramlich

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPS

Page 25: Navigation Grundlagen und Funktion

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPSSignalabschattung:Signalabschattung:

Vorraussetzung für einen guten Empfang ist die freieVorraussetzung für einen guten Empfang ist die freie

„„Sichtverbindung“ zwischen GPS-Antennen und denSichtverbindung“ zwischen GPS-Antennen und den

Satelliten. Satelliten.

Häuserschluchten, Täler und Tunnel Häuserschluchten, Täler und Tunnel sowie Parkhäuser können sowie Parkhäuser können die „Sichtverbindung“ die „Sichtverbindung“ ebenso beeinträchtigen ebenso beeinträchtigen wie einwie ein

Dachgepäckträger oder einDachgepäckträger oder einschlecht gewählter Einbau-schlecht gewählter Einbau-ort der GPS- Antenne.ort der GPS- Antenne.Ergebnis: ungenaue oder keine PositionsbestimmungErgebnis: ungenaue oder keine Positionsbestimmung

Daniel Gramlich

Page 26: Navigation Grundlagen und Funktion

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPSMehrwegempfang:Mehrwegempfang:

Reflektierte Signale führen durch die verlängerteReflektierte Signale führen durch die verlängerte

Signallaufzeit zu Fehlberechnungen. Durch mathe-Signallaufzeit zu Fehlberechnungen. Durch mathe-

matische Korrektur werden solche Fehler erkannt matische Korrektur werden solche Fehler erkannt

und korrigiert.und korrigiert.

Daniel Gramlich

Page 27: Navigation Grundlagen und Funktion

Fehlerquellen des GPSFehlerquellen des GPSBeeinflussung der Satellitenuhren:Beeinflussung der Satellitenuhren:

Das US- Amerikanische VerteidigungsministeriumDas US- Amerikanische Verteidigungsministerium

kann die Genauigkeit der Satellitenuhrenkann die Genauigkeit der Satellitenuhren

beeinflussen bzw. ein Störsignal in Krisensituationenbeeinflussen bzw. ein Störsignal in Krisensituationen

Aufgeschalten. Dadurch Aufgeschalten. Dadurch

fehlerhafte Laufzeit-fehlerhafte Laufzeit-

berechnung der GPS-berechnung der GPS-

Signale.Signale.

Folge: ungenaue Folge: ungenaue

PositionsbestimmungPositionsbestimmung

Daniel Gramlich

Page 28: Navigation Grundlagen und Funktion

OrtungOrtungOrtung ist die Bestimmung der aktuellen Position, derOrtung ist die Bestimmung der aktuellen Position, der

Fahrtrichtung, sowie der Fahrgeschwindigkeit.Fahrtrichtung, sowie der Fahrgeschwindigkeit.

Koppelortung:Koppelortung:

Das Fahrzeugnavigationssystem bestimmt (aus-Das Fahrzeugnavigationssystem bestimmt (aus-

gehend von einer bekannten Anfangsposition) die gehend von einer bekannten Anfangsposition) die

aktuelle Position durch Addition von Wegstücken.aktuelle Position durch Addition von Wegstücken.

Information von Wegstreckensensor oder Information von Wegstreckensensor oder

Tachosignal, Drehwinkelsensor, CD-ROM, Navi-Tachosignal, Drehwinkelsensor, CD-ROM, Navi-

gationssteuergerät.gationssteuergerät.

Daniel Gramlich

Page 29: Navigation Grundlagen und Funktion

OrtungOrtungSatellitenortung:Satellitenortung:

Satellit, GPS- Antenne und Empfänger, Navigations-Satellit, GPS- Antenne und Empfänger, Navigations-

steuergerät.steuergerät.

Navigation:Navigation:

Umfasst die Ortung und zusätzlich die BestimmungUmfasst die Ortung und zusätzlich die Bestimmung

von Richtung und Entfernung eines Fahrzeuges zumvon Richtung und Entfernung eines Fahrzeuges zum

Ziel sowie die erforderlichen Maßnahmen, diesesZiel sowie die erforderlichen Maßnahmen, dieses

Ziel zu erreichen.Ziel zu erreichen.

