[Back]

Roland Aschauer:
"Bewegungserfassung einer mobilen Plattform mittels Multi-Antennen-GNSS und Integration am Beobachtungsniveau";
Supervisor: A. Wieser; E128-3, 2012; final examination: 2012-03-05.

The aim of this master thesis is to explore the advantages of estimating platform parameters directly from the GPS observations (pseudo-range, Doppler, carrier-phase) by 3 or more antennas rather than estimating the coordinates of the individual antennas and computing the platform parameters using a Helmert transformation. In the theoretical part of this thesis the required observation equations for direct estimation of platform position, velocity, attitude and attitude rate are presented. A numerical example shows the advantages of the new derived equations. In the applied part an experiment was conducted by using several GPS-antennas and receivers installed on a mobile robot. Reference measurements were taken using a total station. The data analysis is split into a static evaluation of periods during which the robot was steady, and a kinematic evaluation of the whole session. The results presented in this thesis show that the direct approach is more accurate and reliable than the one using a Helmert transformation.

In dieser Arbeit wird untersucht, ob eine direkte Schätzung von Plattformbewegungen aus rohen GNSS-Beobachtungen (Pseudostrecken, Doppler, Trägerphasen) von 3 oder mehr Antennen Vorteile gegenüber der koordinativen Bestimmung der einzelnen Antennen und anschließender Schätzung der Plattformparameter aus einer Helmert Transformation hat. Im theoretischen Teil der Arbeit wird der benötigte Formelapparat für die direkte Bestimmung der Position, Geschwindigkeit, Orientierung und Drehrate der Plattform hergeleitet. Desweiteren werden in einem numerischen Beispiel die Vorteile dieser
Auswertestrategie untersucht. Der praktische Teil befasst sich mit einem im Zuge dieser Arbeit durchgeführten kinematischen Versuch. Hier wurden mehrere GPS-Antennen und Empfänger auf einem mobilen Roboter installiert und Referenzmessungen mit einer Totalstation durchgeführt. Die Auswertung dieses Experiments unterteilt sich in eine quasi-statische Auswertung einzelner Situationen an denen der Roboter stillstand und eine kinematische Auswertung. Diese Arbeit zeigt, dass sich die neue Auswertestrategie im Hinblick auf Genauigkeit und Zuverlässigkeit als vorteilhaft erweist.