Genauigkeit u. Zuverlässigkeit von GPS Signalen

[Wernie]

Hallo,
ich beschäftige mich seit einiger Zeit beruflich mit GPS. Wir stellen Steuerungen für landwirtschaftliche Maschinen her und GPS gewinnt auch in diesem Bereich immer mehr an Bedeutung. So werden z.B. Maschinenabläufe automatisch in Abhängigkeit von der Position der Maschine auf dem Ackerschlag geschaltet. Allerdings ist dieses auch sehr Sicherheitskritisch, weil wir dann quasi die Verantwortung füs das Schalten übernehmen. Was passiert wenn die Maschine plötzlich außerhalb des Feldes irgendwas macht, da das GPS Signal plötzlich ungenau wird und der Maschine suggeriert dass sie auf dem Acker ist?! Wir haben hierzu schon einige Tests gemacht und waren bisher mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit zufrieden. Allerdings fehlt uns die Langzeiterfahrung. Wir wissen z.B. nicht wie die Genauigkeit und Zuverlässigkeit des GPS Signals über einen längeren Zeitraum ist. Um wie viel Meter kann sich das Signal über welchen Zeitraum maximal verfälschen? Ist es auch möglich, dass das GPS-Signal plötzlich schlagartig um mehrere Meter ungenau wird?...etc. Meine Frage ist nun, ob es hierzu irgendwelche unabhängige wissenschaftliche Untersuchungen von anerkannten Instituten gibt, auf die man sich dann auch tatsächlich berufen kann. Danke für Eure Hilfe.

[senderlisteffm]

Allerdings ist dieses auch sehr Sicherheitskritisch, weil wir dann quasi die Verantwortung füs das Schalten übernehmen.

Sagen wir mal so. Die Erfahrung hat gezeigt, daß GPS seit Abschaltung der SA sehr zuverlässig funktioniert.

Aber das ganze System hat ein Problem. Es gibt (gewollt) keinerlei Möglichkeit Fehlfunktionen (statistisch oder systematisch) zu erkennen. Von daher ist der Einsatz von GPS basierten Steuerungen in sicherheitskritischen Anwendungen (Flugverkehr, Bahn etc.) nicht gestattet.

Ein Einsatz in den USA und Japan ist möglich, weil die dortigen Überwachungssysteme (WAAS, MSAS) funktionieren und dort somit ein zertifiziertes GPS Signal verfügbar ist. In Europa wird das mit EGNOS hoffentlich auch bald soweit sein.

Was passiert wenn die Maschine plötzlich außerhalb des Feldes irgendwas macht, da das GPS Signal plötzlich ungenau wird und der Maschine suggeriert dass sie auf dem Acker ist?! Wir haben hierzu schon einige Tests gemacht und waren bisher mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit zufrieden.

Das Risiko müßt Ihr selbst abschätzen und tragen. Im Havariefall muß man sich vor der Staatsanwaltschaft und der Versicherung rechtfertigen.

Um wie viel Meter kann sich das Signal über welchen Zeitraum maximal verfälschen? Ist es auch möglich, dass das GPS-Signal plötzlich schlagartig um mehrere Meter ungenau wird?

Die USA hat zu SA Zeiten Werte um 150 m willkürlich erzeugt. Durch Reflektionen in Innenstädten habe ich auch schon ähnliche Werte bekommen.

In der Landwirtschaft sind aber auch DGPS Systeme im Einsatz, um die Genauigkeit von 15 m RMS zu verbessern. Man registriert dauernd einen eingemessenen Punkt z. B. am Hof und korrigert die Fehler in einer eigenen DGPS Lösung. Damit kommt man auch auf "überprüfte" Genauigkeiten im Meterbereich.

[Wernie]

Hallo,

zunächst mal danke für deine Antwort.
Ich habe gesehen dass ich in meinen Ausführungen einen mehr oder weniger kleinen bzw großen Fehler gemacht habe. Ich habe immer von GPS gesprochen, meinte aber DGPS. Also wir verwenden hier auch einen DGPS (EGNOS).

[senderlisteffm]

Also wir verwenden hier auch einen DGPS (EGNOS).

Das steht auf der EGNOS Seite noch immer:
"Disclaimer: The EGNOS system is not yet fully deployed and is still under test. It cannot be used for safety of life applications. For more details on transmission schedule contact: EGNOS helpdesk"

Außerdem nutzen die standard Empfänger nichts, weil das EGNOS Zertifikatsbit nicht korrekt verwendet wird.

