Precise Positioning: Lokalisierungslösung im Härtetest

11.09.2023 by Autoren-Team: Pascal Lambert & Alexander Wolle

Die Autobahn Richtung Mont Blanc führt in einen Tunnel unter einem Berg mit Burgruine


 

Arbeiten, wo andere Urlaub machen: Eine sehr spezielle Form dieses Workation-Mottos führt unsere Experten Alexander und Pascal diese Woche quer durch Europa. Der Plan: live nachzuweisen, wie präzise die Position eines Fahrzeugs mit unserer Technologie Precise Positioning (der Name ist Programm) bestimmt werden kann (eine wichtige Voraussetzung zum Beispiel für autonomes Fahren). Hier im Blog könnt ihr jeden Tag verfolgen, wie das Abenteuer der beiden so läuft.

PS: Wie diese Lösung funktioniert, welche Vorteile sie bietet und welche Branchen und Anwendungen davon profitieren, könnt ihr weiter unten in der Infobox nachlesen.


Inhaltsverzeichnis

  • Prolog: Die Vorbereitung
  • Tag 1: Hannover – Kreuzlingen
  • Tag 2: Kreuzlingen – Chamonix
  • Tag 3: Chamonix – Port Vendres
  • Tag 4: Port Vendres – Barcelona
  • Unsere Key Takeaways

European Precise Positioning Tour – der Reiseblog

von Pascal Lambert und Alexander Wolle

Prolog: Die Vorbereitung

Die Idee zu dieser Tour durch Europa haben wir uns bei Swift Navigation geborgt, dem Technologiepartner der Telekom bei Precise Positioning. Das Unternehmen aus San Francisco steuert seinen Cloud-Dienst Skylark bei, der Korrekturdaten für die Satellitennavigation bereitstellt. Swift fuhr 2019 mit einem Test-Fahrzeug von San Francisco nach New York, um Precise Positioning im Alltag auf die Probe zu stellen. Und genau das stellen wir jetzt in Europa nach.

Dazu haben wir uns mit den Teams von Deutsche Telekom Group Partnering & Devices (GPD) und Deutsche Funkturm (DFMG) zusammengetan, bei unseren Kollegen von Telekom Mobility Solutions einen schicken Kombi ausgeborgt und diesen randvoll mit Technik gepackt.

Kofferraum des Audi Kombi mit technischem Equipment

So haben wir zum Beispiel an Bord:

  • Eine LTE-Antenne und zwei GNSS-Antennen
  • Einen Dual-SIM LTE-Router mit Failover-Switching mit T-Mobile- und T-IoT-SIM-Karte für die Verbindung zum Skylark-Cloudserver
  • Diverse Boards, Evaluations-Kits und ein Referenzsystem mit GNSS-Chips
  • Ein GNSS-Simulations- und Testsystem, um die Testfahrt beliebig oft im Labor abzuspielen und die Daten für neuere Soft- und Hardwareversionen sowie zur Fehleranalyse nutzen zu können
  • Kaffee und belegte Brötchen

Innenleben der Test-Box mit technischen Komponenten

LTE-Antenne und zwei GNSS-Antennen auf dem Dach des Audi Kombi

Und das ist unsere Route: Hannover – Kreuzlingen – Mailand – Chamonix – Port Vendres – Valence – Badalona – Barcelona

Karte von Google Maps mit der Route von Hannover nach Barcelona


 

Tag 1: Hannover – Kreuzlingen

Los ging‘s morgens in Hannover, vor uns liegen schlappe 680 Kilometer bis nach Kreuzlingen, die größte Schweizer Stadt am Bodensee. An diesem ersten Tag unserer Tour geht es zunächst mal darum, ordentlich Strecke zu machen – denn dass Precise Positioning in Deutschland bereits sehr gut funktioniert, liegt auf der Hand: Hier stehen nicht nur die meisten unserer Referenzstationen (siehe Infobox), sondern zum Beispiel auch mehr als 80.000 Mobilfunk-Antennen, die 80 Millionen Menschen (95 Prozent der Bevölkerung) mit 5G versorgen können.

Das erste Mal schauen wir bei der Grenzüberquerung in die Schweiz genauer auf unsere Monitore und die Messdaten. Bei diesem Test wollen wir ja auch prüfen, wie zuverlässig der Precise-Positioning-Dienst ist, wenn ein Fahrzeug in das Mobilfunknetz eines anderen Landes wechselt. Und siehe da: Der Handover vom deutschen ins schweizerische Netz klappt dank unserer globalen Roamingabkommen reibungslos. Erste Aufgabe erledigt, Zeit für den Feierabend.

