Vorlesungen

Vorlesungen am Institut mit Verweise auf CAMPUS

B.Sc. Geodäsie & Geoinformatik

Modul-Handbuch Modul-Kennung 19750
Dozenten: Prof. T. Hobiger, Prof. N. Sneeuw, Prof. U. Sörgel

 

Angestrebte Lernergebnisse

Die Studierenden können sich in einem Semester, das durch Grundlagenfächer gekennzeichnet wird, fachlich orientieren. Im Rahmen der Orientierungs­prüfung können sie sich qualifiziert für das Studium Geodäsie und Geoinformatik entscheiden.

Folgende Themen werden behandelt:

Erdmessung

  • Geschichte der Geodäsie
  • Modelle der Erde (Kugel, Ellipsoid, Geoid)
  • Oberflächenparametrisierung (Meridian, Breitenkreis, geodätische Linie)
  • sphärische Trigonometrie
  • Gravitation
  • Schwerefeld

Navigation

  • Geschichte der Navigation
  • Maßeinheiten (Zeit, Meter)
  • Zweidimensionale Navigationsrechnung (Orthodrome, Loxodrome, Haupt­aufgaben, Koppel­navigation),
  • Astronomische Navigation
  • Terrestrische Radionavigation
  • Prinzip der Satellitennavigation
  • Inertialnavigation

Photogrammetrie, Geoinformatik und Fernerkundung

  • Photogrammetrische Grundbegriffe
  • Anwendungsfelder der Photogrammetrie (Fernerkundung, Luft­bild­photo­grammetrie, Nah­bereich)
  • Bildflug
  • mathematische Grundlagen der Zentral­perspektive
  • analytische 3D Punktbestimmung
  • Basisfunktionen eines GIS,
  • Objektdefinitionen
  • Strukturen von Vektor- und Rasterdaten
  • Digitale Globen
  • GIS-Anwendungen
  • Geschichte der Fernerkundung
  • passive und aktive Sensoren
  • Systeme (Scanner, Radar, Photograph. Systeme)
  • Plattformen (Satellitensysteme, Flug­zeug­getragene Systeme)
  • Elektromagnetische Strahlung
  • Wechselwirkungen Strahlung und Materie (Reflexion, Absorption, Emission, Transmission)

Modul-Handbuch Modul-Kennung 19820
Dozent: Prof.-tech. T. Hobiger

 

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden können selbständig entscheiden, welche funktionalen und stochastischen Modelle zur Ausgleichung/Parameterschätzung inkonsistenter Beobachtungen aus den verschiedenen Disziplinen der Geodäsie und Geoinformatik zweckmäßig eingesetzt werden. Sie sind in der Lage, die Qualität des Ausgleichungsergebnisses zu analysieren und zu beschreiben sowie durch statistische Testverfahren zu überwachen.

Folgende Themen werden behandelt

  • Aufgabenstellung der Ausgleichungsrechnung
  • Formulierung linearer Modelle zur Ausgleichung von Messungen nach der (ungewichteten) Methode der kleinsten Quadrate (Parameterausgleichung, bedingte Ausgleichung, gemischtes Modell
  • Lösungsmöglichkeiten (Geometrie, lineare Algebra, Differentialrechnung, Wahrscheinlichkeitstheorie).
  • Behandlung linearer und nicht-linearer Probleme: Linearisierung nicht-linearer Beobachtungs- und Bedingungsgleichunge
  • Diskussion des Datumproblems
  • Probleme mit Nebenbedingungen
  • Einführung in die gewichtete Ausgleichung nach der Methode der kleinsten Quadrate
  • Modellvervollständigung mittels BLUE: Übergang zum Gauß-Markoff/Gauß-Helmert-Modell.

Modul-Handbuch Modul-Kennung 77830
Dozent: Dr.-Ing. A. Wehr

 

Die LV führt in die elektronischen Komponenten und Sensoren ein, die in Satelliten- und Inertialnavigation zum Einsatz kommen.

Angestrebte Lernergebnisse

Die Studierenden beherrschen die Terminologie und die Definitionen in Elektroniktechnik, Elektronik, Nachrichten- und elektronischer Messtechnik. Sie kennen die Grundgesetze der Elektrotechnik und können eigenständig einfache Schaltungen berechnen und die Funktionsweise komplexer Schaltungen analysieren. Sie kennen die wichtigsten Komponenten und Signalformen, die in der Navigation zum Einsatz kommen und können ihre Kenngrößen interpretieren und bestimmen. Sie können Systemgenauigkeiten basierend auf der verwendeten Hardware berechnen.

