Navigation (lat.) i.w.S. das ´Führen eines Wasser-, Luft- oder
Raumfahrzeugs von einem Ausgangsort auf bestimmtem Wege zu einem Zielort,
einschließlich der dazu erforderlichen Mess- und Rechenvorgänge. I.e.S. die
Planung und Überwachung der Fahrzeugbewegung in möglichst optimale Weise.
N A V I G A T I O N =
Ortung
GPS
Koppelnavigation
Digitale Straßenkarte
+
Routenberechnung
Zieleingabe
Kriterien
Digitale Straßenkarte
+
Zielführung
Sprachausgabe
Piktogramme
Digitale Straßenkarte
Was haben
die Begriffe Navigation und Hi Fi
gemeinsam? Beide Ausdrücke bezeichnen technische Geräte, die aus einem Automobil
der neusten Generation kaum noch wegzudenken sind. Das
Navigationssystem und die Hi Fi Anlage machen dem Menschen das
Reisen mit seinem Kraftfahrzeug angenehmer und bequemer. Kartenlesen und bloßes
Radiohören während der Fahrt gehören der Vergangenheit an. Die meisten Hi Fi
Systeme haben heutzutage wesentlich mehr zu bieten als das schlichte Radio- und
Kassettendeck, das noch in den Neunzigern vorherrschte. CD-Player,
MP3-Player-Anschluss und bei manchen Geräten sogar ein DVD-Laufwerk mit
Bildschirm machen jede Autofahrt für Fahrer und Beifahrer zu einem echten
multimedialen Erlebnis.
Hier nun die Erklärung der wichtigsten Begriffe aus der
Kfz-Navigation:
Das
Fahrzeugnavigationssystem bestimmt ausgehend
von einer bekannten Anfangsposition die
aktuelle Position durch Addition von Wegstücken.
Aus den Signalen des Drehwinkelsensors sowie des Tacho- oder Radsensors bestimmt der Navigationsrechner die zurückgelegte Wegstrecke sowie die Fahrtrichtungsänderungen
und erkennt den Streckenverlauf. Aus diesem Zusammenspiel ergibt sich die
Koppelortung.
Nachteil
der Koppelortung
Bei der klassischen Koppelortung durch
Addition von Wegstrecken addieren sich Messfehler
und die Unsicherheit der
Positionsbestimmung wächst mit der Zeit.
Diese Fehler müssen durch
Kartenvergleich oder
erneutes Aufsetzen der
Position korrigiert werden.
GPS
Global Positioning System
Das GPS-Verfahren basiert auf der
Entfernungsbestimmung durch
Uhrenvergleich von 24 Satelliten auf 6 Kreisbahnen (mit je 4
Satelliten in 60° Abständen, Bahnhöhe 20180 km, Erdumkreisung in ca. 12
Stunden). Signalempfang ist weltweit, zu jeder Zeit, unabhängig vom
Wetter und unabhängig von der Höhe. Sendefrequenz: f1 = 1575,42 MHz, f2
= 1227,6 MHz. Die Radiowellen verhalten sich ähnlich wie Lichtstrahlen.
Das bedeutet es muss Sichtverbindung zwischen Satellit und Empfänger
bestehen.
Prinzip GPS - kurze Videoanimation
2 Videos mit ausführlicher Erklärung in
Englisch:
Teil 1,
Teil 2,
Nach Inbetriebnahme versucht das
Navigationssystem selbständig die Satellitensignale zu empfangen.
Die GPS-Ortung beruht auf direkten
Entfernungsmessungen im Einweglaufzeitmessverfahren.
Dazu senden die GPS-Satelliten
50 mal pro Sekunde Daten über Bahn, Zeit und Identifikation mit einer
Sendeleistung ca. 50 Watt zur Erde.
Durch die Laufzeit
der Signale kann die Entfernung zum Satelliten und damit die eigene
Position bestimmt werden.
Für die Bestimmung der eigenen Position (Ortung) ist der Empfang von mindestens
drei Satelliten erforderlich. Bei Empfang von vier
oder mehr Satelliten kann nicht nur die Position sondern auch die Höhenlage bestimmt werden.
Map-Matching
Mehrmals pro Sekunde führt der
Navigationsrechner ein „Map-Matching“ durch; die auf der CD-ROM (DVD,
Speicherkarte...) gespeicherte Straßenkarte wird mit dem gefahrenen
Streckenverlauf verglichen. Dadurch wird die Genauigkeit innerhalb von
digitalisierten Ortschaften bis auf ± 5 m und auf Landstraßen oder
Autobahnen bis auf ± 50 m erhöht.
In nicht digitalisierten Gebieten ist
ein Map-Matching nicht möglich, die Navigation
erfolgt ausschließlich über Satellitendaten, die
Entfernung wird in Luftlinienentfernung und Richtung zum Ziel angezeigt.
Im Display erscheint die Anzeige „OFF-ROAD" (abseits der
digitalisierten Straße).
Kleines
Fazit
Erst die Kombination aus Koppelortung
und GPS-Ortung macht ein Navigationssystem "unschlagbar".
Bei der Koppelortung addieren sich zwar kleine Fehler, sie ist aber
unabhängig vom Satellitenempfang. Fehler können durch Map-Matching
ausgeglichen werden. GPS ist weltweit verfügbar und arbeitet sehr
genau, Empfangsstörungen sind hier manchmal ein Handicap. Die
Koppelortung wird durch das GPS kontrolliert.
+
Festeingebaute Geräte verfügen über diese
Kombination, während mobile Geräte und Handys nur über GPS verfügen.
Wer viel unterwegs ist, ist in der Regel mit einem Einbaugerät besser
dran. Gelegenheitsfahrern reicht meist ein mobiles "Navi"
völlig aus.
Wie
man deutlich sehen kann, sind die Möglichkeiten der Navigation
mittlerweile so ausgeprägt wie nie zuvor. Mittlerweile sind die
technischen Mittel soweit, dass es sogar genügt ein entsprechendes
Mobiltelefon mit GPRS
zu besitzen. Diese Handys
werden vor allem von den meisten als Navigationshilfe für Autoreisen oder
als Orientierungshilfe in einer fremden Stadt genutzt.
Wer viel unterwegs ist,
profitiert von den neuen Möglichkeiten enorm. Auch das einfache
Anschließen eines MP3-Players ist für den Autofahrer eine schöne Sache.
Vorbei sind die Zeiten, in denen man CDs zwischen Wohnung und Auto hin-
und hertragen musste. All die technischen Spielereien wie GPRS,
Internet Telefon, Handy und MP3-Player
sind auch beim Autofahren überaus nützlich. Doch ein Autofahrer muss sich
während der Fahrt auf die Straße konzentrieren. Auch wenn das Cockpit
eines Autos immer technisierter wird, sollte man darauf achten, dass man
als Autofahrer nicht zu sehr abgelenkt wird bzw. dass man sich nicht zu
sehr ablenken lässt.
+
