Forschungsprojekte aus dem Bereich Positionierung und Navigation

Antennenkalibrierung

  • GPS Codephasen-Variationen für GNSS-Empfangsantennen
    Neben der sehr gut bekannten Existenz von Abweichungen des Empfangszentrums von GNSS-Antennen für Trägerphasen sind gleiche Effekte auch auf der Codephase (Code Phase Variations CPV) gefunden worden. Diese Abweichungen sind stark von der Beschaffenheit und Qualität der Empfangsantennen abhängig und nehmen gerade bei Massenmarktprodukten erhebliche Abweichungen an. Der Nachweis über die Charaktersitik der Codephasen-Variationen ist besonders für Navigationsanwendungen wichtig, da zum einen die Antennen notwendigen Spezifikationen entsprechehnmüssen und zum anderen die Präzision des Sensors durch Berücksichtigung dieser individuellen Kalibrierwerte deutlich verberssert werden können.
    Leitung: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Team: Yannick Breva, Johannes Kröger
    Jahr: 2018
  • Trägerphasenvariationen (PCC) für neue GNSS-Signale
    Trägerphasenvaraitionen sind überaus notwendig für die präzise GNSS-Navigation und Positionierung. Derzeit werden nur GPS L1/L2 und GLONASS L1/L2 im Rahmen der operationellen roboterbasierten Kalibierung zur Verfügung gestellt. Die Weiterentwicklung der individuellen Satellitensysteme (GPS, GLONASS) und die Entwicklung von neuen Systemen (Galileo, Beidou) erfordern die Weiterentwicklung des Kalibrierverfahrens zur Bestimmung entsprechender Parameter neuer Systeme und Frequenzen. Ziel des Projektes ist die Bereitstellung und konsistente Verarbeitung von Kalibrierwerten für GPS L5 und Galileo E1/E5 Signale auf Basis von Kugelfunktionsentwicklungen. Erhobene Phasenpattern werden mit Kalibrierwerten anderer Institutionen vergleichen und koordiniert ausgetauscht.
    Leitung: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Team: Johannes Kröger, Yannick Breva
    Jahr: 2018
  • Verbesserte Positionierung und Navigation durch konsistente Multi-GNSS Antennenkorrekturen
    Untersuchung von Auswirkungen der Code Phasen Verzögerungen (GDV) auf die GNSS basierte Positionierung und Navigation sowie die Entwicklung eines Verfahrens zum adäquaten Vergleich von Kalibrierergebnissen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2012
    Förderung: BMWI und Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - 50NA1216
    Laufzeit: 2012 - 2014
  • Von der Komponentenkalibrierung zur Systemanalyse: konsistente Korrekturverfahren von Instrumentenfehlern für Multi-GNSS
    Mehrwert durch Betrachtung des Gesamtsystems
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Tobias Kersten
    Jahr: 2009
    Förderung: BMWI und Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR) - 50NA0903
    Laufzeit: 2009-2012
  • Kalibrierung stationsspezifischer Effekte in GPS Referenzstationsnetzen
    Deterministisches Korrekturmodell für Mehrwegefehler an GNSS Referenzstationen im Land Niedersachsen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Günter Seeber
    Team: Dipl.-Ing. Florian Dilssner
    Jahr: 2008
    Förderung: Landesamt für Geoinformation und Landentwicklung Niedersachsen (LGLN)
  • Kalibrierung der GPS Antenne für den Radarsatelliten TanDEM-X (DLR)
    Kalibrierung von LEO GNSS Antennen für präzise LEO-Formationen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2008

