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Stand der Technik
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GNSS basierte Verfahren zur Bestimmung von Navigationsdaten (Positionen/Geschwindigkeiten etc.), die in GNSS-Empfängern bzw. in Navigationsmodulen umfassend GNSS-Empfänger durchgeführt werden, bestimmen Positionen basierend auf Triangulation unter Verwendung der Distanzen zwischen dem GNSS-Empfänger und den GNSS-Satelliten. Die Distanzen werden durch die Bestimmungen von Laufzeiten von Signalen von jedem einzelnen GNSS-Satelliten zu dem GNSS-Empfänger unter Berücksichtigung der Ausbreitungsgeschwindigkeit der Signale auf dem Weg vom GNSS-Satelliten zum GNSS-Empfänger berechnet. Die durch den GNSS-Empfänger von den GNSS-Satelliten empfangenen Signale werden im Folgenden als GNSS-Daten bezeichnet. Die Bestimmung der Laufzeiten erfolgt durch sehr genaue Messungen der Zeitpunkte des Eintreffens der Signale in dem GNSS-Empfänger. Die berechneten Distanzen werden als „Pseudo-Distanzen“ bzw. „pseudo-ranges“ bezeichnet, weil die Distanzen tatsächlich durch viele Fehlerquellen und Besonderheiten verfälscht sind und üblicherweise nur teilweise tatsächlichen Distanzen zwischen dem GNSS-Empfänger und den GNSS-Satelliten entsprechen. Diese Fehlerquellen müssen bei GNSS-basierten Navigationsdatenbestimmungsverfahren korrigiert werden. Eine hier hervorzuhebende besonders bedeutende Fehlerquelle, die in Navigationsdatenbestimmungsverfahren berücksichtigt werden sollte, sind sogenannte Uhrenfehler, die im GNSS-Empfänger, und/oder in GNSS-Satelliten auftreten können und die die Zeitmessung betreffend den Zeitpunkt des Absendens von Signalen durch die GNSS-Satelliten als auch den Zeitpunkt des Empfangs von Signalen durch den GNSS-Empfänger beeinflussen können.
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In Abhängigkeit vom jeweiligen Anwendungsfall, der gewünschten Robustheit, Genauigkeit und Integrität existieren verschiedenste Ansätze zur Bestimmung von Navigationsdaten. Manche verwenden ausschließlich die weiter vorne beschriebenen Pseudo-Distanzen. Andere komplexere Ansätze verwerten zusätzlich Trägerband-Phasen-Informationen, zur hochgenauen Distanzbestimmung und/oder Korrekturdaten, die von externen Korrekturdatendienstleistern bereitgestellt werden. Beinahe alle Ansätze haben gemeinsam, dass unbekannte Elemente (Fehler, Bias, Rauschen etc.) mit berücksichtigt bzw. abgeschätzt werden, um die Genauigkeit der Bestimmung von Navigationsdaten zu erhöhen. Folgende (nicht abschließende) Liste gibt einen Überblick über bekannte Verfahren zur Fehlerkorrektur:
- • Berücksichtigung von Uhrenfehlern (insbesondere receiver clock errors),
- • Code- und/oder Phasenverschiebungen, die durch Signalverarbeitungen im GNSS-Satelliten bedingt sind,
- • Code- und/oder Phasenverschiebungen, die durch Signalverarbeitungen im GNSS-Empfänger bedingt sind,
- • Zeitunterschiede zwischen den Uhren des GNSS-Systems (Fehler zwischen Uhren verschiedener GNSS-Satelliten des GNSS-Systems),
- • Bandverschiebungen zwischen den Teilnehmern des GNSS-Systems (GNSS-Satelliten und GNSS-Empfänger), insbesondere Fehler die durch die Nutzung unterschiedlicher Frequenzbänder zustande kommen
- • Phasenverschiebungen zwischen den Teilnehmern des GNSS-Systems (GNSS-Satelliten und GNSS-Empfänger), insbesondere Fehler aufgrund von Signalen auf unterschiedlichen Frequenzen. Solche Fehler betreffen insbesondere das System glonass, welches grundsätzlich pro Satellit auf unterschiedlichen Frequenzen sendet;
- • lonosphärenfehler, betreffend Beeinflussungen der Signalausbereitungsgeschwindigkeiten in der Ionosphäre,
- • Troposphärenfehler, betreffend Beeinflussungen der Signalausbereitungsgeschwindigkeiten in der Troposphäre, oder
- • Bahndatenfehler, die nicht korrekte bzw. nicht exakte Daten betreffend Bahnen von GNSS-Satelliten beinhalten und so eine Fehleinschätzung bezüglich der tatsächlichen Position von Satelliten hervorrufen.
