Deutsche Forscher testen neue Navigation – sie ortet bis zu 50-mal genauer als GPS

An der TU Braunschweig wird eine neue Navigationstechnik getestet, die bei gestörtem GPS-Empfang bis zu 50-mal präziser ortet.

Mitten in der Stadt kann ein Navigationsgerät plötzlich den falschen Standort anzeigen. Hohe Gebäude schirmen Satellitensignale ab oder werfen sie zurück. Selbst moderne Technik verliert dadurch die Orientierung. Wissenschaftler haben nun ein Verfahren entwickelt, das die GPS-Genauigkeit in städtischen Tests um das bis zu 50-Fache übertraf. Statt sich allein auf Satellitensignale zu verlassen, nutzt es Kamerabilder und zusätzliche Sensoren, um die Position zu bestimmen. Davon könnten künftig Millionen Autofahrer und Radfahrer profitieren.

An der Entwicklung war auch die Technische Universität Braunschweig beteiligt. Gemeinsam mit europäischen Partnern arbeitete sie dreieinhalb Jahre am Forschungsprojekt egeniouss. Besonders interessant ist die Technik für Orte mit schlechtem Satellitenempfang. Erste praktische Anwendungen demonstrierten die Entwickler bereits mit einer Fahrrad-App, bei Vermessungsarbeiten und für Drohnen.

Kameras helfen bei der Navigation, wenn GPS versagt

Satelliten senden ihre Signale aus rund 20.000 Kilometern Höhe zur Erde. Ein GPS-Empfänger berechnet aus den Laufzeiten dieser Signale seine Position. Dafür benötigt er Informationen von mehreren Satelliten. Werden Signale durch Hindernisse reflektiert, verlängert sich ihr Weg zum Empfänger. Das Navigationsgerät kann daraus eine falsche Position berechnen.

Das europäische Projekt egeniouss kombiniert deshalb verschiedene Ortungsverfahren. Kameras erfassen die Umgebung, während zusätzliche Sensoren Informationen über Bewegungen liefern. Eine Software führt diese Daten mit den Satellitensignalen zusammen. So kann das System seinen Standort auch bei eingeschränktem Empfang besser bestimmen. Die bis zu 50-fache Verbesserung erreichte die visuelle Ortung unter bestimmten städtischen Testbedingungen. Wie groß die Abweichungen in Metern ausfielen, geht aus der Projektmeldung nicht hervor.

Neue Fahrradnavigation funktioniert auch in engen Straßen

Eine erste praktische Anwendung erprobte das Unternehmen beemo in Braunschweig. Die Entwickler integrierten die Technologie in die Fahrrad-App Naviki und testeten sie auf einer Strecke rund um das Haus der Wissenschaft. Dort sollte die zusätzliche Ortungstechnik helfen, Fahrradrouten trotz eingeschränkten Satellitenempfangs zuverlässiger aufzuzeichnen.

Gerade für Radfahrer kann die Positionserfassung in Städten schwierig sein. Gebäude, Bäume und andere Hindernisse erschweren die satellitengestützte Navigation. Das neue Verfahren könnte deshalb vor allem bei der Aufzeichnung von Fahrstrecken Vorteile bringen. Ob und wann die Technik regulär für Nutzer der App verfügbar sein wird, ist bislang offen.

Neue Ortungstechnik erleichtert Vermessungsarbeiten

Auch bei der Vermessung von Straßen und Gebäuden könnte das Verfahren künftig zum Einsatz kommen. Das Unternehmen OPENGIS.ch nutzte dafür die mobile Anwendung QField. Bei einer praktischen Übung in Braunschweig sollten zuvor festgelegte Punkte im Gelände gefunden werden. Die neue Ortungstechnik unterstützte die Positionsbestimmung.

Für Städte und Kommunen wäre besonders die Vermessungsanwendung interessant. Mitarbeiter könnten Straßen, Anlagen und andere Bestandteile der Infrastruktur erfassen, ohne für jede Aufgabe zusätzliche Spezialgeräte einsetzen zu müssen. Wie viel Ausrüstung dadurch tatsächlich eingespart werden könnte, ist noch nicht beziffert.

Drohnen sollen auch bei Signalstörungen zuverlässiger fliegen

Bei unbemannten Fluggeräten ist eine kontinuierliche Positionsbestimmung besonders wichtig. Sie müssen während des Fluges ihren Standort und ihre Bewegung erfassen können. Das Unternehmen CATUAV entwickelte deshalb einen weiteren Anwendungsfall für die Kombination von Satellitennavigation und zusätzlichen Sensordaten. Die Technologie soll auch bei beeinträchtigtem Empfang Informationen zur Orientierung liefern.

An dem Forschungsprojekt arbeiteten Unternehmen und wissenschaftliche Einrichtungen aus Deutschland, Österreich, Spanien und der Schweiz. Die Leitung übernahm das AIT Austrian Institute of Technology. Das Gesamtbudget beträgt rund 3,4 Millionen Euro, davon stammen etwa drei Millionen Euro aus dem EU-Forschungsprogramm Horizon Europe.

Kurz zusammengefasst:

Forscher haben ein Navigationsverfahren entwickelt, das Satellitensignale mit Kamerabildern und Sensordaten kombiniert und auch bei gestörtem GPS-Empfang die Position bestimmen kann.
Bei Tests in Städten erreichte die visuelle Ortung unter bestimmten Bedingungen eine bis zu 50-fach höhere Präzision als herkömmliche Satellitennavigation.
Die neue Technik wurde in Braunschweig bereits für Fahrradnavigation, Vermessungsarbeiten und Drohnen demonstriert, ist aber noch nicht allgemein verfügbar.

Übrigens: Autos könnten künftig sogar um Ecken sehen und versteckte Gefahren frühzeitig erkennen. BMW und die TU München haben eine KI-Technologie entwickelt, die Kameras und Sensoren vernetzt und Verkehrsteilnehmer bis auf zehn Zentimeter präzise erfasst. Mehr dazu in unserem Artikel.