imported>Saehrimnir: /* Spezielle Entwicklungen */ BKL Fix

2025-07-28T10:37:25Z

Spezielle Entwicklungen: BKL Fix

Neue Seite

'''Integrierte Navigation''' ist über die ''Steuerkunst'' hinaus die optimale Kombination der einzelnen [[Navigation]]sverfahren. Damit gewinnt die moderne [[Ortung|Ortsbestimmung]] und Steuerung von Land-, Wasser- und Luftfahrzeugen sowohl an Genauigkeit als auch an Zuverlässigkeit.

== Gewichtete Kombination von Messdaten ==

Wenn '''Navigation''' – kurzgefasst – die ''[[Steuerungstechnik|Steuerung]] eines [[Fahrzeug]]s zum vorgewählten [[Ziel]]'' ist, dann vereinigt die ''[[Integration|Integrierte]] (oder [[hybrid]]e) Navigation'' mehrere Navigationsmethoden und gewichtet sie nach [[Genauigkeit]] und [[Reliabilität|Zuverlässigkeit]]. Die optimal errechnete („wahrscheinlichste“) Position erlaubt dann umgekehrt Aussagen darüber, ob das gewählte Daten- und Steuerungs-[[Modell]] das beste war.

Seit den 1980er-Jahren entwickeln sich die [[Navigationssystem]]e zu automatisierten Verfahren der [[Positionsbestimmung]] in den Bereichen [[Seefahrt]], [[Luftfahrt]], im [[Straßenverkehr]] und bei der Landvermessung ([[Geodäsie]]).

Bei den „Fahrzeugen“ vom Typ [[Schiff]] und [[Flugzeug]] werden diese Entwicklungen am raschesten vorangetrieben, spielen aber auch für Geodatenerfasser, große [[landwirtschaft]]liche Maschinen und [[Lastkraftwagen|LKW]]-[[Fahrzeugflotte]]n eine Rolle. Die Navigation privater [[Personenkraftwagen|PKWs]] kombiniert weniger einzelne Elemente, da eine wichtige Datenquelle die [[digitale Karte]] ist.

== Die wichtigsten Datenquellen ==

Die einzelnen Navigationsarten, die sinnvollerweise in ein ''Hybrides Modell'' einfließen, sind:
* Die [[Koppelnavigation]] – laufende Ortsbestimmung aus [[Kurs (Navigation)|Kurs]] und Geschwindigkeit. Durch Berechnung der [[Abdrift]] wird der Wind berücksichtigt; [[Dopplereffekt|Dopplerradar]] und andere Zusatzdaten steigern die Genauigkeit.
* Die [[Inertiales Navigationssystem|Trägheitsnavigation]] – autonome Navigation durch Verwendung von Beschleunigungsmessern und [[Kreisel]]n.
* Bei der [[Funknavigation]] werden Sendestationen benutzt, die Funksignale zur Positionsbestimmung aussenden. Von den Dutzenden Verfahren sind die wichtigsten:
** [[Peilung]] (Radiokompass, [[Advisory route|ADR]]), Richtungssendeverfahren ([[Drehfunkfeuer|VOR]] und TACAN, [[Consol (Funknavigationsverfahren)|Consol]] und Derivate),
** und die Hyperbelverfahren [[Decca Navigation System|Decca]] und [[LORAN|LORAN C]] (bis ~2000 auch das globale [[OMEGA|Omega]]).
* Bei der [[Satellitennavigation]] (siehe auch [[Global Positioning System|GPS]] und [[Galileo (Satellitennavigation)|Galileo]]) werden Signale von Satelliten genutzt; ihre [[Laufzeitmessung|Laufzeiten]] zum Empfänger "schneiden" dessen Position aus der Erdkugel heraus.
* Die [[astronomische Navigation]] – die [[Ortung]] durch Beobachtung von [[Gestirn]]en (Sonne, Sterne und Planeten) – ist derzeit nur in der [[Raumfahrt]] eine wichtige Datenquelle. Im Flug und [[terrestrisch]] hat sie seit etwa 10 Jahren durch GPS an Bedeutung verloren. Sie kann aber in Zukunft wieder zur [[Hybridnavigation]] beitragen, wenn neue [[Sensor]]en das [[Auge]] ersetzen.