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Jedes dieser Verfahren zur Fehlerkorrektur wird üblicherweise in Form von Parametern und/oder speziellen Korrekturvorschriften zur Verarbeitung derartiger Korrekturparameter zur Korrektur der Pseudo-Distanzen bzw. der Navigationsdaten realisiert. Parameter und Korrekturvorschriften üblicherweise als Parameter in einem GNSS-Empfänger/Navigationsmodul hinterlegt und werden von Filtern ausgeführt. Eine Untergruppe von derartigen Parametern sind die sogenannten Korrekturdaten, die aus einer externen Korrekturdatenquelle bereitgestellt werden und die sich insbesondere auf Bahndaten und auf Daten betreffend die Ionosphäre und die Troposphäre beziehen.
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In den meisten Anwendungsfällen erfolgt die Bestimmung dieser Parameter als kontinuierlicher Prozess parallel zur permanenten Bestimmung von aktuellen Navigationsdaten. Es existieren normalerweise für verschiedene Arten von Parameter (je nachdem welche Fehlerkorrektur die einzelnen Parameter betreffen) unterschiedliche Update-Zeitintervalle. Dies kann beispielsweise in Form einer Aktualisierungsfrequenz oder eines Aktualisierungsintervalls für jeden Parameter und/oder für jede einzelne Korrekturvorschrift festgelegt sein. Die Aktualisierungsfrequenz bzw. das Aktualisierungsintervall kann individuell in Abhängigkeit von weiteren Daten angepasst werden. In vielen Fällen ist die regelmäßige Aktualisierung von Parametern mit Hilfe von Filtern implementiert, welche historische Daten sowie neu verfügbare Informationen (neue Korrekturdaten und/oder Aktualisierungsparameter für Parameter und/oder aus Beobachtungen von GNSS-Daten gewonnene Parameter) berücksichtigen und hierauf basierend eine Berechnung von neuen Parametern für die tatsächliche Verwendung bei der Bestimmung von Navigationsdaten unter Berücksichtigung der Historie ermöglichen. Ein mögliches Filterkonzept für solche Filter ist der sogenannte Kalman-Filter. Die Verwendung eines Kalman-Filters ist insbesondere auch in hochintegrierten Navigationsmodulen umfassend GNSS-Empfänger und eingerichtet für die Verarbeitung von GNSS-Daten zu Navigationsdaten realisiert. Solche hochintegrierten Navigationsmodule werten neben GNSS-Daten noch Daten aus weiteren Sensorquellen zur Bestimmung von Navigationsdaten aus. Weitere Sensorquellen können bspw. Inertialsensoren oder Radgeschwindigkeitssensoren oder andere Sensoren sein, die für die Bestimmung von Navigationsdaten nützliche Informationen liefern.
