Polaris
Ein Produkt von GMV: Polaris, Leistungssimulator für GNSS-Dienste
Leistungssimulator für GNSS-Dienste
Polaris ist ein Leistungssimulator für GNSS-Dienste, mit dem sich die Vorteile einer Vielzahl von Kombinationen von GNSS-Systemen und -Sensoren in unterschiedlichen Benutzerumgebungen demonstrieren lassen.
Ein nicht fachkundiger Benutzer des Tools wird in der Lage sein, die Leistung einer beliebigen Kombination von Standard-Navigationsgeräten in seiner speziellen Betriebsumgebung zu bewerten.
Der Navigationsexperte hat außerdem den Vorteil, dass er dank der erweiterten grafischen Benutzeroberfläche (GUI) von Polaris eine Feinabstimmung der einzelnen Komponenten vornehmen kann, um eine genauere Analyse durchzuführen, insbesondere im Hinblick auf die GNSS- und SBAS-Elemente.
Polaris wurde so konzipiert und optimiert, dass es auf jedem Standard-Desktop- oder Laptop-Computer unter Windows®-Betriebssystemen läuft.
Für Lizenzbedingungen und Preise wenden Sie sich bitte an [email protected]
Hauptmerkmale
Polaris bietet eine leistungsstarke und benutzerfreundliche Umgebung zur Anzeige und zum Export der erzielten Simulationsergebnisse in verschiedenen Arten und Formaten.
Polaris unterstützt eine Vielzahl von GNSS-Systemen und -Sensoren und bietet Standardkonfigurationen für alle diese Systeme.
Die in Polaris implementierten Simulationsmodelle sind gründlich validiert worden. Insbesondere die SBAS-Simulationsmodelle wurden mit realen SBAS-Daten von EGNOS und dem GMV-Tool magicSBAS kalibriert.
Verfahren zur schnellen Konfiguration von Polaris für die Bewertung der GNSS-Leistung
Um eine Anwendung zu bewerten, muss zunächst die Kombination der zu verwendenden Systeme und Sensoren sowie das Einsatzgebiet oder die Trajektorie festgelegt werden.
Die Auswahl der GNSS- und regionalen (SBAS) Ergänzung ist recht einfach. Wählen Sie einfach die gewünschte Ergänzung aus einer Liste aus. Das Hinzufügen von lokalen Elementen (GBAS, DGNSS, Pseudolite, Funkortung oder Balisen) ist ebenfalls sehr einfach. Lokale Elemente sind in Netzwerken organisiert. Sie können ein ganzes Netzwerk mit einem einfachen Klick hinzufügen, aber auch einzelne lokale Elemente.
Sie müssen auch das Benutzerterminal definieren, einschließlich GNSS/SBAS-Empfänger, Filter und Sensoreigenschaften.
Um die Szenariodefinition abzuschließen, wählen Sie den Dienstbereich oder die Trajektorie aus, für die die Navigationsleistung bewertet werden soll. Sie können eine aus der Liste auswählen oder diese während der Szenariodefinition definieren.
Jetzt können Sie mehrere Analysen für dieses Szenario durchführen.
Simulationsergebnisse in verschiedenen Formaten und Darstellungsformen
Polaris bietet eine leistungsstarke und benutzerfreundliche Umgebung zur Anzeige und zum Export der erzielten Simulationsergebnisse auf unterschiedliche Weise, wie z. B.:
- Mit dem GIS-Modul erstellte farbige Karten, die in Grafikdateien (JPEG-Format) exportiert werden können.
- Balkendiagramme zur Erfassung von Informationen für verschiedene Kennzahlen (z. B. mehrere Verfügbarkeitsstufen) oder verschiedene Szenarien (Kompromisse und parametrische Analysen).
- XY-Plots zur Darstellung der Entwicklung (z. B. entlang von Trajektorien) der ausgewählten Leistungszahlen.
- Navigation durch 3D-Umgebungen mit Simulationsergebnissen (unter Verwendung der Virtual Reality Mark-up Language, VRML).
- Generierung von HTML-Berichten für jede im System definierte Komponente, jedes Szenario oder jede Simulation.
- Export dieser Berichte an eine PDA über die Polaris-GUI.
- Die Simulationsergebnisse lassen sich problemlos in einfache Textdateien exportieren und mit Ihrer bevorzugten Software nachbearbeiten und darstellen.