Ihr bräuchtet einen Avionik Empfänger. Der tut das.

[Roland]

Hallo,

jetzt antworte ich auch noch ...

@Matthias:
Gib mal eine Adresse für den Avionik-Empfänger.

@Wernie:
Also Precision Farming habe ich noch nie betrieben, aber schonmal davon gehört Ich bin aber entschlossen, meine Favoriten am Wochenende zu durchkämmen. Unter diesem Vorbehalt erstmal das folgende.
Für die GPS-Signale wird wohl keiner haften. Mich würde gleichwohl interessieren, welche Übereinkommen zwischen Department of Defense und Department of Transportation diesbezüglich bestehen.
Das soll sich mit Galileo ändern, dort soll eine Verfügbarkeit garantiert werden, ganz glauben kann ich das nicht.
Auch für Korrektursignale wird keiner haften.

Hier stutze ich über Deine EGNOS-Lösung. Ein Meter links, ein Meter rechts sind schon zwei Meter, da kann der Trecker schon im Gaben liegen ... Jetzt hab ich die Möglichkeiten der frei Verfügbaren Beacon-Signale der Binnenschifffahrt nicht gleich parat. Aber wie wär's mir SAPOS oder ascos ?
Die Verfügbarkeit für SAPOS in Brandenburg kann man tatsächlich im Netz sehen, ähnlich wird es in anderen Bundesländern sein
http://www.geobasis-bb.de/GeoPortal1/pr ... .htm#karte
Auf die Stationen klicken. Da gibt's öfter unglaubliche 100%, aber auch Einbrüche auf 95 oder 90 %. Man könnte natürlich auf zwei oder drei Stationen zugreifen.

Nochmal zur Haftungsfrage. Da hat Matthias mit knappen Worten das Wesentliche gesagt. Der Fahrzeugführer ist in der Pflicht, hm, wer wäre das in Deinem Fall ?
Vergleichbares gibt es im Automobilbau, egal was man einbaut (Spurerkennung, Schildererkennung pipapo) es haftet der Fahrer.

Das Thema ist andererseits vielschichtig.
Wer haftet beim nicht funktionierenden ESP?
Wer haftet bei nichtfunktionierender Software ?
Wer haftet, wenn der Softwarehersteller/der Zulieferer pleite ist ?


Grüße Roland

[Roland]

Hallo nochmal,

als Gute-Nacht-Lektüre ?
Stempfhuber
Schweigt sich über genaue Geräteangaben aus. ALF ist inzwischen abgeschaltet.

Grüße Roland

[Deichgraf]

Hi,

gefunden:

https://buy.garmin.com/shop/shop.do?pID=301

Gruß
Günther

[senderlisteffm]

Gib mal eine Adresse für den Avionik-Empfänger.

Habt Ihr ja schon gefunden. Garmin baut z. B. welche.

Das sind eigentlich die gleichen Geräte nur mit modifizierter Firmware damit sie die Luftzulassung erhalten können.

[Roland]

Hallo,

nach flüchtiger Lektüre der Spezifikationen bin ich überzeugt, dass man damit fliegen kann. Wernie will aber doch Pflügen ...

Das Ding ist doch quasi eine Black-Box, nicht kompatibel mit anderen Kartenwerken und ohne NMEA-Schnittstelle ?

Wernie könnte sich nochmal melden. Geht's hier noch um
http://de.wikipedia.org/wiki/Precision_Farming
oder -fast- schon um Maschinensteuerung ?
http://www.glasmacher-geodaesie.de/atoe_proc_hg.htm

Grüße Roland

[senderlisteffm]

Das Ding ist doch quasi eine Black-Box, nicht kompatibel mit anderen Kartenwerken und ohne NMEA-Schnittstelle ?

Das Einbaugerät ist ja auch Humbug. Bei den Geräten geht es um folgendes. Es werden nur Satelliten zur Positionsbestimmung herangezogen, die durch EGNOS, WAAS, MSAS freigegeben sind. Ist keine verläßliche Postitionsbestimmung möglich, wird überhaupt keine Postition ausgegeben, bzw. an angeschlossene Geräte gemeldet, daß die Position nicht verläßlich ist. Die GPS Daten dürfen dann zur Flugzeugsteuerung nicht benutzt werden. Ich habe jetzt einfach mal die Avionik Schiene ins Feld geworfen, weil es dort eben schon fertige Lösungen gibt.