Merke:Merke:

Koppelortung +Satellitenortung =FahrzeugnavigationKoppelortung +Satellitenortung =Fahrzeugnavigation

Daniel Gramlich

Page 30: Navigation Grundlagen und Funktion

„„MAP Matching“MAP Matching“Aus den Signalen des Drehwinkel- und des Tacho-Aus den Signalen des Drehwinkel- und des Tacho-

oder Radsensors bestimmt der Navigationsrechneroder Radsensors bestimmt der Navigationsrechner

die Zurückgelegte Wegstrecke sowie die Fahrt-die Zurückgelegte Wegstrecke sowie die Fahrt-

richtungsänderung und erkennt den Streckenverlauf.richtungsänderung und erkennt den Streckenverlauf.

Aus diesem Zusammenspiel ergibt sich die Koppel-Aus diesem Zusammenspiel ergibt sich die Koppel-

ortung. Mehrmals pro Sekunde führt der Navigations-ortung. Mehrmals pro Sekunde führt der Navigations-

rechner ein „Map-Matching“ durch.rechner ein „Map-Matching“ durch.

Vergleich der gespeicherten Straßenkarte auf CDVergleich der gespeicherten Straßenkarte auf CD

mit dem gefahrenen Streckenverlauf.mit dem gefahrenen Streckenverlauf.

Daniel Gramlich

Page 31: Navigation Grundlagen und Funktion

OrtungOrtungKoppelortungKoppelortung Satellitenortung Satellitenortung (GPS)(GPS)

++

--

System unabhängig System unabhängig von Infrastruktur von Infrastruktur (Satelliten)(Satelliten)

FehlerakkumulationFehlerakkumulation

Korrektur durch Korrektur durch Vergleich mit Karte Vergleich mit Karte erforderlicherforderlich

Weltweite Verfügbar-Weltweite Verfügbar-

Keit, Position auf ca. Keit, Position auf ca. 15 Meter genau.15 Meter genau.

Keine Position beiKeine Position bei

Empfangsstörungen.Empfangsstörungen.

Überbrückung von GPS- EmpfangsstörungenÜberbrückung von GPS- Empfangsstörungen

Kontrolle der Koppelortung durch GPS- PositionKontrolle der Koppelortung durch GPS- PositionDaniel Gramlich

Page 32: Navigation Grundlagen und Funktion

FunktionFunktion

Daniel Gramlich

Page 33: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberGPS (GPS (GGlobal lobal PPositioning ositioning SSystem)ystem)

Antennen:Antennen:

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Ausschließlich Koppelortung möglich.Ausschließlich Koppelortung möglich.Daniel Gramlich

Page 34: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberTachosignal: www.speedsignal.deTachosignal: www.speedsignal.de

Wie und wo messe ich ein Signal?Wie und wo messe ich ein Signal?

Wie sieht das gemessene Signal aus?Wie sieht das gemessene Signal aus?

Signalform: RechteckSignalform: Rechteck

Signalspannung: Signalspannung: ≤1,5V≤1,5V

Pulszahl:min.3 Pulse pro Radumdreh (0,5 Hz)Pulszahl:min.3 Pulse pro Radumdreh (0,5 Hz)

Frequenz max: 4 kHz Frequenz max: 4 kHz

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Keine Koppelortung mehr möglich.Keine Koppelortung mehr möglich.Daniel Gramlich

Page 35: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberTachosignal: www.speedsignal.deTachosignal: www.speedsignal.de

Abgriff z.B. am Tacho oder Motorsteuergerät.Abgriff z.B. am Tacho oder Motorsteuergerät.

Achtung: Fahrtenschreiber!Achtung: Fahrtenschreiber!

Messung mitMessung mit

Oszilloskop.Oszilloskop.

Daniel Gramlich

Page 36: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberRadsensor:Radsensor:

Induktiv- oder Hallgeber der mit dem ABS Induktiv- oder Hallgeber der mit dem ABS

Steuergerät verbunden ist.Steuergerät verbunden ist.

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Keine Koppelortung mehr möglich.Keine Koppelortung mehr möglich.Daniel Gramlich

Page 37: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberRückfahrschalter:Rückfahrschalter:

Da Tachosignale nichtDa Tachosignale nicht

Richtungweisend sind,Richtungweisend sind,

wird Rückfahrsignal wird Rückfahrsignal

benötigt.benötigt.

(Masse bei Vorwärtsgang)(Masse bei Vorwärtsgang)

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Fahrzeug fährt vorwärts Rechner Info: Rück-Fahrzeug fährt vorwärts Rechner Info: Rück-

wärts.wärts.Daniel Gramlich

Page 38: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberKardanwellengeber:Kardanwellengeber:

Montage erfolgt direkt an der Kardanwelle Montage erfolgt direkt an der Kardanwelle

(meist bei NFZ) durch Induktiv- oder Hall-(meist bei NFZ) durch Induktiv- oder Hall-

geber.geber.