GNSS-Systeme und -sensoren
Polaris unterstützt eine Vielzahl von GNSS-Systemen und -Sensoren und bietet Standardkonfigurationen für alle diese Systeme:
- GNSS-Konstellationen, einschließlich globaler Konstellationen wie GPS, GLONASS, Galileo, und regionaler Konstellationen wie Compass oder IRNSS.
- Satellitengestützte Ergänzungssysteme (SBAS), wie EGNOS, WAAS, MSAS, SDCM und GAGAN.
- Bodengestützte Ergänzungssysteme (GBAS).
Andere lokale Ergänzungen, einschließlich Pseudolite und Mobilfunkortung (GSM/GPRS/UMTS):
- Eine Vielzahl von Positionssensoren wie Kilometerzähler, Gyroskope, Schrittzähler, Geschwindigkeitsspeicher usw.
- Polaris bietet Standardkonfigurationen für alle unterstützten Systeme und Sensoren, die für die schnelle Erstellung von Simulationsszenarien verwendet werden können.
Darüber hinaus haben die Benutzer die Möglichkeit, Elemente über die erweiterte grafische Benutzeroberfläche (GUI) von Polaris zu definieren.
Frühere und aktuelle Projekte
Polaris hat sich bei verschiedenen Projekten für eine Vielzahl von Kunden bewährt:
- Ausweitung der SBAS-Systeme (EGNOS) auf Südamerika und Nordafrika im Rahmen des GEM-Projekts.
- ARMAS-Durchführbarkeitsstudie für GNSS-gestützte Mautanwendungen.
- SCORE-Durchführbarkeitsstudie für Fahrzeug- und Fußgängeranwendungen für E-112-Notrufe.
- ADvantis-Durchführbarkeitsstudie für zentralisierte Lokalisierungsdienste mit garantierter Integrität.
- GRAS (Galileo Road Application Simulator) Durchführbarkeitsstudie für Telematiksysteme und -dienste im Auto.
- Galileo B und CDE1 Phase: polaris wurden für die Zuweisung des Budgets für Entfernungsfehler und die erwarteten Auswirkungen auf der Nutzerebene verwendet.
- Untersuchung von alternativen Integritätskonzepten.
- SACCSA-Projekt für die ICAO (Interne Zivilluftfahrtorganisation) zur Unterstützung der Machbarkeitsanalyse eines SBAS-Systems in Lateinamerika. Polaris wurde für die Definition der Architektur des Bodenstationsnetzes und für die Bewertung der erwarteten Navigationsleistung verwendet.
- Transport for London (TfL): Vorhersage der Leistung von Galileo in London.
- Europäisches GNSS-Entwicklungsprogramm (EGEP), Projekt CAGIR: Nutzung des C-Bandes für GNSS-Systeme.
- Europäisches GNSS-Entwicklungsprogramm (EGEP), Projekt Multiregionales Ergänzungssystem (MRS): Bereitstellung von SBAS-Diensten und regionale Integrität unter Berücksichtigung der künftigen GNSS-Konstellationen.
Machbarkeitsstudien
Bevor eine kostspielige Überarbeitung der bestehenden Navigationsdienste in Angriff genommen wird, ist es notwendig, im Voraus zu wissen, welche Verbesserungen zu erwarten sind und welche letztendlich nicht zu wesentlichen Verbesserungen führen werden.
Polaris kann bereits zu Beginn der Machbarkeitsphase eingesetzt werden, um Abwägungen zwischen verschiedenen Implementierungsoptionen (z. B. zu verwendende Positionierungstechnologien) und parametrische Analysen zur Unterstützung von Machbarkeits- und Kosten-Nutzen-Studien durchzuführen.
Die erzielten Ergebnisse können in klarer und verständlicher Form dargestellt werden, um eine Entscheidung für oder gegen eine Durchführung zu ermöglichen.
Polaris wurde zu diesem Zweck beispielsweise in mehreren von der ESA und der Europäischen Kommission in Auftrag gegebenen Machbarkeitsanalysen eingesetzt. Diese Studien befassten sich mit Fragen wie der Integration von EGNOS in Galileo und der Ausweitung von EGNOS außerhalb des Gebiets der Europäischen Zivilluftfahrtkonferenz (ECAC).
