GNSS-correctieservice verbetert de positienauwkeurigheid

Nauwkeurige positiegegevens zijn essentieel in een groot aantal mobiele toepassingen, maar vooral voor autonome voertuigen. Een jong bedrijf biedt GNSS-correctieservices om snelle en betrouwbare levering van nauwkeurige positiegegevens in verschillende markten mogelijk te maken.

Op 1 december ^st , 2020, gaat het L-bandsatellietsignaal van Sapcorda live in de Verenigde Staten en Europa. Het wordt geleverd door twee geostationaire satellieten en is een sterk en betrouwbaar (99,9% servicebeschikbaarheid) GNSS-augmentatiesignaal voor veiligheidskritieke navigatie in autonome voertuigen en machines. Het L-bandsignaal biedt PPP-RTK datafeedredundantie door automatisch een tweede optie te bieden wanneer er geen internetverbinding beschikbaar is, waardoor de veiligheid en betrouwbaarheid worden verbeterd.

Bosch, Geo++, Mitsubishi Electric en u-blox hebben Sapcorda in 2017 opgericht als een joint venture om nauwkeurige en betrouwbare GNSS-service mogelijk te maken. De naam van het bedrijf staat voor Safe and Precise Correction Data Services en beschrijft precies het doel:het leveren van correctieservices voor GPS- en GLONASS-satellietsystemen om de nauwkeurigheid van de positionering te verbeteren. Ondersteuning voor GALILEO en BeiDou is binnenkort gepland.

"Wij zijn de enige service ter wereld die een oplossing kan bieden die is afgestemd op toepassingen voor de massamarkt", vertelde Botho Graf zu Eulenburg, CEO van Sapcorda, aan EE Times Europe . De oplossing "levert de correctiegegevens in een open, industriegestuurd formaat met de laagste bandbreedte om een ​​zeer nauwkeurige positienauwkeurigheid te verkrijgen in convergentietijden van minder dan 30 seconden", zei hij.

Het bedrijf biedt een B2B-bedrijfsmodel aan GNSS-fabrikanten, systeemintegrators en OEM's. Het is wereldwijd actief en heeft kantoren in Duitsland (Berlijn en Hannover) en in de VS (Scottsdale, Arizona). "Het is erg belangrijk voor ons als nieuwe onderneming om de sterke achtergrond van de oprichters te hebben om langdurige zaken [relaties] aan te gaan, vooral met auto-OEM's, die de belangrijkste markt zijn", zei de CEO.

Geodetische, zeer nauwkeurige GNSS-ontvangers voor professioneel gebruik zijn de afgelopen twee decennia blijven evolueren. Traditionele GNSS heeft het mogelijk gemaakt om mobiele objecten te navigeren met een nauwkeurigheid van ongeveer 10 meter, maar is duur en gevoelig voor onnauwkeurigheden en fouten. De Safe and Precise Augmentation (SAPA)-services van Sapcorda overwinnen traditionele beperkingen en leveren binnen enkele seconden nauwkeurigheid op centimeterniveau. Met de wereldwijde services van SAPA verbetert de nauwkeurigheid tot een straal van 10 cm of minder. Observatiegegevens worden verzameld door de ongeveer 300 GNSS-referentiestations verspreid over Noord-Amerika en Europa en worden doorgegeven aan datacenters. De datacenters berekenen en modelleren voor elke foutbron over het dekkingsgebied. De correcties worden vervolgens via mobiel internet (IP) of L-band geostationaire satellieten aan de ontvanger geleverd, bijvoorbeeld in een auto, voor uiterst nauwkeurige positionering. De correctiegegevens worden continu uitgezonden.

De SAPA-services zijn hardware-onafhankelijk en kunnen worden gebruikt met alle GNSS-ontvangers en GNSS-chips. De voortdurende ontwikkeling van ontvangerchips om de kosten/prestaties te optimaliseren, maakt het nu mogelijk om goedkope GNSS-systemen te ontwerpen met een zeer nauwkeurige positionering. Sapcorda ontwierp zijn oplossingen voor toepassingen in de automobielsector, mobiele autonoom en massamarkt - markten die een hoge beschikbaarheid van gegevens, naleving van functionele veiligheid en efficiëntie bij het indienen van de gegevens bij de rover vereisen, maar ook de verwerking van die gegevens tegen lage kosten chips. Traditionele correctieservices kunnen dezelfde prestaties leveren, maar het duurt vrij lang om de respectieve nauwkeurigheid op te halen.

