Forscher machen GPS bis zu 90 Prozent genauer

Forscher an der Universität Carlos III zu Madrid (UC3M) haben ein System entwickelt, das ihren Angaben zufolge die GPS-Positionierung für Autos innerhalb von Städten um bis zu 90 Prozent genauer macht.

Um das zu ermöglichen, setzen die Ingenieure auf eine Verknüpfung der GPS-Daten mit denen aus Beschleunigungsmessern und Gyroskopen – günstige Sensoren also, die heute in praktisch jedem Smartphone verbaut sind. Als nächsten Schritt will das Team versuchen, für die Methode einfach Handy-Sensoren statt einem eigenen Gerät zu nutzen.

„Es ist uns gelungen, die Genauigkeit der Bestimmung einer Fahrzeugposition in kritischen Fällen um 50 bis 90 Prozent zu verbessern“, so David Martin vom Systems Intelligence Laboratory der UC3M. Am stärksten macht sich dies dem Team zufolge in Städten bemerkbar, wo viele Hindernisse wie hohe Gebäude GPS-Signale stören. Davon profitieren sollen letztendlich auch intelligente Transportsysteme bis hin zu selbstfahrenden Autos.

Genau trotz GPS-Problemen

Die Positionierungsgenauigkeit in Fahrzeug-Systemen gängiger GPS-Empfänger liegt prinzipiell bei etwa 15 Metern, doch gerade im urbanen Raum leidet sie oft. Hindernisse wie Gebäude, Bäume und enge Straßenschluchten lenken GPS-Signale ab, sodass die Positionsbestimmung laut UC3M oft nicht einmal auf 50 Meter genau erfolgt. Bisweilen – beispielsweise in Tunnels – ist gar kein Signal mehr verfügbar. Zwar nutzen aktuelle GPS-Systeme Kartendaten, um dann noch eine ungefähre Standortbestimmung zu ermöglichen. Das sei aber für intelligente Transportsysteme nicht ausreichend, so Martin.

Der aktuelle UC3M-Prototyp dagegen kann den Forschern zufolge auch in der Stadt die Position eines Fahrzeugs auf ein bis zwei Meter genau bestimmen. Möglich wird das, weil bei dem System eine spezielle Software das GPS-Signal mit Daten aus Bewegungssensoren – drei Beschleunigungsmesser und drei Gyroskope – verknüpft. Die Architektur macht sich kontextabhängige Information zunutze. Ein spezieller Algorithmus erlaubt es, Probleme mit dem GPS-Signal bis hin zu Totalausfällen zu kompensieren.

Breites Anwendungspotenzial

Der Prototyp kann den Forschern zufolge in jeglichem Fahrzeug zum Einsatz kommen. So nutzen sie das System schon in einem Forschungsfahrzeug der Universität, das der Arbeit an intelligenten Fahrzeugsystemen dient. So soll die genauere Positionierungs-Technologie langfristig Anwendung im Bereich kooperativer Kollisionswarnsysteme oder selbstfahrender Fahrzeuge finden.

Dabei könnte anstelle eines eigenen Geräts in Zukunft einfach das Smartphone zum Einsatz kommen. Immerhin haben aktuelle Modelle etliche Sensoren, darunter Beschleunigungsmesser und Dreiachsen-Gyroskop. Somit besitzt praktisch jeder bereits die Hardware – gelingt es, das System für Smartphones umzusetzen, wäre es also noch billiger.