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Innovative Empfänger für globale Satellitennavigationssysteme

Globale Satellitennavigationssysteme (GNSS) treten in eine neue Ära ein, in der die Dienste wichtigste Updates und neue Zusätze erhalten. Eine EU-Initiative zielte auf die Einführung eines neuen Software-definierten Empfängers, der herkömmliche Hardware ersetzen könnte, um die erweiterten Möglichkeiten voll nutzen zu können.

Digitale Wirtschaft

Viele Jahre lang waren das US-amerikanische GPS und das russische Äquivalent GLONASS die einzigen GNSS im Einsatz. Die Voraussetzungen ändern sich jedoch und, um mit den aufkommenden Signalen, Frequenzen und Satellitenkonstellationen Schritt halten zu können, sind größere Änderungen erforderlich. Das EU-finanzierte Projekt PRECISIO (Professional receiver via software Radio) legte den Grundstein für die Entwicklung eines Software-definierten Empfängers und der zugehörigen Komponenten als Alternative zu konventionellen Hardware-Lösungen. Die Arbeit begann mit der Definition der System- und Anwenderanforderungen für einen GNSS-Empfänger auf Basis von Software-Defined-Radio, der Durchführung einer Bestandsaufnahme und einer Gap-Analyse sowie einer Machbarkeitsstudie. Um das System zu optimieren, beschrieben die Projektpartner die Prototyp-Anforderungen und entwarfen, entwickelten und validierten dann Prototypen für das Radiofrequenz (RF)-Frontend, den softwaredefinierten Empfänger und die Antenne. Hierzu dienten vor allem Simulationen, Labor-, kontrollierte und Feldversuche. Das Team von PRECISIO entwickelte ein RF-Frontend, bestehend aus einer analogen RF-und einer Digitalplatine. Der Software-definierte Empfänger wurde auf einer Architekturen auf Basis eines feldprogrammierbaren Gate-Arrays entworfen und angewendet. Für beide Komponenten wurde eine Reihe von Erfahrungsberichten und zukünftigen Design- und Umsetzungsempfehlungen geliefert. Darüber hinaus wurde eine konische Multifrequenz-Spiralantenne gebaut und ein Validierungstool für den Empfänger entwickelt, um die Bewertung zukünftiger Systeme zu unterstützen. Ein detaillierter Geschäftsplan und eine Roadmap für die kommerzielle Nutzung des GNSS-Empfängers wurden erarbeitet. Präsentationen auf Konferenzen in Europa und den Vereinigten Staaten halfen dabei, das Projekt in der Öffentlichkeit bekannt zu machen, technische Herausforderungen und Hindernisse zu kommunizieren und die Erkenntnisse in der GNSS-Gemeinschaft zu verbreiten. PRECISIO demonstrierte erfolgreich die Machbarkeit eines Software-definierten Empfängers für GNSS. Wenn die Komponenten in vollem Umfang genutzt werden, wird die Lösung eine hohe Leistung hinsichtlich Konfigurierbarkeit und Flexibilität bieten, um die strengen Anforderungen künftiger professioneller Märkte und Anwendungen zu erfüllen.

Schlüsselbegriffe

Globale Satellitennavigationssysteme, Software-Defined-Receiver, PRECISIO, Software-Radio, Radiofrequenz-Frontend

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