klik voor afbeelding op volledige grootte

Schematische weergave van de SAPA-services, die de nauwkeurigheid van wereldwijde positionering verbeteren (Bron:Sapcorda)

Geoptimaliseerd communicatieformaat

SAPA wordt geleverd via het Safe Position Augmentation for Real Time Navigation (SPARTN)-formaat, dus voor gebruik van de services kan het nodig zijn dat het formaat wordt geïntegreerd als dit nog niet beschikbaar is. SPARTN is een door de industrie gestuurde standaard voor de communicatie van zeer nauwkeurige GNSS-correctiegegevens tussen serviceproviders en eindgebruikers. Sapcorda heeft het speciaal ontwikkeld voor IP-gebaseerde en geostationaire satellietdistributies. Moderne positioneringssystemen vereisen een combinatie van lage bandbreedte, nauwkeurigheid, beschikbaarheid, betrouwbaarheid en integriteit voor veiligheidskritieke toepassingen. Het SPARTN-berichtformaat voldoet aan deze vereisten en vertegenwoordigt dus een evolutie van legacy-formaten voor de representatie van de staatsruimte (SSR) die beschikbaar zijn gesteld door verschillende spelers in de GNSS-industrie.

"Deze evolutie combineert de voordelen van staatsrepresentatie met de modernste basisprincipes van communicatieprotocollen voor GNSS-correcties", zegt zu Eulenburg.

Sapcorda biedt drie diensten — SAPA Basic, SAPA Premium en SAPA Premium+ — en drie leveringsopties:IP-gebaseerde directe en back-end-to-back-end-opties en L-Band-satelliet. De op IP gebaseerde basis- en premiumservices werden eerder dit jaar voor evaluatie in Europa en de Verenigde Staten uitgerold. SAPA Basic biedt positienauwkeurigheid van 30 cm tot 1 meter met satellietbaan, satellietklok, signaalbias en elementaire atmosferische gegevenscorrecties. SAPA Premium biedt positioneringsnauwkeurigheid tot op 10 cm en bevat geavanceerde atmosfeerberichten (ionosfeer- en troposfeermodellen). Integriteitsberichten worden alleen verzonden in SAPA Premium+ datastromen, voor veiligheidskritieke toepassingen; release staat gepland voor 2021.

GNSS-augmentatieservice via L-band

De nieuwe L-band beam-oplossingen van twee geostationaire satellieten zijn beschikbaar in gebieden zonder GSM-dekking of een mobiel internetsignaal en bieden nauwkeurige puntpositionering via realtime kinematica via SSR (PPP-RTK) datafeedredundantie in realtime door over te schakelen naar een tweede datafeed wanneer er geen internetverbinding beschikbaar is. Deze geautomatiseerde swapping verbetert de betrouwbaarheid aanzienlijk voor levenskritieke toepassingen zoals autonome auto's. "Door onze SAPA-services uit te breiden met toonaangevende L-bandtransmissie, maken we een krachtige correctiegegevensstroom mogelijk voor homogene prestaties en end-to-end gegevensbeveiliging met continentale dekking in de Verenigde Staten en Europa", aldus zu Eulenburg.

Het L-bandsignaal wordt verzonden in het open SPARTN-formaat voor veiligheidskritieke toepassingen in de automobielindustrie (zoals V2X en ADAS/autonome functies) en maritieme toepassingen (met een dekking van 12 zeemijl kust en binnenwateren), evenals als een verscheidenheid aan toepassingen in sectoren zoals industrie, robotica en drones. Demodulatie door elke L-band-demodulator die momenteel op de markt is, vereenvoudigt het hardwareontwerp en verlaagt de materiaallijst.

Een nieuw boek, AspenCore Guide to Sensors in Automotive:Making Cars See and Think Ahead , met bijdragen van vooraanstaande denkers in de veiligheids- en auto-industrie, luidt de vooruitgang van de industrie in en identificeert de resterende uitdagingen van de technische gemeenschap.

Het is nu verkrijgbaar bij de EE Times-boekhandel.

>> Dit artikel is oorspronkelijk gepubliceerd op onze zustersite, EE Times Europe.