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Es existieren Umgebungsbedingungen, die schwer abzuschätzen und zu modellieren sind und die eine signifikante Verfälschung von Schätzungen und/oder Empfang solcher Parameter hervorrufen. Zu solchen Umgebungsbedingungen zählen hier insbesondere sogenannte Mehrwegausbreitungen oder auch Mehrfachübertragungen von Signalen (sogenannte „mutipath environments“), die sich insbesondere durch die räumliche Situation in unmittelbarer Umgebung eines GNSS-Empfängers ergeben können. Solche Mehrwegausbreitungen oder auch Mehrfachübertragungen können sich beispielsweise durch umliegende Gebäude oder andere Objekte ergeben, die zu Signalreflexionen oder Verfälschungen in der Umgebung des GNSS-Empfängers führen, so dass Signale indirekt und/oder mehrfach aufgrund von Teilreflexionen empfangen werden.
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Offenbarung der Erfindung
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Im Folgenden soll ein neues Verfahren beschrieben werden, welches bei der Ermittlung von Korrekturdaten für die Bestimmung von Navigationsdaten in einem Navigationsmodul verwendet wird:
- Hier beschrieben werden soll ein Verfahren zum Betrieb zur Bestimmung von Navigationsdaten basierend auf GNSS-Daten in einem Navigationsmodul aufweisend folgende Schritte:
- a) Empfangen von GNSS-Daten,
- b) Bestimmen von Navigationsdaten mit den GNSS-Daten unter Verwendung von in einem Speicher des Navigationsmoduls hinterlegten gespeicherten Parametern, die aus GNSS-Daten (1) mit mindestens einem Filter (2,3) ermittelt wurden,
- c) Extrahieren eines Kriteriums aus den Navigationsdaten oder aus einer anderen Datenquelle, welches eine Sondersituation erkennbar macht, bei welcher ein Empfang von GNSS-Daten durch eine Fehlersituation beeinflusst ist, die zumindest zweitweise konstant vorliegt oder zumindest einen konstanten Anteil aufweist,
- d) Durchführen von Aktualisierungen und/oder Korrekturen von gespeicherten Parametern für nachfolgende Bestimmungen von Navigationsdaten gemäß Schritt b), wobei zumindest für Teile von gespeicherten Parametern, die sich im Betrieb grundsätzlich langsamer verändern als andere gespeicherte Parameter, die Aktualisierung und/oder Korrektur verlangsamt oder sogar ausgesetzt wird, wenn das in Schritt c) extrahierte Kriterium eine derartige Sondersituation anzeigt.
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Besonders vorteilhaft ist das Verfahren, wenn die Sondersituation eine Situation ist in welcher als Fehlersituation ungünstige Umgebungsbedingungen für den Empfang von GNSS-Daten für vorliegen. Mit einer zeitweise konstant vorliegenden Fehlersituation oder einer Fehlersituation, die zumindest einen konstanten Anteil aufweist, ist gemeint, dass der Fehler nicht zeitweise auftritt und dann wieder weg ist bzw. ggf. sogar sich gegenseitig wieder aufhebende Fehler auftreten. Eine konstante Fehlersituation tritt beispielsweise durch ein Empfangshindernis auf, welches einheitlich auf einer bestimmten Seite einer GNSS-Antenne vorliegt. Um eine teilweise Konstanz der Fehlersituation zu charakterisieren, ist es beispielsweise ausreichend, wenn die Fehlersituation sich nur langsam ändert (ggf. zunächst aufbaut und dann wieder abbaut).
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Eine solche Situation mit ungünstigen Umgebungsbedingungen als Sondersituation kann anhand von in den Navigationsdaten enthaltenen Werten erkannt werden und/oder es kann zumindest eine Wahrscheinlichkeit ermittelt werden, dass eine solche Situation vorliegt. Beispielsweise können die Navigationsdaten als Wert eine Positionsinformation bezüglich der aktuellen Position des Navigationsmoduls/des GNSS-Empfängers beinhalten und an dieser Positionsinformation kann dann erkannt werden, dass eine Situation mit ungünstigen Umgebungsbedingungen wahrscheinlich vorliegt.