GNSS und Inertialnavigation

  • Entwicklung und Test einer für Quantensensoren adäquaten Berechnungsstrategie für die Inertialnavigation
    Durch neue Messprinzipien haben Quantensensoren signifikante Verbesserungen in Stabilität und Genauigkeit bei der Erfassung von inertialen Einflüssen erzielt. Anstelle mechanischer Federsysteme in Beschleunigungsmessern oder durch einen Faserkreisel oder Ringresonator umschlossene Flächen in Lasergyroskopen sind in Quantensensoren die Skalenfaktoren an atomare Übergänge gebunden und auf Frequenzmessungen zurückzuführen. Die alternativen Messverfahren und hohen Sensitivitäten der Quantensensoren erfordern eine adäquate Auswertestrategie, die sich von der klassischen Herangehensweise der Inertialnavigation unterscheidet. Ziel der Studie ist die Entwicklung und der Test einer entsprechenden Berechnungsstrategie, die gezielt die Anwendbarkeit der einzelnen Berechnungsschritte bei der Quanteninertialnavigation überprüft, und geeignete Alternativen, beispielsweise bei der Integrationsdynamik oder geschätzten Systemparametern, vorschlägt.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Benjamin Tennstedt
    Jahr: 2018
    Förderung: DLR
  • VeNaDU 2: Verbesserte Positionierung und Navigation durch Uhrmodellierung
    Dieses Folgeprojekt zum Vorhaben VeNaDU untersucht zum einen den Performance-Gewinn durch den Ein satz hochstabiler Atomuhren in kinematischem PPP. Zum anderen soll eine Hardware-technische Umsetzung einer miniaturisierten Atomuhr in einem Einfrequenz-Empfänger realisiert werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Thomas Krawinkel, Dr. Ankit Jain
    Jahr: 2017
  • Alternative Integritätsmaße mittels Intervallmathematik (GRK 2159, Thema 1)
    Dieses Dissertationsvorhaben beschäftigt sich mit der Entwicklung von alternativen Integritäts­maßen auf Basis der Intervallmathematik, Fuzzy-Theorie und unscharfer Zufallsvariablen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Hani Dbouk
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
  • Optimale kollaborative Positionierung (GRK 2159, Thema 4)
    Kollaboratives Positionierung (CP) ist eine vielversprechende Technik, die auf einer Gruppe von dynamischen Knoten (Fußgänger, Fahrzeuge usw.) basiert. Diese sind mit verschiedenen (zeitsynchronisierten) Sensoren ausgestattet. Die Qualität der Positionierungs-, Navigations- und Zeitbestimmungsinformationen (PNT) kann dabei durch die Durchführung von Messungen zwischen Knotenpunkten oder Elementen der Umgebung (Stadtmöbel, Gebäude usw.) erhöht werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Nicolas Garcia Fernandez
    Jahr: 2016
    Förderung: DFG
  • SIMULTAN: Integriertes Geodätisches Überwachungskonzept für Erdfall-induzierte Oberflächendeformation und Massenumlagerung - AP 3.1 (GNSS)
    Prozessorientierte Interpretation unter Nutzung geophysikalischer und geologischer Informationen und Entwicklung eines langfristigen Überwachungskonzeptes durch Anwendung eines iterativen, rückkoppelnden Optimierungsansatz.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2015
    Förderung: BMBF - Bundesministerium für Bildung und Forschung
    Laufzeit: 2015-2019
  • Improved GPS data analysis for the Swarm constellation
    New concepts for GPS observation data quality assessment and positioning should be developed and evaluated taking advantage of variable geometries in the Swarm constellation.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Le Ren
    Jahr: 2015
    Förderung: DFG
  • Kinematic GNSS positioning of Low Earth Orbiters (CRC 1128, B03)
    Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Genauigkeit kinematischer Orbits von erdnahen Satelliten durch weiterentwickeltes Precise Point Positioning (PPP), welches um den Ansatz der Empfängeruhrmodellierung und das Konzept des Virtuellen Empfängers erweitert wird.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Christoph Wallat
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG
  • High-Rate GNSS-Empfänger in der Flug-Navigation und -Gravimetrie
    Entwicklung einer Methodik zur Datenvorverarbeitung und zur Geschwindigkeits- und Beschleunigungsschätzung aus Trägerphasenmessungen mit hoher Abtastrate (100Hz)
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Christian Bischof
    Jahr: 2014
