DE202013009159U1 - Navigation system having a receiver capable of receiving signals from more than one global navigation satellite system simultaneously - Google Patents
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Abstract
Navigationssystem, das einen Empfänger hat, der Signale von mehr als einem globalen Navigationssatellitensystem gleichzeitig empfangen kann, dadurch gekennzeichnet, dass das Navigationssystem mindestens ein weiteres Navigationssystem integriert, das nicht auf Signale basiert, die durch Radiowellen übertragen werden.Navigation system having a receiver capable of receiving signals from more than one global navigation satellite system at the same time, characterized in that the navigation system integrates at least one further navigation system which is not based on signals transmitted by radio waves.
Description
Die Technologie eines globalen Navigationssatellitensystems (englisch Global Navigation Satellite System (kurz GNSS)) ist allgemein bekannt. Die Satelliten der GNSS-Satellitenkonstellation teilen über Funkcodes ihre genaue Position und Uhrzeit mit. Zur Positionsbestimmung muss ein Empfänger die Signale von mindestens vier Satelliten gleichzeitig empfangen. Als Beispiele für solche GNSSe sind das Navigational Satellite Timing and Ranging – Global Positioning System (kurz NAVSTAR GPS oder einfach GPS) der Vereinigten Staaten von Amerika, das Global Navigation Satellite System (kurz GLONASS) der Russischen Föderation, das System Galileo der Europäischen Union und das System Compass der Volksrepublik China zu nennen. Zur Verbesserung der Navigation können verschieden Verfahren angewendet werden, wie das globale Positionssystem (mit) Differential(signal) (englisch Differential Global Positioning System (kurz DGPS)), das durch das Ausstrahlen von Korrekturdaten (Bahn- und Zeitsystem) die Genauigkeit der GPS-Navigation steigern kann, das unterstützte globale Positionierungssystem (Assisted Global Positioning System (kurz A-GPS)), das zur Übermittlung von Hilfsdaten ein von GPS verschiedenes Übertragungsnetz benutzt, um dem Empfänger Hilfsdaten zu übermitteln, die eine genauere und schnellere GPS-Positionsbestimmung führt. So können etwa Mobiltelefone ihre Position auf Grund mehrerer Quellen (Bestimmungsmethoden) mehr oder weniger genau auch in Gebäuden bestimmen. Dazu stehen unter anderem unterstütztes GPS, integriertes GPS, externes Bluetooth und andere drahtlose lokale Netzwerke (englisch Wireless Local Area Network (kurz WLAN)) zur Verfügung.The technology of a global navigation satellite system (English: Global Navigation Satellite System (GNSS)) is well known. The satellites of the GNSS satellite constellation communicate their exact position and time via radio codes. To determine the position, a receiver must receive signals from at least four satellites simultaneously. Examples of such GNSSs include the United States of America's Navigational Satellite Timing and Ranging - Global Positioning System (NAVSTAR GPS or simply GPS), the Global Navigation Satellite System (GLONASS) of the Russian Federation, the Galileo system of the European Union and to call the system Compass of the People's Republic of China. To improve the navigation, various methods can be used, such as the Global Positioning System (with) differential (signal) (Differential Global Positioning System (DGPS)), the accuracy of the GPS by emitting correction data (orbit and time system). Assisted Global Positioning System (A-GPS), which uses a transmission network other than GPS to transmit auxiliary data to the receiver for more accurate and faster GPS positioning. For example, mobile phones can more or less accurately determine their position in buildings based on multiple sources (determination methods). These include supported GPS, integrated GPS, external Bluetooth and other wireless local area networks (English Wireless Local Area Network (short WLAN)) available.
Genauso ist die Koppelnavigation, die Funknavigation und die Sichtnavigation bekannt.In the same way, dead reckoning, radio navigation and visual navigation are known.
Die Koppelnavigation oder Koppelung (englisch Dead Reckoning), ist die laufende näherungsweise Ortsbestimmung/Ortung eines bewegten Objekts auf Grund von Bewegungsrichtung (Kurs) und Geschwindigkeit (Fahrt) ohne die Erfordernis von externen Referenzen.Dead reckoning is the ongoing approximate location / location of a moving object based on direction of travel (heading) and speed (ride) without the need for external references.
Die Funknavigation wendet Verfahren zur (terrestrischen) Navigation an, die Radiowellen zur Positionsbestimmung nutzen.Radio navigation uses (terrestrial) navigation techniques that use radio waves to position themselves.