Bis auf kleinere Staus hatten wir am ersten Tag zum Glück freie Fahrt, sodass wir uns abends in Kreuzlingen noch den Spaß gönnen können, für‘s Abendessen mal eben zu Fuß am Ufer des Bodensees entlang zurück nach Deutschland zu spazieren.

Grenzschild Deutschland – Schweiz am Ufer des Bodensees


 

Tag 2: Kreuzlingen – Chamonix

Vor uns liegen 570 Kilometer Fahrt mit zwei Alpendurchquerungen und einem Schlenker über Mailand bis nach Chamonix in Frankreich. Nach kurzer Fahrt schon der erste Stopp: Wir brauchen eine Mautplakette für die Schweiz.

Die Durchquerung des Gotthard-Straßentunnels mit knapp 17 Kilometern stellt unser System erstmals auf die Probe. Aber auch hier zeigt sich: Dank Precise Positioning lässt sich unser Kombi auf dem Monitor präzise lokalisieren.

Fahrt durch den Gotthard-Straßentunnel, Displays von Navi und Laptop mit Route


 

Exkurs: Technische Problemchen drumherum

Im Auto selbst läuft nicht alles so glatt: Kurz nach dem Tunnel müssen wir feststellen, dass wir die Spannungsversorgung unseres Testaufbaus verloren haben. Die GNSS-Receiver wurden durch die Pufferbatterie weiterversorgt, der GNSS-Recorder hat allerdings eine eigene Pufferbatterie, welche bereits leergelaufen ist. Als Ursache stellt sich die Absicherung der Zigarettenanzünder heraus. Der Austausch der defekten Sicherung ist nur kurzzeitig die Lösung: Der nun extrem hohe Ladestrom der leeren Pufferbatterien überfordert die Absicherung der Zigarettenanzünder und löst diese nach kurzer Zeit erneut aus. Wir müssen also umdisponieren und entscheiden uns, den Recorder direkt an die Fahrzeugbatterie anzuschließen und lediglich den Versuchsaufbau weiter über den Zigarettenanzünder zu versorgen. Außerdem müssen wir den Stecker des Versuchsaufbaus tauschen, da dieser der Hitze nicht standgehalten hat und verschmolzen war, was zusätzlich für einen hohen Widerstand sorgte. Nach zwei Stunden Arbeit, dem Blockieren von drei Parkplätzen und reichlich skeptischen Blicken haben wir wieder alle Systeme in Betrieb und können unsere Fahrt fortsetzen.

In der verspäteten Mittagspause am Lago di Como belohnen wir uns mit einer traditionellen Pizza. Am Hafen sehen wir Wasserflugzeuge starten – die Laune steigt wieder. Anschließend geht’s zurück in die Alpen: Die Grenze Italien - Frankreich durchqueren wir im Tunnel du Mont Blanc mit einer Länge von knapp zwölf Kilometern. Der Tunnel ist nach dem Unglück 1999 sicherheitstechnisch aufwendig umgestaltet worden. Wir erhalten Hinweiskarten für das Verhalten bei unerwarteten Zwischenfällen, Geschwindigkeit und Abstand sind genaustens geregelt und mehrfach ausgeschildert, die Durchfahrt kostet stolze 52 Euro.

Auf der französischen Seite erreichen wir schnell unser Ziel in Chamonix auf 1.000 Metern Höhe mit Blick auf den Mont Blanc. Aufgrund der Reparaturarbeiten (und einer Stunde Wartezeit vor dem Tunnel) ist es spät geworden: Abendessen gibt’s heute im Hotel.

Tag 3: Chamonix – Port Vendres

Wir brechen früh auf, um noch eine Fahrt mit der spektakulären Seilbahn auf das Mont Blanc Plateau Aiguille du Midi auf 3.842 Metern zu machen. Vergebens: Der Wind weht hier oben mit 150 km/h, die Seilbahn ist am heutigen Tag außer Betrieb. Zwischenfazit: Die Alpen mögen uns nicht besonders.

Aufbruch nach Port Vendres in Frankreich, kurz vor der spanischen Grenze. Knapp 700 Kilometer liegen vor uns. Die Strecke führt über Serpentinen ins Flachland von Frankreich, wo es auf gewohnt guten Autobahnen der "Route de Soleil"  Richtung Cote d'Azure geht. Es herrschen Temperaturen bis zu 35 Grad. Mittagspause in Valence, es gibt erneut Pizza (die erstaunlicherweise wesentlich besser schmeckt als die am Vortag in Italien).

