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Motivation

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Satellitengestützte Lokalisierung wurde innerhalb der letzten 10 Jahre zu einer wirklich alltäglichen und allgegenwärtigen Anwendung. Beispielsweise gibt es in Fahrzeugen kostengünstige Empfänger, die eine genaue Lokalisierung ermöglichen und Basis für Assistenzsysteme und hochautomatisiertes Fahren sind.

Insbesondere in dicht bebauten Innenstädten reicht der aktuelle Stand der Technik noch nicht vollends aus. Das Hauptproblem sind Mehrwege-Empfängerfehler, die durch Reflexionen von Satellitensignalen an Gebäuden entstehen.

Das Problem wird durch folgende Grafik ersichtlich.

Quelle: Lehrstuhl Nachrichtentechnik

Diese Abbildung zeigt deutlich, dass die Sichtlinie vom Empfänger zu einem Satelliten durch ein Gebäude verdeckt wird. Somit können die Satellitensignale nur noch indirekt empfangen werden, ohne dass dies dem GNSS (Global Navigation Satellite System) bekannt ist. Negative Folgen ergeben sich hiermit für die Genauigkeit sowie der Integrität der Positionsschätzung.

Quelle: Lehrstuhl Nachrichtentechnik

Diese Grafik zeigt deutlich, dass die wahre Position des Fahrzeugs (Empfänger) und die geschätzte Position, dargestellt durch die Ellipse, von einander abweichen. Die Integrität der Schätzung ist somit verletzt, da sich der Empfänger weit von der tatsächlichen Position befindet. Dies bringt typische Fehler innerhalb in sicherheitskritischer Applikationen eingesetzten Navigationssystemen.