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Durch das beschriebene Verfahren wird die Robustheit und die Genauigkeit der Bestimmung von gespeicherten Parametern insbesondere in komplexen Umgebungen (bspw. Umgebungen mit Mehrwegausbreitungen) erhöht. Das Verfahren eignet sich insbesondere auch in Situationen in denen systematische Fehler an Korrekturdaten auftreten, die einen großen Effekt auf die Genauigkeit der Bestimmung von Positionsdaten haben. Das hier beschriebene Verfahren ist auch für Anwendungsfälle anwendbar, in welchen die Fusion von GNSS-Daten mit weiteren Daten erfolgt (bspw. mit Sensordaten wie Radgeschwindigkeitssensordaten und/oder Daten aus einer oder mehrerer Inertialsensoriken). Durch die Fusion sind bei solchen Anwendungsfällen häufig sehr viel genauere Navigationsdaten erzeugbar.
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Die für die Bestimmung von Navigationsdaten verwendeten gespeicherten Parameter haben üblicherweise spezielle inhärente Eigenschaften, die beispielsweise Rauschkomponenten, Fehlerwahrscheinlichkeiten, mögliche bzw. erwartbare Veränderungsgeschwindigkeiten und ähnliche Größen sind. Diese Eigenschaften der gespeicherten Parameter werden bei der Bestimmung von Navigationsdaten normalerweise mit berücksichtigt.
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Das Konzept des hier beschriebenen Verfahrens bezieht sich insbesondere auf eine Gesamtheit von gespeicherten Parameter, die ein Navigationsmodul zur Positionsbestimmung verwendet. Die Verlangsamung oder sogar das Aussetzen der Aktualisierung und/oder Korrektur in Schritt d) betrifft nur einen Teil dieser gespeicherten Parameter
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Das Konzept des hier beschriebenen Verfahrens ist eine spezielle Behandlung bzw. eine besondere Bestimmung von solchen gespeicherten Parameter, die über die Zeit im Vergleich zu anderen Korrekturdaten sich grundsätzlich langsamer verändern (das heißt nur geringen Veränderungen) unterworfen sind. Ein Beispiel für solche sich langsam verändernden Korrekturdaten ist eine Zeitverschiebung (ein „time-offset“) zwischen verschiedenen GNSS-Satelliten zweier GNSS-Satellitenkonstellation (bspw. zwischen GPS-Satelliten und Galileo-Satelliten). Ein solche Zeitverschiebung ändert sich bspw. sehr langsam bzw. sehr wenig im Vergleich zu einer Zeitverschiebung zwischen GNSS-Satelliten und dem jeweiligen GNSS-Empfänger. Es besteht allerdings in spezifischen Fehlersituationen ein erhöhtes Risiko, dass solchen Parametern ein systematischer Fehler aufgeprägt wird, der sich dann später erst nach einem längeren Betriebszeitraum wieder nivelliert hat, wenn die Fehlersituation nicht mehr vorliegt. Solche Fehlersituationen können anhand von Sondersituationen vorhergesagt werden. Wenn eine Sondersituation beispielsweise ein Stillstart oder eine Langsamfahrt in der Stadt ist, dann besteht beispielsweise eine erhöhte Wahrscheinlichkeit, dass bestimmte Situationen der Mehrweg-Signalausbreitung vorliegen, die eine Fehlersituation darstellen.
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Im Rahmen des beschriebenen Verfahren umfasst die Aktualisierung und/oder Korrektur von gespeicherten Parametern in Schritt d) anhand von GNSS-Daten erfolgt.
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Dies ist beispielsweise möglich, wenn ein solcher Parameter eine beschriebene Zeitverschiebung ist, die basierend auf GNSS-Signalen geschätzt wird.
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Weiter vorteilhaft ist das Verfahren, wenn aktualisierte Korrekturdaten und/oder Aktualisierungsparameter für gespeicherte Korrekturdaten regelmäßig aus einer externen Quelle abgerufen werden.