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Keine Koppelortung mehr möglich.Keine Koppelortung mehr möglich.Daniel Gramlich

Page 39: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberTachowellengeber:Tachowellengeber:

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Keine Koppelortung mehr möglich.Keine Koppelortung mehr möglich.Daniel Gramlich

Page 40: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDie Richtungsänderung eines FahrzeugesDie Richtungsänderung eines Fahrzeuges

muß erfasst werden. Folgende Einrichtungenmuß erfasst werden. Folgende Einrichtungen

kommen in Navigationssystemen zum Einsatz:kommen in Navigationssystemen zum Einsatz:

Älter: Magnetfeldsonde (Kompass)Älter: Magnetfeldsonde (Kompass)

Modern: Dreh-Modern: Dreh-

winkelsensor (Gyro)winkelsensor (Gyro)

Daniel Gramlich

Page 41: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberMagnetfeldsonde:Magnetfeldsonde: (Kompass)(Kompass)

(Heute ersetzt durch GYRO)(Heute ersetzt durch GYRO)

Wesentlicher Nachteil:Wesentlicher Nachteil:

Sehr empfindlich gegenSehr empfindlich gegen

Magnetfelder.Magnetfelder.

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Keine Koppelortung mehr möglich.Keine Koppelortung mehr möglich.Daniel Gramlich

Page 42: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberShunt:Shunt:

Dient zur KompensationDient zur Kompensation

des Magnetfeldes beides Magnetfeldes bei

eingeschalteter Heck-eingeschalteter Heck-

scheibenheizung.scheibenheizung.

Bei Ausfall oder Fehlfunktion:Bei Ausfall oder Fehlfunktion:

Falsche Richtungsangabe an NavigationsFalsche Richtungsangabe an Navigations

steuergerät. Ausfall Heckscheibenheizung.steuergerät. Ausfall Heckscheibenheizung.Daniel Gramlich

Page 43: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

StimmgabelkörperStimmgabelkörper

mit vier Piezoelementenmit vier Piezoelementen

Bei anliegender Bei anliegender

Spannung beginnenSpannung beginnen

unteren Piezo- unteren Piezo-

elemente zu elemente zu

Vibrieren.Vibrieren.Daniel Gramlich

Page 44: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

MöglicheMögliche

Schwingungs-Schwingungs-

richtungen beirichtungen bei

Drehung.Drehung.

Daniel Gramlich

Page 45: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

Bei Fahrt gerade ausBei Fahrt gerade aus

sind nur Schwingungensind nur Schwingungen

in einer Richtung vor-in einer Richtung vor-

handen.handen.Daniel Gramlich

Page 46: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

Bei Kurvenfahrt Bei Kurvenfahrt

sind alle Schwingungs-sind alle Schwingungs-

richtungen möglich.richtungen möglich.

Bei Ausfall ist keine Navi-Bei Ausfall ist keine Navi-

gation mehr möglich.gation mehr möglich.Daniel Gramlich

Page 47: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

Der Einbauort des Der Einbauort des

Drehwinkelsensors Drehwinkelsensors

ist im Navigations- ist im Navigations-

rechner selbst.rechner selbst.

Daniel Gramlich

Page 48: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

Wichtig ist die Einstellung Wichtig ist die Einstellung

des Einbauwinkels des Einbauwinkels

am Gerät !am Gerät !

Daniel Gramlich

Page 49: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberDrehwinkelsensor Drehwinkelsensor

(Gyroskop):(Gyroskop):

Vorteile des Drehwinkelsensors:Vorteile des Drehwinkelsensors: geringe Bauhöhegeringe Bauhöhe hohe Genauigkeithohe Genauigkeit keine Kalibrierungkeine Kalibrierung unempfindlich gegen Magnetische unempfindlich gegen Magnetische

StörungenStörungen Einbaulage einstellbar.Einbaulage einstellbar.

Daniel Gramlich

Page 50: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberTMC (Traffic Message Channel)TMC (Traffic Message Channel)

Die Stauinformationen werden ständig aufDie Stauinformationen werden ständig auf

einer festgelegten Radio-Frequenz gesendet. einer festgelegten Radio-Frequenz gesendet.

