Laufende Forschungsprojekte – Institut für Erdmessung

IGNITE (Verbesserung der Integrität und Genauigkeit in hochautomatisierten Navigationsanwendungen durch Kartierung von GNSS-Mehrwegefehlern)

In diesem Projekt wird eine digitale Karte entwickelt, die Informationen zur GNSS-Signalausbreitung – insbesondere Mehrwege- und NLOS-Fehler – in urbanen Umgebungen erfasst und bereitstellt. Mithilfe von KI-Modellen werden kartierte Mehrwegefehler an Nutzerpositionen interpoliert und auch für Orte ohne reale Trainingsdaten vorhergesagt. Die Karte ermöglicht eine verbesserte Gewichtung von GNSS-Signalen im Empfänger und erhöht so Genauigkeit, Integrität und Verfügbarkeit der Positionslösung für hochautomatisierte Fahrzeuge im Stadtverkehr. Das Projekt erfolgt in Kooperation mit der Geo++ GmbH.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Jürgen Müller

Team: Dr.-Ing. Fabian Ruwisch, M.Sc. Anat Schaper

Jahr: 2026

Förderung: Zuwendung aus Mitteln des Europäischen Fonds für Regionale Entwicklung (EFRE) innerhalb des Sonderaufrufs „Strategische Technologien für Europa – STEP“ für Innovative Kooperationsprojekte für anwendungsorientierte Forschung.

Modellierung von Quantensensoren in einem realistischen Navigationskontext – SimulaQrUm

Positionierung, Navigation und Timing sind entscheidend für moderne Systeme im Transportwesen, der Landwirtschaft und der Raumfahrt, jedoch stoßen herkömmliche GNSS-Signale oft an ihre Grenzen, etwa in Städten oder unter Wasser. Dieses Projekt entwickelt gemeinsam mit Partnern wie dem Institut für Quantenoptik (IQO) und Airbus Defence and Space ein neues Simulationswerkzeug, um Navigationslösungen durch die Kombination von Quantensensoren und Trägheitssensoren zuverlässiger und stabiler zu machen.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön

Team: Dr. Benjamin Tennstedt, Nicolai B. Weddig, M.Sc.

Jahr: 2024

Förderung: European Space Agency (ESA), Förderkennzeichen: NAVISP-EL1-089

Deformation Analysis Based on Terrestrial Laser Scanner Measurements (TLS-Defo, FOR 5455, Project 5)

Our research aims to enhance the Terrestrial Laser Scanning (TLS) uncertainty budget by developing strategies for deterministic observation intervals and transforming error bands into point uncertainties. We are also introducing distribution-free surface uncertainty measures to improve the precision and reliability of TLS data.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön

Team: Reza Naeimaei, M. Sc.

Jahr: 2024

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Forschergruppe (FOR) 5455

Entwicklung einer kompakten Experimentalplattform eines gyro-stabilisierten Quantennavigationssensors (QGyroPlus)

Ziel des Projekts ist die Entwicklung eines einzigartigen Sechs-Achsen-Quanteninertialnavigationssensors, der erstmalig driftfreie und hochpräzise Navigation ermöglicht. Diese bahnbrechende Technologie wird als kompakte Experimentalplattform im Projektverlauf getestet und könnte die Tür zu völlig neuen Anwendungsbereichen in der autonomen Navigation öffnen.

Leitung: Prof. Dr. Steffen Schön

Team: Dr. Benjamin Tennstedt, Nicolai B. Weddig, M.Sc., Dr.-Ing. Tobias Kersten

Jahr: 2023

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK / DLR), Förderkennzeichen: 50NA2106

Navigation mit Quantensensorik im Weltraum (SpaceQNav)

Das Projekt widmet sich der Erforschung innovativer Quanten-Inertialsensorik zur Verbesserung der Weltraumnavigation. Ziel ist es, die Navigationsleistung erheblich zu steigern, indem die Präzision und Langzeitstabilität für Missionen von der Erdumlaufbahn bis zur Mondoberfläche revolutioniert wird. Durch die Analyse von Designanforderungen und Auswertestrategien soll das volle Potenzial dieser Technologie ausgeschöpft werden.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön

Team: Dr. Alireza HosseiniArani, Arpetha C. Sreekantaiah, M. Sc.