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Das hier beschriebene Verfahren beinhaltet grundsätzlich zwei Ansätze, nämlich die Anpassung von sich langsam ändernden gespeicherten Parametern zu verlangsamen, wenn die beschriebene Sondersituation vorliegt oder diese sich langsam ändernden gespeicherten Parameter in solchen Sondersituationen direkt komplett konstant zu halten. Ggf. können auch beide Ansätze kombiniert werden, so dass die Anpassung für einen Teil der Parameter verlangsamt wird und ein weiterer Teil von Parametern komplett konstant gehalten wird.
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Besonders vorteilhaft ist das beschriebene Verfahren, wenn zur Bestimmung des Kriteriums festgestellt wird, ob eine Startphase des Navigationsmoduls vorliegt und in einer Startphase des Navigationsmoduls eine Sondersituation festgestellt wird.
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Die Startphase kann entweder aus den Navigationsdaten des Navigationsmoduls heraus selbst erkannt werden oder es können hierfür andere Datenquellen verwendet werden, wie beispielsweise Parameter und/oder Flags von weiteren Steuergeräten, die extern, d.h. nicht innerhalb des Navigationsmoduls angeordnet sind.
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Insbesondere während der Starphase des Betriebs eines GNSS-Empfängers ist dieser Ansatz vorteilhaft, weil der GNSS-Empfänger dann nicht auf schon vorhandene Informationen zurückgreifen kann. In Startphasen besteht ein besonders hohes Risiko, dass eine auch nach der Startphase noch längerfristig wirksame Verfälschung von gespeicherten Parametern aufgrund von fehlerhaften Aktualisierungen und/oder Korrekturen der Korrekturdaten erfolgt.
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Insbesondere in dieser Phase besteht daher die Gefahr, dass fehlerhafte GNSS-Daten/GNSS-Signale eine starke Verfälschung der Korrekturdaten hervorrufen können. Auf der anderen Seite kann bei sich grundsätzlich langsam ändernden gespeicherten Parametern davon ausgegangen werden, dass eine Aktualisierung und/oder Korrektur der Korrekturdaten in Echtzeit nicht bzw. weniger dringend erforderlich ist als bei sich schneller ändernden Parametern. Gleichzeit sind fehlerhafte Anpassungen der Parameter aufgrund von empfangenen fehlerhaften GNSS-Daten/GNSS-Signalen bei solchen sich langsam ändernden gespeicherten Parametern in Zukunft auch schwerer wieder zu korrigieren bzw. es dauert länger bis erneute Anpassungen/Korrekturen mit korrekten (nicht fehlerhaften GNSS-Signalen) sich positiv auf die Korrekturdaten auswirken bzw. diese wieder korrigieren.
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Außerdem vorteilhaft ist das Verfahren, wenn das Kriterium so definiert ist, dass es eine Sondersituation beschreibt, die ein statisches Szenario des Betriebs des Navigationsmoduls beschreibt.
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In diesem Zusammenhang besonders vorteilhaft ist es, wenn zur Bestimmung des Kriteriums zunächst eine Geschwindigkeit bestimmt wird, mit welcher sich das Navigationsmodul bewegt und eine Sondersituation festgestellt wird, wenn die Geschwindigkeit unterhalb eines Schwellwertes liegt.