Bei Ausfall oder Bei Ausfall oder

Fehlfunktion:Fehlfunktion:

Keine Dynamische Keine Dynamische

Führung mehr Führung mehr

möglich.möglich.Daniel Gramlich

Page 51: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / Informationsgeber

TMC BOX:TMC BOX:

Kontrolliert, ob Verkehrsbehinderungen vorhandenKontrolliert, ob Verkehrsbehinderungen vorhanden

sind...sind...

Daniel Gramlich

Page 52: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / Informationsgeber

TMC BOX:TMC BOX:

Leitet um wenn Verkehrsbehinderungen vorhandenLeitet um wenn Verkehrsbehinderungen vorhanden

sind…sind…

Daniel Gramlich

Page 53: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / Informationsgeber

TMC BOX:TMC BOX:

Auch bei weiteren Verkehrsbehinderungen reagiertAuch bei weiteren Verkehrsbehinderungen reagiert

Das Naviga-Das Naviga-

tionsgerättionsgerät

dynamisch.dynamisch.

Daniel Gramlich

Page 54: Navigation Grundlagen und Funktion

Sensoren / InformationsgeberSensoren / InformationsgeberRoutenkriterien: Grundsätzlich ist die Funktion der Routenkriterien zu

berücksichtigen. Eine Berechnung der kürzesten Route kann durchaus länger dauern als eine Berechnung der schnellsten Route.

A

B

A

B

Page 55: Navigation Grundlagen und Funktion

GefahrenGefahrenBeim nachträglichen Einbau zu beachten:Beim nachträglichen Einbau zu beachten:

Welcher Einbauort wurde gewählt?Welcher Einbauort wurde gewählt?Daniel Gramlich

Page 56: Navigation Grundlagen und Funktion

GefahrenGefahren

Beim nachträglichen Einbau zu beachten:Beim nachträglichen Einbau zu beachten:

Verschiedene Hersteller Verschiedene Hersteller

bieten diverse Systemebieten diverse Systeme

zur Befestigung derzur Befestigung der

Monitore an.Monitore an.

Daniel Gramlich

Page 57: Navigation Grundlagen und Funktion

KalibrierenKalibrieren

Die Kalibrierung erfolgt in der Regel nur bei Die Kalibrierung erfolgt in der Regel nur bei

nachrüst- Navigationsgeräten.nachrüst- Navigationsgeräten.

Dabei „lernt“ der Rechner wie viele Impulse beiDabei „lernt“ der Rechner wie viele Impulse bei

einer festgelegten Strecke vom Drehzahl-einer festgelegten Strecke vom Drehzahl-

geber abgegeben werden.geber abgegeben werden.

Daniel Gramlich

Page 58: Navigation Grundlagen und Funktion

„„Mein Navi kann das nicht…“Mein Navi kann das nicht…“Wie gut ein Navigationsgerät arbeitet hängtWie gut ein Navigationsgerät arbeitet hängt

von der Software ab mit dem es arbeiten kann.von der Software ab mit dem es arbeiten kann.

Daniel Gramlich

Page 59: Navigation Grundlagen und Funktion

GalileoGalileoUm vom US- Amerikanischen GPS System unab-Um vom US- Amerikanischen GPS System unab-

hängig zu werden plant die EU einhängig zu werden plant die EU ein

eigenes GPS namens Galileo zu installieren.eigenes GPS namens Galileo zu installieren.

Galileo wird dabei 32 (29 + 3 Ersatz) Satelliten Galileo wird dabei 32 (29 + 3 Ersatz) Satelliten

einsetzten und so ein weltweites ziviles Pendant zumeinsetzten und so ein weltweites ziviles Pendant zum

Amerikanischen GPS werden.Amerikanischen GPS werden.

Höhe: 23260km über der Erde.Höhe: 23260km über der Erde.

Daniel Gramlich

Page 60: Navigation Grundlagen und Funktion

GalileoGalileoIn der dritten Phase, der Errichtungsphase, wird das System fertiggestellt. Die ersten vier Satelliten (In Orbit Validation IOV) sollen im ersten und zweiten Quartal 2011 mit zwei Starts ins All gebracht werden.

Erste Dienste sollen voraussichtlich ab 2014 angeboten werden, während die vollständige Konstellation mit allen Diensten nicht vor 2016 betriebsbereit sein wird

Daniel Gramlich

Page 61: Navigation Grundlagen und Funktion

Vielen Dank für ihre Aufmerksamkeit!!!

Daniel Gramlich

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Daniel GramlichDaniel GramlichKraftfahrzeugtechnikermeisterKraftfahrzeugtechnikermeister