Folgende Themen werden behandelt:

  • Grundlagen der Berechnung von elektronischen Schaltungen (Ohmsches Gesetz, Kirchhoffsche Gesetze, Strom- und Spannungsteiler)
  • Übertragungsfunktionen (Schaltungsanalyse in der komplexen Zahlenebene)
  • Filterschaltungen (Übertragungsfunktionen, Bodediagramm, Rechnen in dB)
  • Verstärker
  • Oszillatoren
  • Digitaltechnik (A/D-Wandlung, microProzessor)
  • Sensoren (MEMS-Inertialsensoren, Magnetfeldsensoren, Luft­druck­sen­soren)
  • Erzeugung digitaler Entfernungsmesssignale, Systemauslegung (Vier­pol­rauschen, Antennen, Leistungsbilanz)
  • Radar (Radarprinzip, Radararten, Radar­grund­gleichung)
  • Systemauslegungskriterien für die Mess­genauigkeit

Modul-Handbuch Modul-Kennung 19820
Dozent: Prof.-tech. T. Hobiger

 

Angestrebte Lernergebnisse

Die Studierenden können selbständig entscheiden, welche funktionalen und stochastischen Modelle zur Ausgleichung/Parameterschätzung inkonsistenter Beobachtungen aus den verschiedenen Disziplinen der Geodäsie und Geoinformatik zweckmäßig eingesetzt werden. Sie sind in der Lage, die Qualität des Ausgleichungsergebnisses zu analysieren und zu beschreiben sowie durch statistische Testverfahren zu überwachen.

Folgende Themen werden behandelt

  • Fehlerfortpflanzung und Interpretation bei geodätischen Netzen
  • Methoden der Datumfestlegung, Netzanalyse und Netzentwurf
  • Rückblick Theorie der Verteilungen
  • Einführung in die Theorie der Hypothesentests
  • Hypothesentests in linearen Modellen
  • Innere und äußere Zuverlässigkeit nach Baarda
  • Allgemeine lineare Hypothese
  • Anwendungsbeispiele aus Geodäsie und Geoinformatik.

Modul-Handbuch Modul-Kennung 77860
Dozenten: Prof. T. Hobiger, Dipl.-Ing. D. Becker

 

Angestrebte Lernergebnisse

Die Studierenden kennen grundlegende Systeme und Methoden der Satellitennavigation. Sie können Fehlerquellen bei der Satellitennavigation benennen, deren Größenordnung abschätzen und wissen, mit welchen Methoden sie verringert oder eliminiert werden können. Sie kennen die Methodik der Positionierung und Navigation mit GNSS.

Folgende Themen werden behandelt:

  • Grundprinzipien der Satelliten­navigation
  • Bezugssysteme
  • Zeitsysteme
  • Berechnung der Satelliten­position
  • Signalaufbau: Träger, Codes, Message, Modulation, Generierung und Eigenschaften von PRN-Codes, Korrelations­verhalten der Codes
  • Ausbreitungseigenschaften der Signale, Beschreibung von iono­sphärischer und tropo­sphärischer Refraktion, sowie geeigneter Korrektur­modelle
  • Modellierung weiterer Fehlereinflüsse auf die Messung
  • Aufgaben des Empfängers, Signalidentifizierung, Prinzip der Lauf­zeit­messung, Unter­scheidung von Signalen, Empfänge­rdesign
  • Modellbildung für Pseudostrecken, Algorithmus für die Positionierung
  • Differentielle Techniken (SAPOS, SBAS), RTK und Träger­phasen­messungen, Ausblick auf multi-GNSS

Modul-Handbuch Modul-Kennung 77900
Dozenten: Dipl.-Ing. Steffen Bolenz

 

Angestrebte Lernergebnisse

Die Studierenden sind in der Lage, Aufgaben und Verfahren des amtlichen Vermessungswesens, des Liegenschaftskatasters und der Flurneuordnung nachzuvollziehen und in Ihrer Bedeutung einzuordnen. Sie sind in der Lage, Entwicklungen im urbanen Bereich zu verstehen und einzuordnen sowie Planungsinstrumente der städtebaulichen Ordnung einzusetzen. Außerdem können Grundlagen der Grundstückbewertung im städtischen Bereich umgesetzt werden.

Folgende Themen werden behandelt: LV Wertermittlung:

  • Das Grundstück im Rechtssinn
  • Grundlagen für die Wertermittlung von Grundstücken und Immobilien
  • Bodenrichtwerte und wertrelevante Daten
  • Auswerten von Kaufverträgen
  • Wertermittlung von Grundstücken und Immobilien
  • Grundlagen der Wertermittlungsverfahren
  • Ausarbeiten von Verkehrswertgutachten.

