Die Koppelnavigation (Dead Reckoning, DR) in der Trägheitsnavigation bezeichnet das Verfahren zur Bestimmung der aktuellen Position anhand seiner zuvor bekannten Position, Geschwindigkeit und Fahrtrichtung über die Zeit – ohne externe Referenzen wie GPS . Ein Trägheitsnavigationssystem (Inertial Navigation System, INS) nutzt Beschleunigungsmesser und Gyroskope zur kontinuierlichen Berechnung von Positionsänderungen, wodurch die Koppelnavigation zu einem grundlegenden Prinzip der Trägheitsnavigation wird.
Wie Dead Reckoning in INS funktioniert
Ausgangsposition – Beginnt mit einer bekannten GPS-Position oder manuell eingegebenen Koordinaten.
Geschwindigkeits- und Kursberechnung – INS-Sensoren erfassen Beschleunigung und Winkelrotation.
Positionsaktualisierung – Nutzt die Integration von Beschleunigung und Geschwindigkeit über die Zeit, um den neuen Standort zu schätzen.
Vorteile der Koppelnavigation in INS
✔ Funktioniert auch ohne GPS – Wirksam in Umgebungen ohne GPS-Empfang (z. B. unter Tage, unter Wasser, bei Militäreinsätzen).
✔ Echtzeitnavigation – Ermöglicht kontinuierliche Ortung ohne Satelliten.
✔ Sehr zuverlässig für kurze Zeiträume – Bietet präzise Bewegungsverfolgung über kurze Distanzen.
Herausforderungen der Dead Reckoning in INS
✔ Drift im Laufe der Zeit – Kleine Sensorfehler summieren sich und führen ohne externe Korrekturen einer Positionsdrift
✔ Erfordert regelmäßige Aktualisierungen – Am besten in Kombination mit GNSS, Kilometerzählern oder externen Sensoren zur Korrektur langfristiger Fehler.
Wie INS Koppelnavigationsfehler reduziert
• Kalman-Filterung – Verschmelzung von Daten von IMU, GNSS und externen Sensoren zur Minimierung der Drift.
• Integration mehrerer Sensoren – Nutzt Radgeschwindigkeitssensoren, Barometer und Kameras zur Verbesserung der Genauigkeit.
• GNSS-Unterstützung – Korrigiert die INS-Abweichung regelmäßig mithilfe von GPS-Aktualisierungen, sofern diese verfügbar sind.