Zwar sind auch '''andere Methoden''' für [[Pilot]]en und [[Navigator]]en wichtig, doch eher für ihr [[Raumgefühl]] als zur reinen Ortung. Zu ihnen zählen:
* der [[Gleichgewichtssinn|Gleichgewichts-]] und [[Muskelsinn]],
* die [[Sichtnavigation]] – Vergleich von [[Karte (Kartographie)|Karte]] und [[Gelände (Kartografie)|Gelände]] und ''unbewusster'' Aufbau eines "mentalen Modells",
* die [[terrestrische Navigation]] – Ortung in Küstennähe anhand von [[Landmarke]]n (markante Punkte an Land und [[Seezeichen]]).
Diese Methoden lassen sich teilweise auch schwer mathematisch modellieren, obwohl an der Nachbildung der menschlichen "eingebauten Systeme" schon lange geforscht wird.

== Spezielle Entwicklungen ==
Spezielle Entwicklungen betreibt das [[Stuttgart]]er [[Institut (Organisation)|Institut]] für Navigation, das in den 1960ern von [[Karl Ramsayer]] gegründet wurde. Aus den früheren „automatischen Koppelkarten“ hat sich hier eine [[Forschung]]srichtung herausgebildet, die mit Methoden [[Digitalfilter|digitaler Filterung]] (z. B. [[Kalman-Filter]]) die Bestimmung typischer [[Sensorfehler]] und damit genauerer [[Ortsbestimmung|Positionen]] ermöglicht. In diesem Zusammenhang wird meist von Verfahren der "Schätzung" gesprochen. Dies mag den Laien verwundern, wenn es um [[Genauigkeit]]en bis auf wenige Zentimeter und Meter geht. Doch kommt das Wort aus der technischen [[Statistik]], wo nichts als ''völlig fehlerfrei'' betrachtet wird.

== Siehe auch ==
* [[Nautik]], [[Luftfahrt]], [[Raumfahrt]], [[Schifffahrt]]
* [[Ausgleichsrechnung]], [[Kollokation]], [[Optimierung]], [[Gissen]]
* [[Koordinatensystem]], [[Funktechnik]], [[Global Positioning System|GPS]], [[Galileo (Satellitennavigation)|Galileo]], [[GLONASS]], [[Vertigo]]

== Weblinks ==
* [https://www.ins.uni-stuttgart.de/ Institut für Navigation, Universität Stuttgart]

== Literatur ==
=== Sachbücher zur Entwicklung der Navigation ===
* H. C. Freiesleben: ''Geschichte der Navigation''. F. Steiner Verlag, Wiesbaden 1978, ISBN 3-515-02370-4.
* G. Hilscher: ''Flug ohne Sterne. [[Siegfried Reisch]] – Pionier der [[Trägheitsnavigation]].'' 1992, ISBN 3-907175-21-2.

=== Sachbücher zum aktuellen Stand integrierter Navigationssysteme ===
* J. F. Wagner: ''Zur Verallgemeinerung integrierter Navigationssysteme auf räumlich verteilte Sensoren und flexible Fahrzeugstrukturen.'' (= ''Fortschritt-Berichte VDI.'' Reihe 8, Nr. 1008). VDI Verlag, Düsseldorf 2003, ISBN 3-18-500808-1.

* S. Winkler: ''Zur Sensordatenfusion für integrierte Navigationssysteme unbemannter Kleinstflugzeuge.'' [[Shaker Verlag]], Aachen 2007, ISBN 978-3-8322-6060-6.

[[Kategorie:Navigation]]

Integrierte Navigation - Versionsgeschichte

imported>Saehrimnir: /* Spezielle Entwicklungen */ BKL Fix