GNSS – Was kann es?

In diesem Artikel beschreibe ich, warum GNSS für RaceDirector wichtig ist. Basis für ein positives Nutzererlebnis sind möglichst genaue Positionsdaten. Doch woher nehmen, wenn nicht stehlen? GNSS steht für Global Navigation Satellit System und ist der Überbegriff für alle vorhandenen Navigationssysteme (GPS, Galileo, GLONASS und BeiDou).

GNSS vs. GPS

Wenn wir an Satelliten-Navigation denken, reden wir immer von GPS. Klar, es war das erste System, das weltweit zur Verfügung stand. Mittlerweile gibt es aber funktionierende System aus Russland, China und Europa. Der Begriff GPS wird zwar immer noch im Zusammenhang mit Satelliten Positionsbestimmung verwendet, aber man muss genau hinsehen, welches System tatsächlich zum Einsatz kommt. So wird ein GNSS Daten-Logger in China mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit einen Chip verwenden, der das BeiDou-System verwendet.

GNSS ist nicht GPS. GPS ist nur ein Teil von GNSS

Bei der Aufzeichnung der Positionsdaten können grundsätzlich alle GNSS verwendet werden. Welches System tatsächlich zum Einsatz kommt hängt von der Region (Europa, Nordamerika, Südamerika, China, Russland, Asien, Australien), wo die Daten aufgezeichnet werden sollen, ab. Befindet sich die Rennstrecke z.B. in China, können die Daten-Logger das chinesische System BeiDou verwendet. Eine gleichzeitige Nutzung (Multi GNSS) und Aufzeichnung mehrerer GNSS ist ebenfalls möglich – das hängt von den verwendeten Loggern und deren Chip Sets ab. Grundsätzlich gilt, je mehr Satelliten desto höher ist die Genauigkeit der Positionsdaten.

SBAS – Kleiner Helferlein mit großem Einfluss

Die Genauigkeit wird durch zusätzliche technische Funktionen erhöht. Mittlerweile verwenden auch Consumer-Logger SBAS (Satellit Based Augmentation System). SBAS liefert zusätzliche Informationen (Korrektur Information), die von geosynchronen (meistens geostationären) Satelliten ausgestrahlt werden und erhöhen dadurch die Zuverlässigkeit, Genauigkeit und Verfügbarkeit der Positionsbestimmung. Je nach Region gibt es unterschiedliche SBAS Satelliten-Systeme:

SBAS kommt ursprünglich aus der Luftfahrt, wird aber mittlerweile auch für die zivile Navigation genutzt. Sofern SBAS zur Verfügung steht – man benötigt einen Kontakt zu diesen Satelliten und einen Chip, der das unterstützt – werden Genauigkeiten bis zu 1,5 Meter erreicht.

Abtastfrequenz der Positionsdaten

Eine weitere wichtige technische Eigenschaft der Logger ist die Abtastfrequenz. Wie oft in der Sekunde werden Positionsdaten abgefragt und aufgezeichnet? Je nach Anwendungsfall bewegen sich die Frequenzen zwischen 1x in der Minute bis zu 20x in der Sekunde (20 Hz). Bei Daten-Loggern für die Überwachung eines Fuhrparks reicht es vollkommen aus, wenn die Position 1x alle 10 Minuten abgefragt wird. Bei schnell bewegten Objekten (> 50 km/h) und in Echtzeit muss die Abtastfrequenz zumindest 4 Hz (4x in der Sekunde) sein. Ansonsten würden zu wenig Positionspunkte aufgezeichnet und die Darstellung der gefahrenen Linie wäre nicht korrekt.

Im Motorsport sind mindestens 4Hz Abtastfrequenz notwendig

Zusammenfassend kann festgehalten werden, dass heutzutage alle notwendigen Technologien für den Endverbrauchern weltweit zur Verfügung stehen und dadurch Genauigkeiten – im besten Fall – bis zu einem Meter erreicht werden können. Natürlich ist das gut aber noch nicht perfekt. Aber auch wenn die Ansprüche im Zentimeter-Bereich liegen, gibt es mittlerweile Lösungen, die ohne großen finanziellen Aufwand realisiert werden können. Hier kommen dann Technologien, wie z.B. Korrektur von GNSS-Roh-Daten zum Einsatz. Eigentlich verhält es sich ähnlich, wie bei SBAS nur, dass es noch mehr Daten für die Korrektur beinhaltet.

Autor: OJ