Qualifizierung sicherheitsrelevanter satellitenbasierter Ortungssysteme für den Bodenverkehr

Für zukünftige Fahrerassistenzsysteme bis zum autonomen Fahren ist das Wissen über den genauen Ort des Fahrzeuges von existenzieller Bedeutung. Eine herausragende Möglichkeit der Ortung ermöglichen satellitenbasierte Ortungssysteme. Damit diese für sicherheitsrelevante Anwendungen eingesetzt werden können, müssen sie durch ein DIN EN ISO/IEC 17025 akkreditiertes Prüflabor qualifiziert und gegen die Anforderungen aus den Anwendungen zertifiziert werden. Bis heute ist dies für den Bodenverkehr nicht möglich, da die Anforderungen in der Norm hinsichtlich der präzisen und eindeutigen Definition der Qualitätsmerkmale, der Dokumentation der Messbedingungen während der Qualifizierung und der Eindeutigkeit von Messergebnissen, bedingt durch das stochastische Verhalten von GNSS-Empfängern, nicht erfüllt werden. Diese Hemmnisse werden in dieser Arbeit beseitigt, angefangen mit der eindeutigen Definition von Qualitätsmerkmalen bei der Qualifizierung von GNSS-Empfängern. Da die der Stichprobe zugrunde liegende Verteilung begrenzt durch zeitliche und örtliche Effekte nicht repräsentativ ist, wird hierbei sowohl auf die parametrische Beschreibung als auch die nicht parametrische Beschreibung eingegangen. Um das stochastische Verhalten von GNSS-Empfängern zu quantifizieren, wird in dieser Arbeit ein Qualitätsmaß eingeführt, welches keine durch Parameter beschreibbare Stichprobenverteilung benötigt. Damit die Messbedingungen dokumentiert werden können und um zu verstehen, unter welchen Bedingungen die Messungen durchgeführt wurden, wird in dieser Arbeit ein neues Maß – der bestmögliche Ort – eingeführt, welcher die Messbedingungen in einer Größe verdichtet. Die Messbedingungen werden dabei durch Referenzmessungen bestimmt. Diese streuen und folglich wird der bestmögliche Ort um eine Messunsicherheit nach dem Verfahren des GUM erweitert. Um den bestmöglichen Ort zu bestimmen, wurde das Programm – CONCAL – entwickelt und verifiziert. Nach der Überwindung der Hemmnisse wird in dieser Arbeit eine beispielhafte normenkonforme Qualifizierung eines GNSS-Empfängers durchgeführt. Die Ergebnisse der Prüffahrten zeigen, dass die Herstellerangaben bezüglich der Ortsgenauigkeit für die Prüffahrt nicht eingehalten werden konnten. Werden jedoch die systematischen Abweichungen durch die Messbedingungen berücksichtigt, lässt sich zeigen, dass die Genauigkeitsangaben eingehalten werden. Damit wird durch diese Arbeit eine negative Bewertung des Prüfgegenstands vermieden.