GNSS-basierte Ortungs- und Navigationsverfahren für maritime „Safety of Life“ Anwendungen

Eine notwendige Grundvoraussetzung fur die Uberwachung und Steuerung von Verkehrsprozessen jeglicher Art ist die prazise und verlassliche Kenntnis der Position der Verkehrsteilnehmer. Zum Schutz des Lebens im Sinne der Gefahrenvermeidung ist es erforderlich, Positionsgenauigkeiten mit einer definierten Zuverlassigkeit zu gewahrleisten. Die Konsequenz ist, dass bei der Entwicklung von neuen Satellitennavigationssystemen wie Galileo aber auch bei der Weiterentwicklung existierender wie GPS ein besonderes Augenmerk auf die Eigenuberwachung der Systemintegritat gelegt wird. Leistungsanforderungen an GNSS-basierte Ortung wurden im maritimen Bereich durch die Internationale Maritime Organisation (IMO) situations- und anwendungsbezogen spezifiziert. So wird es als ausreichend angesehen, dass die Positionsbestimmung auf hoher See und im Kustenbereich mit einer horizontalen Genauigkeit von unter 10 m zu erfolgen hat. Steigt der Positionsfehler systembedingt uber 25 m, so ist gefordert, dass der GNSS-Systembetreiber den Nutzer innerhalb von 10 s daruber informiert. Das Integritatsrisiko, das effektiv die maximal erlaubte Wahrscheinlichkeit beschreibt, mit der systembedingte Fehlfunktionen nicht erkannt werden, darf 10-5 innerhalb von 3 Stunden nicht uberschreiten. Dieser Bedarf wird durch den Galileo „Safety of Life“-Service (SoL) direkt abgedeckt. In verkehrstechnisch kritischen Bereichen wie Hafen steigt die Genauigkeitsanforderung auf 1 m und bei speziellen Anwendungen wie assistierten Anlegemanovern, Ausbaggerung und Guterumschlag auf 1 dm. Um diese Leistungsanforderungen zukunftig erreichen zu konnen, sind die Entwicklung erganzender Verfahren und ihrer technologischen Integration bord- als auch landseitig notwendig. Das Projekt ALEGRO, das vom Wirtschaftsministerium des Landes Mecklenburg-Vorpommern gefordert wird und eines der Initialprojekte des Forschungshafens Rostock ist, zielt auf die Entwicklung und den Aufbau eines maritimen GBAS-Experimentalsystems (Ground Based Augmentation System). In Bezug auf die im Hafengebiet zu erreichenden Genauigkeiten wird die RTK-Technologie (Real Time Kinematic) als der geeignete Losungsansatz gesehen. Diese Verfahren sind in Bezug auf die zu gewahrleistende Integritat und auf die zukunftige Nutzung von Galileo weiterzuentwickeln. Eine dafur grundlegende Komponente dieses Systems ist die Eigenuberwachung der GNSS-Signale. Ihre Aufgabe ist neben der Bewertung der GNSS-Signalqualitat insbesondere die Detektion und Klassifikation lokaler Storungen in Folge von Signalausbreitungseffekten und Interferenzen. Durch die Integration dieser in Echtzeit abgeleiteten Qualitatskenngrosen wird eine situationsangepasste Datenprozessierung bei der Bereitstellung von Erganzungs- und Korrekturinformationen fur lokale Nutzer und bei der zugeordneten Positionsbestimmung verfolgt. Im Rahmen des Vortrages werden die Entwicklungsstrategie des laufenden Projektes und bereits erreichte Ergebnisse vorgestellt.