M.Sc. Geodäsie & Geoinformatik

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102160 
Dozent: Prof.-techn. T. Hobiger

 

Angestrebte Lernergebnisse

Am Ende des Moduls sind die Studierenden in der Lage einfache dynamische Prozesse mathematisch zu beschreiben und für die Prädiktion von Zustandsgrößen verwenden zu können. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage dynamische Schätzverfahren in Problemstellungen aus Navigation, Geodäsie und verwandten Gebieten anwenden zu können. Nach der LV Inertialsensorik sind die Studierenden in der Lage grundlegende Inertialsensoren und deren Eigenschaften beschreiben zu können und somit eine Sensorauswahl für unterschiedliche Anwendungen treffen zu können. Außerdem sollten die Studierenden Systemeigenschaften von Inertialsystemen mit stochastischen Prozessen in Verbindung bringen können.

Folgende Themen werden behandelt

  • Sequentielle Ausgleichung nach der Methode der kleinsten Quadrate
  • Gewöhnliche Differentialgleichungen
  • Lineare dynamische Systeme
  • Zufallsprozesse
  • lineare Kalmanfilterung
  • Rückwärts-Filterung und Glättung
  • Vergleich zwischen Kalmanfilterung und Sequentieller Ausgleichung
  • Extended Kalmanfilter
  • Unscented Kalmanfilter
  • Ausblick auf stochastischen Verfahren zur Zustandsschätzung

Modul-Kennung 102160

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102160 
Dozent: Prof.-techn. T. Hobiger

Angestrebte Lernergebnisse:

Am Ende des Moduls sind die Studierenden in der Lage einfache dynamische Prozesse mathematisch zu beschreiben und für die Prädiktion von Zustandsgrößen verwenden zu können. Darüber hinaus sind die Studierenden in der Lage dynamische Schätzverfahren in Problemstellungen aus Navigation, Geodäsie und verwandten Gebieten anwenden zu können. Nach der LV Inertialsensorik sind die Studierenden in der Lage grundlegende Inertialsensoren und deren Eigenschaften beschreiben zu können und somit eine Sensorauswahl für unterschiedliche Anwendungen treffen zu können. Außerdem sollten die Studierenden Systemeigenschaften von Inertialsystemen mit stochastischen Prozessen in Verbindung bringen können.

Folgende Themen werden behandelt

  • Sensoren der Inertialnavigation (Arten und Funktionsweise von Beschleunigungsmessern und Drehratensensoren, von High precision bis low cost)
  • Parametrisierungen einer Direction Cosine Matrix (Eulerwinkel, Quaternionen)
  • Koordinatensysteme für die Inertialnavigation
  • Inertialsensoren, Messprinzip und Anwendungsbeispiele

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102170
Dozent: Prof.-techn. T. Hobiger

Angestrebte Lernergebnisse:

Am Ende des Moduls sind die Studierenden in der Lage Satellitenavigationsysteme hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften beschreiben zu können. Darüber hinaus kennen die Studierenden die Eigenschaften von verschiedenen globalen Satellitennavigationssystemen. Nach der LV Inertialnavigation sind die Studierenden in der Lage die der Inertialnavigation zu Grunde liegenden physikalischen und mathematischen Zusammenhänge zu beschreiben sowie die zugehörigen Differentialgleichungen aufzustellen und zu lösen.

Folgende Themen werden behandelt

  • Multi-GNSS
  • GNSS Signalstrukturen
  • GNSS Empfängertechnologie
  • Nutzen von Multi-GNSS für Positionierung, Navigation und Zeitbestimmung

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102170
Dozent: Prof.-techn. T. Hobiger

Angestrebte Lernergebnisse:

Am Ende des Moduls sind die Studierenden in der Lage Satellitenavigationsysteme hinsichtlich ihrer technischen Eigenschaften beschreiben zu können. Darüber hinaus kennen die Studierenden die Eigenschaften von verschiedenen globalen Satellitennavigationssystemen. Nach der LV Inertialnavigation sind die Studierenden in der Lage die der Inertialnavigation zu Grunde liegenden physikalischen und mathematischen Zusammenhänge zu beschreiben sowie die zugehörigen Differentialgleichungen aufzustellen und zu lösen.

