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Was ist GPS + IMU oder auch SPAN?

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ZUERST DIE NAMENSERKLÄRUNGEN


GPS: ist das amerikanische System für eine Satellitennavigation. Dieser Begriff hat sich so eingeprägt, dass er als Synonym für alle Satellitennavigationssystem gilt.

IMU: Inertial Measurement Unit, zu deutsch eine inertiale Messeinheit. Eine IMU ist ein elektronisches Gerät, dass mit Hilfe von 3-Achsbeschleunigungsmessern (rotatorische und translatorische B-Messer), folgende Messgrößen auf einem Fahrzeug bestimmen kann:, die lineare Beschleunigungskräfte in X, Y, Z und die Rotationskräfte um die X, Y, Z Achsen. Aus diesen Beschleunigungswerten kann man Geschwindigkeit, Drehraten (Winkelgeschwindigkeit) und Positionsveränderungen in alle 3 Raumrichtungen ableiten.

SPAN: Ein komplettes GPS + IMU + Software System des Herstellers NovAtel aus Kanada. Synchronized Position Attitude & Navigation bedeutet SPAN ausgeschrieben. Eine zeitlich synchronisierte Navigationslösung mit Angabe der Position und der Ausrichtung im Raum.

 

WARUM BENÖTIGT MAN DIES?


GPS ist ein hervorragendes Postionierungssytem, wenn keine störenden Element in der Umgebung sind. Durch Abschattungen durch z.B Hochhäuser oder Bäume wird die Positionsgenauigkeit eingeschränkt oder im schlimmsten Fall in einem Tunnel, fällt die GPS-Positionierung eines bewegten Körpers komplett aus. Auch schnelle Flugmanöver können die Postiionierung mittels GPS kurzzeitig zum Ausfall bringen.
Eine IMU kann dabei für eine bestimmte Zeit der „richtigen“ Bewegung folgen. Aufgrund von Driftfehlern einer IMU, weicht die per IMU bestimmte Position je nach Technik und Preis nach einer bestimmten Zeit von der realen Position ab.

Mit der Koppelung eines GPS Empfängers mit einer IMU können einerseits „GPS-Ausfälle“ für einen kurzen Zeitraum überbrückt werden und andererseits kann GPS bei guten Empfang auch wieder den richtigen Kurs zuweisen und die IMU Drift kompensieren. Diese Zeit hängt davon ab, welche Genauigkeit man für seine Lösung zuläßt und welche Gerätetypen eingesetzt werden. Auch hier gilt, je länger und genauer desto teuerer und aufwendiger die Lösung.

 

WO SETZT MAN DIES EIN?


Es gibt vielfältige Anwendungen. Hier einige Beispiele:

  • Strassenvermessungen für Navigationskarten. Damit werden Aufnahmen in Stadtkernen und in Tunnels ermöglicht.
  • Landwirtschaftliche Maschinen, die auch am Waldrand genau poistioniert werden müssen.
  • Flussvermessungen, um die GPS Ausfälle in engen Flußtälern und unter Brücken zu kompensieren.
  • Postionierungen in Flugzeugen, damit auch bei schnellen Flugmanövern noch eine Positionierung möglich ist.
  • Stabilisierung von Plattformen, da die GPS Messung hier zu große Sprünge aufweisen könnte.
  • Messungen in der KFZ Entwicklung. Beschleunigungs- und Bremstests. Auch bei einem Elchtest kann so ein System gute Werte liefern…
  • zur Steuerung autonomer Fahrzeuge oder Flugzeuge.

 

WELCHE UNTERSCHIEDLICHEN IMU SYTEME GIBT ES?


Die IMU Systeme unterscheiden sich in der Auswahl der elektronsichen Komponenten zur Erfassung der Winkelgeschwindigkeiten.
Hierzu werden MEMS, Faserkreisel oder Laserkreisel verwendet.

Sie haben noch Fragen?

Wir beantworten sie gerne.