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Dieser besonders vorteilhaften Implementierung oder Anwendung des beschriebenen Verfahrens liegt zu Grunde, dass sich langsam ändernde gespeicherte Parameter (bspw. gespeicherte Parameter betreffend den Offset zwischen verschiedenen GNSS-Satellitenkonstellationen) nur dann angepasst werden sollen, wenn der Empfänger sich mit einer Geschwindigkeit bewegt, die größer ist als ein bestimmter Grenzwert. Dieser Ansatz erhöht nämlich die Robustheit der Bereitstellung von Navigationsdaten mit einem Navigationsmodul insgesamt ganz erheblich und dies gilt insbesondere für schwierige Bedingungen, wie beispielsweise die weiter oben beschriebene Situation mit Mehrwegausbreitung der Signale bspw. in einer urbanen Umgebung. In einer solchen Umgebung haben Fehler aufgrund der Mehrwegausbereitung einen sehr großen Effekt auf die Genauigkeit der bestimmten Navigationsdaten. Dieser Effekt auf den Fehler ist insbesondere größer, als in einem Szenario mit einer hohen Dynamik der Positionsdaten, welches beispielsweise bei hohen Geschwindigkeiten auftritt. In einem statischen Szenario mit Mehrwegausbreitung der Signale besteht eine besonders hohe Wahrscheinlichkeit einen systematischen Fehler oder eine systematische Verschiebung in den mit einem GNSS-Empfänger empfangenen und verarbeiteten GNSS-Daten (insbesondere in die GNSS-Signale) zu erhalten, als in einem Szenario mit großer Dynamik. Ein Grund dafür ist, dass in einem Szenario mit großer Dynamik üblicherweise viele Effekte auftreten, die Fehler nivellieren bzw. verschiedene Einflüsse sich gegenseitig auch wieder aufheben. Durch die Unterdrückung von Korrekturen/Anpassungen von sich langsam ändernden Parametern in statischen Szenarien (charakterisiert durch eine obere Geschwindigkeitsschwelle) kann die Qualität der Aktualisierung von sich langsam ändernden Parametern insgesamt deutlich erhöht werden und der Effekt von problematischen Szenarien (insbesondere von problematischen Umgebungen) wird reduziert.
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In anderen Worten: Bewegt der GNSS-Empfänger sich mit einer hohen Geschwindigkeit ist es unwahrscheinlich, dass sich dieser für einen längeren Zeitraum in einer ungünstigen Situation befindet, die einen systematischen Fehler hervorruft. Aus diesem Grund ist es hilfreich in solchen Situationen die Korrekturen/Anpassungen von Parametern zu unterdrücken oder zumindest zu verlangsamen.
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Durch das beschriebene Verfahren und die Anpassungen betreffend sich langsam ändernder gespeicherter Parameter profitiert gleichzeitig auch die Genauigkeit von sich schnell ändernden gespeicherter Parametern, die üblicherweise parallel ebenfalls bestimmt und permanent korrigiert bzw. angepasst werden. Dies ist der Fall, weil üblicherweise sowohl die Bestimmung/Korrektur/Anpassung von sich langsam ändernden Parametern, als auch die Bestimmung/Korrektur/Anpassung von sich schnell ändernden Parameter parallel zueinander und aufeinander aufbauend - gegebenenfalls sogar in einem gemeinsamen Filter - erfolgt. Die geringeren Fehler, die bei der Bestimmung von sich langsam ändernden Parametern durch das beschriebene Verfahren auftreten, wirken sich somit zumindest indirekt auch positiv auf die Bestimmung von sich schnell ändernden Parametern aus. Insgesamt wird also der gesamte Prozess zur Bestimmung von Navigationsdaten (Positionsdaten/Geschwindigkeitsdaten/etc.) verbessert.
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Es können neben der Geschwindigkeit auch noch weitere Kriterien definiert werden, die als Kriterium dafür verwendet werden den Einfluss auf sich langsam ändernde Parameter bei Aktualisierungen und/oder Korrekturen zu unterdrücken. Das grundsätzliche Prinzip des hier beschriebenen Verfahrens ist das Anpassen/Korrigieren von unterschiedlichen Parametern mit unterschiedlichen Frequenzen/Wiederholraten auszuführen.
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Besonders vorteilhaft ist die Aktualisierung und/oder Korrektur von gespeicherten Parametern in Schritt d) die mit Hilfe eines Filters erfolgt.