Ob sie das in ihren Landwirtschaftsmaschinen genauso strikt handhaben, müssen sie selbst entscheiden. Da gibt es ja keine Ausichtsbehörde. Aber im Unfall Fall interessiert das niemanden, ob es nicht verboten war. Wenn Sachverständige den Richter überzeugen, daß das vorhersehbar war und nicht den Regeln der Technik entsprach, sieht es düster für den Ingenieur und die Firma aus.

[Wernie]

Hallo,
erst mal vielen Dank für die vielen Antworten. Ich hab die mal eben kurz überflogen, aber hab jetzt gerade leider keine Zeit alles zu bearbeiten. Ich werde mich in zwei Wochen näher damit auseinander setzen und euch bestimmt noch mal mit weiteren Fragen löchern. Bis dann
Wernie

[Roland]

Hallo,

was mir zum Thema Zuverlässigkeit noch einfällt: neben euren praktischen Erfahrungen kann man auch einen Blick auf diesen GPS-Monitor werfen (nein, wieder nicht Michaels, bitte nicht hauen)
http://martina.tlab.ch/gps/actual.php?sensorId=1

Dann hätte ich noch 158 Seiten zu bieten, die durchzuarbeiten nichts zur Lösung beiträgt, aber den einen oder anderen Besucher (den es hoffentlich gibt) könnte es interessieren
http://www.geo.uni-potsdam.de/mitarbeit ... /HEFT7.PDF
(Hinweis: ALF gibt's nicht mehr)
Fand ich wieder mal bei derSuche nach ganz was anderem ...


Grüße Roland

[KoenigDickBauch]

So werden z.B. Maschinenabläufe automatisch in Abhängigkeit von der Position der Maschine auf dem Ackerschlag geschaltet. Allerdings ist dieses auch sehr Sicherheitskritisch, weil wir dann quasi die Verantwortung füs das Schalten übernehmen. Was passiert wenn die Maschine plötzlich außerhalb des Feldes irgendwas macht, da das GPS Signal plötzlich ungenau wird und der Maschine suggeriert dass sie auf dem Acker ist?! Wir haben hierzu schon einige Tests gemacht und waren bisher mit der Genauigkeit und Zuverlässigkeit zufrieden.

Hier zu möchte ich drei Sachen anmerken:
1) Ein Bekannter hatte an eine Projekt gearbeitet, bei dem die Flugzeugcontainer von einem Fahrzeug selbstständig transportiert werden. Das Projekt ist an den Auflagen vom TÜV gescheitert. Da das Fahrzeug im Bereich fahren würde, das normal auch von Personen benutzt wird, musste das Fahrzeug innerhalb 0.5m zum stehen kommen. Da man den Videoauswertungen nicht traute, musste ein Kontaktband um das Fahrzeug aufgespannt werden. Ist ja alles irgend wie machbar, nur das Problem waren die 30T Fahrzeuggewicht. Bei 0.5m Bremsweg konnte sie ein Spaziergänger überholen!
2) Also Fahrerlos wird es auch auf dem Träcker nicht gehen, somit kann der immer wieder mal ins Lenkrad greifen (denkt also an eine Todmannschaltung), wenn das GPS mal spinnt oder mal wieder ein Findling im Weg liegt.
3) Und dann vergesst die Bauernschläue nicht. Was sagt mein Schwager dazu. Ich weis doch, wo ich mehr und weniger machen muss, die paar Prozent, die ich vielleicht durch ein GPS-gestütztes System gewinne werden durch die Zusatzkosten aufgefressen. Da warte ich noch ab, bis ich einen neuen Tracker brauche und das GPS-System ist ohne Aufpreis drin.

Gruß
Thomas

[Roland]

Hallo,

ich habe gelesen, der Bauer resp. Agraringenieur würde auf dem Trecker sitzen, per WLAN mit seinem Gehöft verbunden sein, und während der automatisierten Fahrt Börsenkurse studieren oder die Buchhaltung erledigen ...

Wernie würde ich gerne hierhin
http://www.agritechnica.com/wwagt07.0.html
Hallen 16+17 schicken.

Grüße Roland

[Jörn Weber]

Hallo Roland,

ich habe gelesen, der Bauer resp. Agraringenieur würde auf dem Trecker sitzen, per WLAN mit seinem Gehöft verbunden sein, und während der automatisierten Fahrt Börsenkurse studieren oder die Buchhaltung erledigen ...

Wo wohntes du gleich? Wenn Wernie's Acker so klein ist, dass WLAN von der Reichweite her ausreicht, dann bräuchte Wernie es nicht für seinen Traktor.

Gruss Joern Weber