Technisch läuft alles einwandfrei: Weder das Hochgebirge noch die Serpentinen oder die Fahrt durch verschiedene Mobilfunkzellen bereitet unserem Messsystem Kopfzerbrechen. Unser Telekombi hält nicht nur auf der Straße, sondern auch auf dem Monitor brav die Spur. In Port Vendres am Mittelmeer angekommen, kühlen wir uns auf dem Dach-Pool ab, ehe wir uns aufmachen zum Fischerhafen und den Abend auf einem kleinen Hafenfest mit Livemusik ausklingen lassen.

Porte Vendres am Mittelmeer

Tag 4: Port Vendres – Barcelona

Bis zum Ziel in Barcelona haben wir jetzt theoretisch nur noch 200 Kilometer vor uns. Wir entscheiden uns allerdings für die Küstenstraße, die uns etwa 40 Kilometer zusätzlich beschert, jedoch mit ein paar schönen Dorfdurchfahrten anstelle der tristen Autobahn aufwarten kann. Nach dem Mittagsstopp am Hafen von Badalona mit einer schwarzen Paella Mixta treffen wir am späten Nachmittag am Ziel in Barcelona ein. Hier zeigte sich: Auch die hohe Bebauung in Innenstädten hat keinen negativen Einfluss auf die Genauigkeit des Precise-Positioning-Systems.

Zum Abschluss der Tour darf das touristische Pflichtprogramm natürlich nicht fehlen: ein Besuch der Sagrada Familia, die sich immer noch in der Restauration befindet, eine Erkundung der La Rambla mit ihren zahlreichen Läden, Bars und Sehenswürdigkeiten, und ein Fischrestaurant mit exzellentem Rochen. Den letzten Abend lassen wir an der Skybar unseres Hotels mit Blick auf den bunt erleuchteten Torre Glories ausklingen. Morgen geben wir den Wagen ab und fliegen leider schon wieder zurück nach Hannover.

Blick vom Hotel-Pool auf den Torre Glories in Barcelona

Unsere Key Takeaways

  • Nach vier Tagen Fahrt und insgesamt 2.183 Kilometern haben wir 24 Terabyte Daten gesammelt, die es nun zu sichern gilt.
  • Unser Precise-Positioning-Testsystem hatte keine Ausfälle.
  • Wir konnten eine extrem hohe Genauigkeit mit nur vier bis sechs Zentimetern Abweichung feststellen.
  • Auch bei Verlust des Satellitensignals in Tunneln bleibt die Genauigkeit hoch.
  • Und: beim nächsten Mal würden wir den Testaufbau nicht mehr am Zigarettenanzünder, sondern direkt an der Fahrzeugbatterie anschließen 😊


Und was kommt jetzt? Die nächsten Wochen werden verschiedene Abteilungen damit beschäftigt sein, die ganzen Daten auszuwerten, abzugleichen, zu analysieren und zu bewerten. Bis wir euch am Ende einen detaillierten technischen Report vorlegen können, wird es also noch etwas dauern – aber für uns beide ist jetzt schon klar: Precise Positioning hat uns im Praxistest auf unserer Tour quer durch Europa komplett überzeugt!

Wie Precise Positioning funktioniert

Die Lösung Precise Positioning ermöglicht, wie der Name schon sagt, eine extrem präzise Bestimmung der Position von Fahrzeugen – oder auch Drohnen und Robotern, E-Scootern und Rasenmähern, Paletten und Containern etc. Während bei herkömmlicher Navigation über GPS (Global Positioning System) die Ungenauigkeit mehrere Meter betragen kann, funktioniert sie mit Precise Positioning bis auf zwei Zentimeter (Skylark RTK) genau. Dafür misst ein flächendeckendes Netzwerk aus Telekom-Referenzstationen auf mehreren Kontinenten lokale Störungen in der GNSS-Satellitennavigation (Global Navigation Satellite System; dazu gehört der US-Dienst GPS ebenso wie das europäische Galileo). Ein cloudbasierter Dienst des Telekom-Partners Swift Navigation sendet die korrigierten Positionsdaten via Mobilfunk zum Fahrzeug.
 

Wo Precise Positioning bereits zum Einsatz kommt

Autoren-Team: Pascal Lambert & Alexander Wolle

Pascal Lambert

  • Project Manager & Application Engineer
  • Vier Jahre Erfahrung mit GNSS und Precise Positioning
  • Betreut unsere Kunden bei der Auswahl der passenden Hardware, Erprobung und Integration
  • 37 Jahre alt


Alexander Wolle

  • Project Manager Safety & Diagnostics
  • Mehr als zehn Jahre Erfahrung in der Automotive-Branche (Elektronik, Test und Entwicklung)
  • 35 Jahre alt