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Mit einem Filter ist es möglich Aktualisierungsdaten und/oder neue Parameter zusammen mit gespeicherten, historischen Parametern so zu verarbeiten, dass eine kontinuierliche Anpassung der für die Bereitstellung von Navigationsdaten verwendeten Parameter erfolgt.
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Besonders vorteilhaft ist, wenn Schritt b) von einem Hauptfilter und Schritt d) von einem separaten Filter ausgeführt wird, welcher von dem Hauptfilter getrennt ist.
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Mit getrennten Filtern ist hier gemeint, dass die Filter sich gegenseitig zwar beeinflussen, bevorzugt jedoch insbesondere innere Zustände des Hauptfilters von dem separaten Filter nicht berücksichtigt werden und umgekehrt. Die Speicher können sich über Ihre Eingänge und Ausgänge jedoch gegenseitig beeinflussen, wobei Ausgänge des einen Filters Eingänge des anderen Filters sind und umgekehrt. Die Durchführung mit getrennten Filtern ermöglicht eine einfache gezielte Beeinflussung des separaten Filters. Der separate Filter verarbeitet bevorzugt nur die hier betroffenen sich langsam ändernden gespeicherten Parameter.
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Besonders bevorzugt ist, wenn zumindest der Hauptfilter und/oder der separate Filter ein Kalman-Filter ist.
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Ein Kalman-Filter ist für die Durchführung des hier beschriebenen Verfahrens besonders geeignet, da er eine Historie vergangener Beobachtungen enthält und hierauf basierend besonders gute Schätzwerte für Parametern bereitstellen kann.
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Außerdem vorteilhaft ist, wenn der separate Filter verlangsamt wird, wenn anhand des in Schritt c) extrahierten Kriteriums eine Sondersituation feststellbar ist.
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Unter einer Verlangsamung ist hier insbesondere eine Reduzierung einer Geschwindigkeit gemeint, mit welcher der separate Filter Veränderungen der Parameter vornimmt oder vornehmen kann. Eine Verlangsamung ist insbesondere eine Verlangsamung gegenüber einer regulären Verarbeitungsgeschwindigkeit. Eine Verlangsamung kann beispielsweise dadurch erreicht werden, dass eine maximal zulässige Veränderung (angegeben in Prozent oder als Absolutwert) für einen Parameter reduziert wird. Der separate Filter kann dann pro Verarbeitungsschritt den Parameter nicht mehr so stark verändern und der Filter ist damit verlangsamt. Eine Verlangsamung kann auch durch eine Verlängerung eines Zeitabstandes zwischen Verarbeitungsschritten des Filters möglich. Technisch sind viele verschiedene Konzepte zur Verlangsamung des Filters möglich.
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Gemäß einem Ansatz zur Implementierung des beschriebenen Verfahrens wird die Anpassung von sich langsam ändernden Parametern in einem separaten Filter durchgeführt. Der Hauptfilter, welcher die anderen Parameter schätzt und üblicherweise auch Navigationsdaten (Positionen/Geschwindigkeiten etc.) ermittelt, ist nicht für die Aktualisierungen und/oder Korrekturen der sich langsam ändernden Parameter zuständig. Die Aktualisierung und/oder Korrektur von Zeitabweichungen zwischen Uhren von GNSS-Satelliten verschiedener GNSS-Konstellationen kann beispielsweise aus dem Hauptfilter ausgenommen sein. Diese Anpassungen werden mit dem separaten Filter durchgeführt und dem Hauptfilter aus Input übergeben.
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Bei dieser Ausführungsvariante ist es sehr einfach umzusetzen die Aktualisierung/Anpassung von sich langsam anpassenden gespeicherten Parametern zeitweise zu verlangsamen oder sogar ganz zu unterdrücken. Dies kann insbesondere durch eine geringere Gewichtung von empfangenen Daten (insbesondere Aktualisierungsparametern und empfangenen Korrekturdaten, besonders bevorzugt extrahiert aus GNSS-Signalen, GNSS-Daten, GNSS-Signalen) in bzw. mit dem zusätzlichen Filter erfolgen.
