Navigations-Lexikon: Begriffe schnell erklärt

Die mobile Navigation mit dem Smartphone ist nicht mehr wegzudenken. Aber fest installierte Geräte, besonders in Fahrzeugen der gehobenen Preisklassen, haben ihre Stellung behauptet und ausgebaut. Mein Navigations-Lexikon soll helfen, Licht ins Dunkel der Begrifflichkeiten zu bringen.

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Warum dieses Navigations-Lexikon?

Sie sind nicht an die Vorgaben der Auto-Hersteller gebunden und können in Ihrem Wagen ein Navi Ihrer Wahl nachrüsten. Neben den bekannten Marken, wie Clarion, Zenec, Alpine und Pioneer, bietet die Autoindustrie ihre Eigenentwicklungen an.

Um Ihnen die Entscheidung zu erleichtern, werden die Geräte mit technischen Beschreibungen und Begriffen beworben. Den meisten von uns dürften die allerdings unbekannt sein.

Verlässlichkeit

Die Erwartungshaltung, die wir den teilweise sehr teuren Geräten entgegenbringen, ist hoch. Setzen wir doch ein hohes Vertrauen in die dargebotenen Angaben. Neben der korrekten Wegstrecke sind Staumeldungen, Verzögerungen und Ankunftszeiten interessant. Während die einen zum Beispiel ein Flugzeug oder eine Fähre erreichen wollen, stehen bei anderen geschäftliche Termine im Raum.

Aus diesem Grund sind die Navi-Hersteller und Betreiber bemüht, diesen Erwartungen gerecht zu werden. An den GPS-Satelliten kann man nichts mehr machen. Die sind auf einer geostationären Umlaufbahn. Verbesserungen sind daher vor allem an den Geräten, und im Besonderen an der Software, möglich. Das Navigations-Lexikon soll darüber einen kurzen Überblick geben.

Die Begriffe

Transfer Alignment

Dieses Verfahren wurde ursprünglich für die Raketen- und Torpedotechnik entwickelt. Dabei waren Schnelligkeit, Genauigkeit und Platzmangel ausschlaggebend. Geschwindigkeits- und Positions-Daten werden schnell ausgewertet. Auf dieser Grundlage wird das installierte Navigations-System ständig kalibriert.

Kalman-Filter

Die Dynamik des Autos wird in Form einer mathematischen Bewegungs-Gleichung beschrieben. Dabei betrachtet das Verfahren die Bewegung und das Messverfahren getrennt voneinander. Der Filter siebt Messwert-Fehler aus, während es nicht messbare Größen durch ihre modellhafte Berechnung einfügt.

Monte-Carlo-Methode

Mit dieser Methode erfolgt eine Risikoabwägung. Das bedeutet, dass verschiedene Variable mit mehreren Werten in die Berechnung einfließen. Verzögerungen im Straßenverkehr durch Baustellen und Unfälle lassen sich in ihren Auswirkungen und Folgen nur schätzen. In solchen Fällen rechnet das System verschiedene Modelle durch und ermittelt so zum Beispiel die verbleibende Fahrzeit bis zum Ziel.

MATLAB-Code

MATLAB ist eine Software, die der Berechnung von Vorgängen und Prozessen dient. Als Ausgangspunkt verwendet das System Messdaten, die in Form von Matrizen vorliegen. Das Ergebnis wird in graphischer Form ausgegeben.

Sherman-Morrison-Woodbury-Formel

Diese Anwendung verbessert die Auswertbarkeit von Ergebnissen einer Matrix-Berechnung.

Inertiale Navigation

Hierbei handelt es sich um ein 3D-Messsystem, welches mit verschiedenen Bewegungs-Sensoren ausgestattet ist. Es wird als Ergänzung und im Zusammenspiel mit dem GPS eingesetzt. Beim Ausbleiben eines GPS-Signals kann so die Position bestimmt werden. Dieses Verfahren greift z.B. in Tunneln oder in Tiefgaragen.

NAVSTAR GPS

… ist die offizielle Bezeichnung des bei uns als GPS (Global Positioning System) bezeichneten Systems. Es wurde vom US-Militär entwickelt und steht unter dessen Verwaltung. Seit Mai 2000 ist es zivil nutzbar.

Satelliten-Navigation

Seit Juli 2018 ist „Galileo“ als ziviles Satelliten-Navigationssystem betriebsbereit. Zu diesem Zeitpunkt waren 26 der vorgesehenen 30 Satelliten in Position. Die Europäische Union als Auftraggeber verwaltet das System auch.

Ich habe mich bemüht, in meinem Navigations-Lexikon die teilweise sehr komplizierten Verfahren mit einfachen Worten zu beschreiben. Ungenauigkeiten bitte ich zu entschuldigen. Der Zweck ist ja nicht ein wissenschaftlicher Vortrag. Vielmehr möchte ich dazu beitragen, dass sich interessierte Personen in dem scheinbaren Wirrwarr der Begriffe zurechtfinden.