    Förderung: Bürgernahes Flugzeug Nachwuchsfond
  • Precise Point Positioning mit GPS-Einfrequenz-Empfängern und der Radom-Antenne in Raisting für das Autonome Fahren (PPP-AF)
    Teilprojekt: Bestimmung von Empfänger-Biases
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dr.-Ing. Tobias Kersten
    Jahr: 2014
    Förderung: BMWi und DLR
    Laufzeit: 2014-2015
  • VeNaDU: Verbesserte Positionierung und Navigation durch Uhrmodellierung
    In diesem Forschungsvorhaben sollen empfängerseitig die Vorteile moderner hochstabiler Atomuhren für die GNSS-basierte Positionierung und Navigation untersucht und innovative Konzepte zur Uhrmodellierung entwickelt werden.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Thomas Krawinkel
    Jahr: 2013
    Förderung: BMWi / DLR
    Laufzeit: 10/2013 - 11/2016
  • Turbulenz Untersuchungen und verbesserte Modellierung der atmosphärischen Refraktion mit VLBI und GNSS
    Verbesserte Beschreibung von Refraktionsindexschwankungen, Bestimmung von Turbulenz-Parametern und verbesserte Modellierung der neutrosphärischen Refraktion
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Franziska Kube
    Jahr: 2012
    Förderung: DFG (SCHO 1314/3-1)
  • Bürgernahes Flugzeug
    Verbesserung der Qualität und Verminderung von Signalverlusten bei GNSS-gestützen gekurvten Landeanflügen im Rahmen der Entwicklung eines "Bürgernahen Flugzeugs"
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Franziska Kube
    Jahr: 2011
    Förderung: Land Niedersachsen
  • Navigation und Positionierung in schwieriger Umgebung
    Analyse von High-Sensitivity GNSS Sensoren
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Olaf Bielenberg
    Jahr: 2011
  • Modellierung physikalischer Korrelationen von GNSS-Phasenbeobachtungen mit Ansätzen der Turbulenztheorie
    Modellierung physikalischer Korrelation von GNSS Phasebeobachtungen mit Ansätzen der Turbulenztheorie
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dr.-Ing. Markus Vennebusch
    Jahr: 2011
    Förderung: Das Projekt wird gefördert durch die Deutsche Forschungsgemeinschaft (SCHO 1314/1-1).
  • Modeling and correction of GNSS multipath effect through Software receiver and Ray tracing
    Beschreibung von Multipath durch Software-Empfänger und Raytracing.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Marios Smyrnaios
    Jahr: 2011
    Förderung: BMWI und Deutsches Zentrum für Luft und Raumfahrt (DLR)
  • Qualitätssicherung für permanente GNSS-Stationen
    Qualitätsmanagement an permanenten GNSS Referenzstationen in Niedersachsen.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Nico Lindenthal
    Jahr: 2010
    Förderung: Landesamt für Geoinformationen und Landentwicklung Niedersachsen (LGLN)
  • Konzepte zur Qualitätsbeschreibung in aktiven GNSS-Referenzstationsnetzen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Dipl.-Ing. Nico Lindenthal
    Jahr: 2009
    Förderung: Landesamt für Geoinformationen und Landentwicklung Niedersachsen (LGLN)
  • Kalibrierung der GPS Antenne für den Radarsatelliten TanDEM-X (DLR)
    Kalibrierung von LEO GNSS Antennen für präzise LEO-Formationen
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2008
  • Modellierung distanzabhängiger systematischer Effekte
    Entwicklung eines Korrekturmodell für distanzabhängige Effekte in kleinen GPS Netzen sowie Abschätzung der Größe systematischer Resteffekte mit Methoden der Intervallmathematik
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2006
  • Abschätzung der Größe systematischer Resteffekte mit Methoden der Intervallmathematik
    Erfassung und adäquate mathematische Beschreibung des Gesamtunsicherheitshaushaltes von GNSS Beobachtungen mit Verfahren der Intervallmathematik
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Jahr: 2006
    Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG)

QUEST

SFB 1128 (geo-Q)

  • Kinematic GNSS positioning of Low Earth Orbiters (CRC 1128, B03)
    Ziel des Projektes ist die Verbesserung der Genauigkeit kinematischer Orbits von erdnahen Satelliten durch weiterentwickeltes Precise Point Positioning (PPP), welches um den Ansatz der Empfängeruhrmodellierung und das Konzept des Virtuellen Empfängers erweitert wird.
    Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön
    Team: M.Sc. Christoph Wallat
    Jahr: 2014
    Förderung: DFG