Die Sichtnavigation basiert auf dem Vergleich der Karte mit dem gesichteten Gelände. Im Regelfall wird die Sichtnavigation durch andere Verfahren unterstützt, wie der Funknavigation und/oder der globalen Satellitennavigation.The visual navigation is based on the comparison of the map with the sighted terrain. As a rule, visual navigation is supported by other methods, such as radio navigation and / or global satellite navigation.
Ein weiteres Navigationssystem ist das Trägheitsnavigationssystem/inertiales Navigationssystem (kurz INS), das als Hauptbestandteil eine inertiale Messeinheit (englisch Inertial Measurement Unit (kurz IMU)) besitzt. Eine IMU verfügt, wie das zu überwachende Objekt auch, über insgesamt sechs kinematische Freiheitsgrade, davon drei translatorische sowie drei rotatorische, die sich an ebenfalls drei zueinander orthogonal stehenden Einheitsvektoren orientieren. Entsprechend werden dazu häufig drei Beschleunigungssensoren und drei Drehratensensoren oder alternativ ein Gyroskop als grundlegende Komponenten einer IMU verwendet. Mit dieser Sensorik lässt sich das Körperkoordinatensystem in Echtzeit bestimmen und über eine kinematische Transformation mit einem feststehenden, vorher bekannten, Raumkoordinatensystem vergleichen, was eine Anwendung des INS als Navigationssystem ermöglicht. Dabei zählt es zu den Hauptvorteilen, dass ein INS referenzlos betrieben werden kann, somit also unabhängig von jeglichen Ortungssignalen aus der Umgebung ist und zur Überbrückung von Strecken ohne Satellitenkontakt eingesetzt wird. Zur Verbesserung der Genauigkeit bzw. um die Drift der oben genannten Sensoren zu korrigieren, werden zusätzlich Magnetfeldsensoren (Kompasssensoren) und GNSS-Sensoren verwendet.Another navigation system is the inertial navigation system / inertial navigation system (short INS), which has as an essential component an inertial measurement unit (English Inertial Measurement Unit (short IMU)). Like the object to be monitored, an IMU has a total of six kinematic degrees of freedom, three of which are translatory and three rotational, which are also based on three mutually orthogonal unit vectors. Accordingly, three accelerometers and three yaw rate sensors or alternatively a gyroscope are often used as basic components of an IMU. With this sensor, the body coordinate system can be determined in real time and compared via a kinematic transformation with a fixed, previously known, spatial coordinate system, which allows an application of the INS as a navigation system. It is one of the main advantages that an INS can be operated without reference, thus independent of any localization signals from the environment and is used for bridging routes without satellite contact. To improve the accuracy or to correct the drift of the above-mentioned sensors, additional magnetic field sensors (compass sensors) and GNSS sensors are used.
Neuere Entwicklungen kombinieren das INS mit dem GPS.Recent developments combine the INS with the GPS.
Der Erfinder hat bereits ein integriertes globales Navigationssatellitensystem (englisch Integrated Global Navigation Satellite System (kurz IGNSS)) beschrieben, dass mehrere verschiedene globale Navigationssatellitensysteme alleine und gemeinsam nutzen kann und dabei auch weitere Verfahren integriert, die die Zuverlässigkeit, die Genauigkeit und die Verfügbarkeit der Positionsbestimmung erhöht. Zu diesen integrierten Verfahren zählt die Funknavigation.The inventor has already described an integrated Global Navigation Satellite System (IGNSS), which can use several different global navigation satellite systems alone and in common, integrating other methods that include reliability, accuracy, and availability of positioning elevated. One of these integrated methods is radio navigation.
Ein integriertes Navigationssystem für den Empfang von Signalen verschiedener globaler Navigationssatellitensysteme, dass ein weiteres Navigationssystem hat, das das Navigieren beziehungsweise die Positionsbestimmung ohne ein Navigationssatellitensystem oder/und ein Funknavigationssystem ermöglicht, ist nicht bekannt.An integrated navigation system for receiving signals from various global navigation satellite systems, which has a further navigation system that allows navigation or positioning without a navigation satellite system and / or a radio navigation system, is not known.
Der im Schutzanspruch 1 angegebenen Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein integriertes Navigationssystem zu schaffen, das auf verschiedene globale Navigationssatellitensysteme basiert und die Verwendung/Kopplung von zusätzlichen Navigationssystemen ermöglicht, die nicht auf der Übertragung von Signalen durch Radiowellen basieren.The object of the invention is to provide an integrated navigation system which is based on various global navigation satellite systems and enables the use / coupling of additional navigation systems which are not based on the transmission of signals by radio waves.
Dieses Problem wird mit den im Schutzanspruch 1 aufgeführten Merkmalen gelöst.This problem is solved with the features listed in the protection claim 1.