Jahr: 2023

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK/DLR), Förderkennzeichen: 50NA2310A

Interferometrische Glasfaserverbindungen (SFB 1464, A05)

Um das chronometrische Nivellement als Routinewerkzeug für die Geodäsie zu etablieren, sind Forschung und Entwicklungen für hochpräzise Frequenzübertragung in den Bereichen Interferometrische Glasfaserverbindungen (Interferometric Fibre Links, IFLs) und Globales Navigationssatellitensystem - Frequenztransfer (GNSS-FT) erforderlich. Die Entwicklung von feldtauglichen IFLs-Geräten, ultrapräziser GNSS-FT und deren Einsatz für chronometrische Nivellements sind neue Forschungs- und Entwicklungsgebiete, die viele Anwendungen von geodätischem Interesse eröffnen werden. Unser Ziel ist es, eine chronometrische Nivellement-Kampagne zwischen Insel und Festland unter Verwendung von IFL und GNSS-FT sowie der in Teilprojekt A04 entwickelten transportablen optischen Uhr zu realisieren.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön, Dr. Jochen Kronjäger

Team: Ahmed Elmaghraby, Dr. Thomas Krawinkel, Dr. Alexander Kuhl, Shambo Mukherjee

Jahr: 2021

FIRST: Fingerprinting, Integrity Monitoring and Receiver Signal Processing Using Miniature Atomic Clock Technology

Um die Performance der Bestimmung von Position, Geschwindigkeit und Zeit mittels GNSS-Messungen zu verbessern, werden heute häufig Chip Scale Atomic Clocks (CSACs) genutzt, welche dem GNSS-Empfänger ein hochstabiles Frequenzsignal zur Verfügung stellen. Die Verbesserung der Navigationslösung erfolgt bisher allerdings ausschließlich algorithmisch. In diesem Vorhaben soll nun der Einfluss von der Empfängeruhr auf die Qualität der Signalverarbeitung in einem Software-Empfänger untersucht werden, indem die internen Verarbeitungsschritte an die hohe Frequenzstabilität des CSAC-Signals angepasst werden. Zusätzlich soll die Machbarkeit des Fingerprintings mit hochstabilen Atomuhren unter verschiedenen dynamischen Bedingungen untersucht und zusätzlich Integritätsmaße für den GNSS-basierten Zeittransfer entwickelt werden.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön

Team: Qianwen Lin, M. Sc.

Jahr: 2020

Förderung: Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi), Förderkennzeichen: 50NA2101

Bounding and propagating observation uncertainty with interval mathematic (GRK 2159)

Intervals (Jaulin et al 2001) can be seen as a natural way to bound observation uncertainty in navigation systems such as GPS, IMU or optical sensors like LIDAR, since they are in principle free of any assumption about probability distributions and can thus describe adequately remaining systematic effects (Schön 2016, Schön and Kutterer 2006). In this project, we intent to experimentally investigate in more details the actual size of observation intervals.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön

Team: Jingyao Su, M.Sc.

Jahr: 2020

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Graduiertenkolleg GRK 2159

Collaborative Navigation for Smart Cities (GRK 2159)

Global Navigation Satellite Systems (GNSS) is the only navigation sensor that provides absolute positioning. However, urban areas form the most challenging environment for GNSS to achieve a reliable position. Because of the reduced satellite visibility and disturbed signal propagation like diffraction and multipath, the resulting position has a reduced accuracy and availability. The overall research objective of this project is to reduce these shortcomings through collaboration. Therefore, similarity of multipath at different locations within streets will be studied.

Leitung: Prof. Dr.-Ing. Steffen Schön

Team: Anat Schaper, Jingyao Su, Dennis Kulemann

Jahr: 2019

Förderung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Graduiertenkolleg GRK 2159