GMV, FrontierSI, Ericsson und Optus zeigen die Leistungsfähigkeit 5G-basierter, hochpräziser Ortungsfunktionen

Das aus GMV, FrontierSI, Ericsson und Optus gebildete Technologiekonsortium und deren Demonstrationspartner Kondinin, Platfarm und Position Partners haben eine gemeinsame Anstrengung unternommen, um die Leistungsfähigkeit des 5G-basierten LTE Positioning Protocol (LPP) in realen Testumgebungen und Anwendungsfällen als Teil des 5G Positioning Testbed zu demonstrieren. Dabei handelt es sich um ein Projekt, das durch die 5G Innovation Initiative der australischen Regierung finanziert wird.

Die im Rahmen des Projekts erzielten Ergebnisse sind ein entscheidender Durchbruch für den Einsatz der 5G-Technologie in der hochpräzisen Positionierung. Mit dieser Testreihe konnte die Leistungsfähigkeit der Testsuite der einzelnen 5G-LPP-Betriebsarten für hochpräzise GNSS-basierte Dienste nachgewiesen werden, darunter auch OSR(Observation Space Representation), SSR(State Space Representation) und SSR mit atmosphärischen Korrekturen. Die Tests wurden an realen Anwendungsfällen und mit von den Partnern zur Verfügung gestellten Geräten durchgeführt, um die technische Machbarkeit in einer Reihe von Anwendungen zu untersuchen. Die Feldversuche haben gezeigt, dass mit der Lösung und einem handelsüblichen Empfänger nebst ebensolcher Antenne eine Genauigkeit im Zentimeterbereich bei kurzen Konvergenzzeiten erreicht werden kann.

Die GNSS-gestützte Präzisionspositionierung ist derzeit auf Benutzerebene die meistgenutzte Technologie zur Berechnung absoluter Positionen. Da, wo Präzision im Zentimeterbereich erforderlich ist, sind GNSS-Korrekturen notwendig, um die bei der gesendeten Navigationsmeldung und der Positionsberechnung auftretenden typischen Fehler zu verringern. Lange Zeit basierte die Übermittlung von GNSS-Korrekturen entweder auf PPP-Korrekturen (Precise Point Positioning) oder RTK-Korrekturen (Real Time Kinematics), die über geostationäre (GEO) Satelliten im L-Band verteilt wurden, oder auf Punkt-zu-Punkt-Übertragungen via NTRIP über das Internet. Beide Optionen haben ihre Nachteile: Die Übertragung über GEO-Satelliten erfordert eine komplexe Bodeninfrastruktur mit hohen Unterhaltungskosten, während die NTRIP-Verteilung (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol) aufgrund der für die einzelnen Nutzer erforderlichen Punkt-zu-Punkt-Verbindungen nicht skalierbar ist.

Das 3GPP (3rd Generation Partnership Project) ist ein Gemeinschaftsprojekt, das sich unter anderem mit der Standardisierung der 5G-LPP-Kommunikation befasst, und hat gerade im Release 15 die Unterstützung von OSR-Korrekturen für RTK-Nutzer und im Release 16 die Unterstützung von SSR mit atmosphärischen Korrekturen für PPP/PPP-RTK-Nutzer aufgenommen. Diese beiden Ansätze für eine hochpräzise GNSS-basierte Positionierung haben zu einem wachsenden Interesse an 5G-LPP als möglicher Alternative zu den derzeitigen traditionellen PPP- und RTK-Korrekturverteilungssystemen geführt.

Im Rahmen der Testreihe zur präzisen Positionierung mit 5G wurden über das 5G-Netz von Optus Demonstrationen der hochpräzisen Lösung mit dem GMV-Korrekturdienst für die von FrontierSI entwickelten und betriebenen Nutzergeräte durchgeführt. Dabei kam die 5G-Technologie von Ericsson zum Einsatz. Die Nutzergeräte sind dabei mit dem von GMV entwickelten präzisen Positionierungsmotor ausgestattet. Die Feldversuche wurden in Australien von den Demonstrationspartnern in den jeweiligen Branchen durchgeführt und enthielten reale Szenarien in drei Bereichen, in denen die präzise Positionierung eine entscheidende Rolle spielt: Präzisionslandwirtschaft, Drohnensteuerung und Augmented Reality.

Die Entwicklung dieser Lösung wurde durch die enge Zusammenarbeit zwischen den Technologiepartnern GMV, FrontierSI, Optus und Ericsson ermöglicht.

Ericsson trug mit seiner 5G-Netztechnologie viel zum Erfolg der Testreihen bei. „Die 5G-Netztechnologie von Ericsson war ein zentraler Bestandteil der ersten Tests einer Präzionspositionierung dieser Art mit 5G in Australien und Südostasien. Während der Tests mit Prototypen wurde die 5G-Infrastruktur von Ericsson im landesweiten Netz von Optus als Informationskanal für den von GMV bereitgestellten globalen Positionskorrekturdienst genutzt, der auf dem Globalen Navigationssatellitensystem (GNSS) basiert. Das System zur Positionierung und Verteilung von Hilfsdaten nutzt die korrigierten globalen Positionsdaten des GNSS, um dem FrontierSI-Prüfstand hochpräzise Ortungsdaten bereitzustellen. Dadurch kann der Endnutzer mit dem entsprechenden Gerät über sein Mobilfunknetz eine präzise Ortung mit einer Fehlermarge von unter zehn Zentimetern erreichen. Diese Versuchsreihe wird zum Marktdurchbruch der hochpräzisen Ortung auf der Grundlage der skalierbaren Verteilung der notwendigen Hilfsdaten beitragen und den Mobilfunkbetreibern ermöglichen, sie als Dienst auf bestimmten Geräten anzubieten“.

Die in diesem Projekt erzielten Ergebnisse zeigen das Potenzial von 5G-LPP als zukünftige Infrastruktur für die Verteilung von Korrekturen, die bei verschiedenen anspruchsvollen industriellen Anwendungen benötigt werden, insbesondere für das Internet der Dinge (IoT) und die Systemautomatisierung. „Der Erfolg von 5G-LPP in Feldversuchen in Verbindung mit dem in den nächsten Jahren zu erwartenden weiteren Ausbau der 5G-Netze bedeuten eine große Zukunft für die Bereitstellung hochpräziser GNSS-Diensten. 5G-LPP schließt die Lücke zwischen den Anbietern hochpräziser GNSS-basierter Positionierdiensten und vielen potenziellen Nutzern. Diese Dienste werden dadurch schneller und können für Millionen neuer Nutzer einfacher zugänglich gemacht werden“, erklärt David Calle, Leiter der Hochpräzisionsdienste von GMV.

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