Verknüpfung von potenziellen Nutzern mit System-/Anwendungsentwicklern
Das System-/Anwendungsdesign muss sich an den Benutzeranforderungen orientieren. Die Verbindung zwischen potenziellen Nutzern und System-/Anwendungsentwicklern ist unerlässlich, um sicherzustellen, dass das Endprodukt den tatsächlichen Bedürfnissen der Endnutzer entspricht. Viele Nutzer haben jedoch keine technischen Kenntnisse über Ortungstechnologien. Dies stellt insbesondere für Marktanalysen ein großes Problem dar.
Polaris kann verwendet werden, um den Benutzern auf klare Weise zu zeigen, wie sie von einem bestimmten Produkt oder einer Lösung profitieren können. Auf diese Weise wird es für sie einfacher, Feedback zur System-/Anwendungsdefinition und -gestaltung zu geben.
Die Ergebnisse von Polaris lassen sich leicht zur Vorbereitung von Fragebögen für Marktumfragen verwenden und können selbst zur Befragung von Nutzern im Rahmen von Marktanalysekampagnen eingesetzt werden.
Polaris liefert Simulationsergebnisse in vielen benutzerfreundlichen grafischen Darstellungen (farbige Karten, X-Y-Diagramme, Balkendiagramme usw.), einschließlich 3D-Szenarien im VRML-Format. Die grafische Benutzeroberfläche wurde so konzipiert, dass sie mit unterschiedlichen Wissensständen zurechtkommt, was Polaris zum idealen Werkzeug für die Befragung künftiger Benutzer macht. Darüber hinaus kann Polaris sogar als leistungsstarkes E-Learning-Tool eingesetzt werden.
Validierung
Der Hauptzweck von Computersimulationen besteht darin, die Spezifikationen auf hoher und niedriger Ebene zu validieren.
Mit Polaris werden Sie in der Lage sein:
- Die Navigationsleistung zu bewerten, einschließlich der Navigationssysteme und Sensoren.
- Bei der Definition und Optimierung von Leistungsbudgets zu unterstützen, um die Anforderungen an System- und Fehlerbudgets zu verfeinern.
- Das übergeordnete Systemdesign zu unterstützen.
- Zu testen, ob der aktuelle Entwurf den System-/Benutzeranforderungen entspricht oder nicht.
- Die Bodeninfrastruktur in Bezug auf die Anzahl der Stationen, die Verteilung und die Merkmale zu optimieren.
- An der Planung der Systemeinführung mitzuwirken.
- An der Leistungsvalidierung mitzuwirken.
- Dieselbe Anwendung mit unterschiedlichen Eigenschaften der Benutzerendgeräte (GNSS-Empfänger, Sensorqualität usw.) und der Bodeninfrastruktur (Anzahl und Verteilung der DGNSS-Stationen, Pseudolite usw.) zu bewerten, wodurch kostspielige Demonstrationsgeräte eingespart werden können.
- Mögliche Systementwicklungen (zusätzliche Dienste, technologische Verbesserungen usw.) und deren Auswirkungen auf die Systemgestaltung zu antizipieren.
- Obergrenzen für die verschiedenen Fehlerkomponenten festzulegen und ihre Auswirkungen auf die Navigationsleistung bei verschiedenen Anwendungen und in unterschiedlichen Benutzerumgebungen zu überprüfen.
Bewertung der Anwendung
Polaris kann Anwendungen sowohl über Versorgungsgebiete (Netz von statischen Benutzerterminals) als auch entlang von Trajektorien bewerten. In beiden Fällen können sie mit Hilfe des GIS-Moduls definiert werden.
Trajektorien können einfach durch die Auswahl von Wegpunkten definiert werden. Polaris berechnet die kürzeste Trajektorie zwischen diesen Wegpunkten.
Da viele Anwendungen in städtischen Gebieten stattfinden, wo die Verdeckungswinkel die Navigationsleistung beeinträchtigen, ist die Möglichkeit der Simulation von 3D-Umgebungen (und insbesondere von Straßenschluchten) ein Muss. Die Verwendung von 3D-GIS-Daten ist in manchen Fällen angesichts der durchschnittlichen Kosten für solche Karten nicht gerechtfertigt und auch nicht entscheidend, z. B. bei der Bewertung einer Anwendung in einer typischen städtischen Umgebung. Für solche Situationen enthält Polaris ein Werkzeug zur E rstellung von 3D-Umgebungen auf der Grundlage von 2D-GIS-Karten, das 3D Environments Tool Lite.