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Viele weitere Ausführungsvarianten und Verbesserungen sind möglich. Filter die alle notwendigen gespeicherten Daten schätzen und in der Lage sind die selektive Verlangsamung von Aktualisierungen und/oder Korrekturen einzelner gespeicherter Parameter zu bewirken, sind denkbar. Das beschriebene Verfahren ist nicht auf eine bestimmte Anordnung von Filtern beschränkt ist.
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Es muss lediglich sichergestellt werden, dass möglicherweise fehlerbehaftete GNSS-Daten (bspw. GNSS-Signale in einer Mehrwegsituation) nicht oder nur in einem geringen Maße beim Anpassen/Korrigieren von Parametern berücksichtigt werden, welche Parameter sich sowieso zeitlich sehr langsam ändern. Dann wird die gesamte Genauigkeit der Bestimmung von Navigationsdaten erhöht.
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Hier auch beschrieben werden soll ein Navigationsmodul, eingerichtet zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens.
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Außerdem vorgestellt werden soll ein Computerprogrammprodukt, welches eingerichtet ist die Verfahrensschritte gemäß dem beschriebenen Verfahren auszuführen sowie ein maschinenlesbares Speichermedium, auf dem das Computerprogrammprodukt gespeichert ist.
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Das beschriebene Verfahren sowie das technische Umfeld werden nachfolgend anhand der Figur näher erläutert. Die 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel auf das das Verfahren jedoch nicht begrenzt ist. Es zeigt:
- 1: ein Filterkonzept zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens,
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1 zeigt ein Navigationsmodul 7, welches zur Durchführung des beschriebenen Verfahrens eingerichtet ist. Das Navigationsmodul 7 empfängt GNSS-Daten 1, die insbesondere GNSS-Signale umfassen können und es stellt Navigationsdaten 6 basierend auf den GNSS-Daten 1 bereit. Beispielhaft ist gezeigt, dass das Navigationsmodul 7 auch weitere Daten 8 verarbeiten kann, die beispielsweise von weiterer (optional auch GNSS-externer) Sensorik 9, wie beispielsweise Intertialsensoren, drehzahlbasierten Geschwindigkeitssensoren etc. stammen können. Das Navigationsmodul 7 weist einen Hauptfilter 2 auf welcher die Verarbeitung der GNSS-Daten 1 übernimmt und die Navigationsdaten 6 erzeugt. Die GNSS-Daten 1 werden zusätzlich an den separaten Filter 3 übermittelt, der die langsam angepassten Parameter 4 aus den GNSS-Daten extrahiert und an den Hauptfilter 2 bereitstellt. Der separate Filter 3 kann so eingestellt werden, dass ein Anpassen/Korrigieren der langsam anzupassenden Parameter 4 gebremst oder sogar unterdrückt wird. Der separate Filter 3 ist so eingerichtet, dass er das Bremsen und/oder Unterdrücken des Anpassens/Korrigierens in Abhängigkeit von dem Kriterium 5 selbst durchführt, welche bevorzugt von dem Hauptfilter 2 bereitgestellt wird. Das Kriterium 5 wird aus den Navigationsdaten 6 extrahiert und zeigt eine Sondersituation an, in welcher ein Empfang von GNSS-Daten 1 durch eine sich nur in einem begrenzten hier fehlt was verändernde Fehlersituation beeinflusst sein könnte. Beide Filter greifen bevorzugt auf einen Speicher 10 zu, in welchen die gespeicherten Parameter sind, wobei beide Filter bevorzugt voneinander getrennte Speicherbereiche aufweisen und in dem Speicherbereich des Filters 3 die sich langsam verändernden gespeicherten Parameter gespeichert sind, während in dem Speicherbereich des Filters 2 die restlichen Daten gespeichert sind.