Mit der Erfindung wird erreicht, dass ein Navigationssystem auf Basis verschiedener globaler Navigationssatellitensysteme eine zusätzliche Möglichkeit der Navigation erhält, die nicht auf Radiowellen basiert.With the invention it is achieved that a navigation system based on various global navigation satellite systems receives an additional navigation option that is not based on radio waves.
Vorteile sind, dass die Zuverlässigkeit, die Genauigkeit und die Verfügbarkeit der Positionsbestimmung erhöht werden und die referenzlose Navigation ermöglicht wird, insbesondere in Gebäuden.Advantages are that the reliability, the accuracy and the availability of the positioning are increased and the reference-less navigation is enabled, especially in buildings.
Der Schutzanspruch 2, Schutzanspruch 3, Schutzanspruch 4 und Schutzanspruch 5 ermöglicht verschiedene Konstruktionsweisen des Navigationssystems.The protection claim 2, protection claim 3, protection claim 4 and protection claim 5 allows various construction methods of the navigation system.
Dabei wird im Zusammenhang mit Schutzanspruch 5 auch eine digitale Karte oder ein digitaler Globus benutzt, die im Gerät gespeichert sind oder auf die über eine Netzwerkverbindung zugegriffen werden kann.In this case, a digital map or a digital globe is used in connection with protection claim 5, which are stored in the device or can be accessed via a network connection.
Der Schutzanspruch 6 gibt die Möglichkeit die Genauigkeit des Navigationssystems zu verbessern indem zum Beispiel die Sensorabweichungen (englisch Drifts) der verwendeten Sensoren durch die von einem Magnetometer gelieferten Daten korrigiert werden.The protection claim 6 gives the possibility to improve the accuracy of the navigation system by, for example, the sensor deviations (English drifts) of the sensors used are corrected by the data supplied by a magnetometer.
Der Schutzanspruch 7 erlaubt die Kompensation von Sensorabweichungen durch die zusätzliche Aufnahme von Temperaturdaten.The protection claim 7 allows the compensation of sensor deviations by the additional recording of temperature data.
Der Schutzanspruch 8 erlaubt Höhenangaben zu erfassen und diese zu den 2 dimensionalen Navigationsdaten hinzuzufügen, sodass die Navigation in 3 Dimensionen ermöglicht oder verbessert wird, falls dies schon durch eine andere Variante ermöglicht wird.The protection claim 8 allows height information to capture and add this to the 2 dimensional navigation data, so that the navigation in 3 dimensions is enabled or improved, if this is already possible by another variant.
Durch den in Schutzanspruch 8 aufgeführten Temperatursensor kann der Drucksensor temperaturkompensiert Daten liefern.Due to the temperature sensor listed in protection claim 8, the pressure sensor temperature compensated data provide.
Der Schutzanspruch 9, Schutzanspruch 10, Schutzanspruch 11 und Schutzanspruch 12 dienen der einfacheren Handhabung des Navigationssystems durch die Benutzerin/den Benutzer.The protection claim 9, protection claim 10, protection claim 11 and protection claim 12 are used to simplify the handling of the navigation system by the user.
Der Schutzanspruch 13 und Schutzanspruch 14 erlaubt die Kommunikation und den Datenaustausch des Navigationssystem zu weiteren elektrisch betriebenen Geräten, wie zum Beispiel stationäten Computersystemen, mobilen Computern, Mobiltelefonen und digitalen Armbanduhren. Hierdurch wird unter anderem auch der Zugriff auf Kartenmaterial unterstützt.The protection claim 13 and protection claim 14 allows the communication and data exchange of the navigation system to other electrically operated devices, such as stationary computer systems, mobile computers, mobile phones and digital wristwatches. This also supports access to map material.
Anwendungsbeispielexample
Das Navigationssystem eignet sich für die Integration in mobile Endgeräte, wie mobile Navigationsgeräte, Mobiltelefone, tragbare Computer und Armbanduhren sowie Fahrzeugen und Robotern.The navigation system is suitable for integration into mobile terminals, such as mobile navigation devices, mobile phones, portable computers and watches, as well as vehicles and robots.
Claims (14)
Priority Applications (1)
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|---|---|---|---|
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Applications Claiming Priority (1)
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| DE202013009159.2U DE202013009159U1 (en) | 2013-10-17 | 2013-10-17 | Navigation system having a receiver capable of receiving signals from more than one global navigation satellite system simultaneously |
Publications (1)
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Family Applications (1)
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Country Status (1)
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2013
- 2013-10-17 DE DE202013009159.2U patent/DE202013009159U1/en not_active Expired - Lifetime
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