Die Vorwärts-/Rückwärtsverarbeitung ist eine Nachbearbeitungsmethode, die zur Verbesserung der Positionsgenauigkeit in GNSS/INS-Navigationssystemen verwendet wird. Diese Methode nutzt die Stärken beider Technologien, indem sie alle gesammelten Daten in zwei Richtungen verwendet: vorwärts und rückwärts. Die Vorwärtsverarbeitung analysiert die Daten in chronologischer Reihenfolge, so wie sie aufgezeichnet wurden. Die Rückwärtsverarbeitung macht das Gegenteil und liest und analysiert die Daten vom letzten aufgezeichneten Punkt zurück zum Anfang. Diese Dual-Pass-Technik liefert zwei Trajektorienschätzungen, die dann zusammengeführt werden können, um die Genauigkeit zu erhöhen.
GNSS bietet eine hohe Langzeitgenauigkeit, versagt aber in Gebieten mit Signalbehinderung wie Tunneln oder dichten Städten. Inertialsysteme hingegen liefern zuverlässige Kurzzeitdaten, leiden aber mit der Zeit unter Drift. Wenn GNSS-Signale ausfallen, z. B. in einem Tunnel, halten Inertialdaten die Trajektorie aufrecht, führen aber Fehler ein. Diese Fehler akkumulieren sich unterschiedlich, wenn sie rückwärts verarbeitet werden. Durch den Vergleich von Vorwärts- und Rückwärts-Inertialpfaden identifiziert und reduziert das System Drifteffekte.
Stellen Sie sich ein Fahrzeug vor, das in einen Tunnel einfährt, in dem das GNSS-Signal verloren geht. Der vorwärtsverarbeitete Pfad zeigt eine akkumulierte Drift, wenn das Fahrzeug den Tunnel verlässt. Bei der Rückwärtsverarbeitung vom Tunnelausgang aus tritt die Drift stattdessen am Eingang auf. Die Kombination beider Richtungen gleicht Fehler aus und verbessert die endgültige Pfadschätzung. Dieser Ansatz hilft, wichtige Bewegungen wie Spurwechsel oder Hindernisvermeidung auch bei GNSS-Ausfällen zu erfassen.
Diese Technik verbessert auch die Lagenschätzung und verbessert die Genauigkeit von Nick-, Roll- und Gierwinkel. Sie funktioniert in drei Dimensionen, nicht nur lateral. Obwohl sie für sehr kurze Ausfälle nicht unbedingt erforderlich ist, verbessert sie immer die Datenqualität. Die Zusammenführung von Vorwärts- und Rückwärtsergebnissen führt zu einer robusten und genauen endgültigen Trajektorie.
Die Vorwärts-/Rückwärtsverarbeitung ist ideal für Anwendungen, bei denen eine hohe Genauigkeit entscheidend ist. Sie verwandelt ein GNSS/INS-System in eine leistungsfähigere Lösung, insbesondere in schwierigen Umgebungen, in denen GNSS allein versagen würde.
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