Folgende Themen werden behandelt

  • Koordinatensysteme und Transformationen in der Inertialnavigation
  • Differentialgleichungssystem für ein StrapdownInertialnavigationssystem in verschiedenen Repräsentationen
  • Numerische Integration der Orientierungsdifferentialgleichung
  • Lösung der Geschwindigkeits- und Positionsdifferentialgleichungen
  • Linearisierte Fehlergleichungen
  • Grundzüge der Architektur einer GNSS/INS-Integration

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102270
Dozent: Prof.-techn. T. Hobiger

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden sind in der Lage elektromagnetische Signalausbreitung mathematisch beschreiben zu können und dieses Wissen auf unterschiedliche Problemstellungen (v.a. Wellenausbreitung in verschiedenen Medien) anwenden zu können. Darüber hinaus kennen die Studierenden die grundlegenden Eigenschaften von Antennen und können beschreibende Parameter zuordnen, um so Aussagen zu treffen, ob ein entsprechender Antennentyp für eine Anwendung in Frage kommt. Außerdem kennen die Studierenden die Bauart der für Geodäsie und Navigation relevanten Antennen und sind in der Lage Eigenschaften und Fehlereinflüsse zu benennen.

Folgende Themen werden behandelt

  • Maxwell-Theorie
  • Wellenausbreitung im Vakuum
  • Wellenausbreitung im Medium
  • Strahloptik und Strahlverfolgung
  • Antennen und deren Eigenschaften
  • Antennentypen (Reflektor-,Array- und Patchantennen)
  • Einfache Berechnung von charakteristischen Antennenparametern
  • Antennen für Geodäsie und Navigation

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102370
Dozent: Dr.-Ing. A. Wehr

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden beherrschen die Terminologie und die Definitionen der Elektronik und Nachrichtentechnik soweit sie für die Anwendung in der Navigation erforderlich sind. Sie kennen sich mit Messgeräten aus, die bei der Entwicklung von Navigationssystemen zum Einsatz kommen. Sie haben vertiefte Kenntnisse über die Codeeigenschaften und die Codegenerierung bei GNSS und über GNSS-Empfängerkomponenten, können die Stabilität von Oszillatoren beurteilen und die theoretischen Genauigkeiten von Navigationssystemen berechnen. Sie kennen die Signale von MEMS Beschleunigungs- und Drehratensensoren, wissen, wie sie digitalisiert werden, und können die elektronischen Messgrößen in kinematische Größen umrechnen.

Folgende Themen werden behandelt

  • Elektronische Messtechnik an passiven Bauteilen (Messung von Strom und Span­nung an Kapazitäten, Induktivitäten und ohmschen Wider­ständen)
  • Elektronische Messtechnik an aktiven Bauteilen (Transistor, Operations­verstärker)
  • Frequenzspektren der Navigation
  • Modulationstechniken und -arten
  • Messen im Frequenzbereich
  • Leitungseigenschaften
  • Übertragung im Freiraum
  • Digitalisierung analoger Messsignale am Beispiel von MEMS-Sensoren
  • PN-Code-Generierung, Spektrum von PN-Signalen
  • Mikroprozessoren

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102380
Dozent: Prof.-techn. T. Hobiger

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden sind in der Lage mittels C++ komplexere Programmstrukturen zu realisieren und Methoden der objektorientierten Programmierung anzuwenden. Darüber hinaus können die Studierenden lauffähige Programme erstellen oder existierenden Code dahin gehend adaptieren so dass sowohl den Hardwareanforderungen Genüge getan wird als auch Randbedingungen hinsichtlich Effizienz und Lesbarkeit des Codes Berücksichtigung finden. Am Ende der LV sollten die Studiereden die Zusammenhänge zu interpretierten höheren Programmiersprachen (z.B. Python) erkennen und die Vorlesungsinhalte darauf abbilden können.

Folgende Themen werden behandelt

  • Einführung und Kontrollstruktur
  • Variablen und Speichermanagement
  • Zeiger
  • Arrays und Strings
  • Funktionen
  • Klassen
  • OOP (Datenkapselung, Vererbung und Polymorphie)
  • Templates und Operator Overloading
  • Standard Template Library
  • Daten Ein-/Ausgabe (ASCII & Binärdaten)
  • Code-Dokumentation
  • OOP bei interpretierten höheren Programmiersprachen

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102360
Dozent: N.N

Angestrebte Lernergebnisse:

In diesem Modul werden - von Jahr zu Jahr unterschiedliche - aktuelle Probleme und Innovationen in der Navigation behandelt. Die Studierenden beherrschen die behandelten Probleme bzw. haben ein durchgreifendes Verständnis für die behandelten Innovationen und ihre technologischen und gesellschaftlichen Konsequenzen.

Folgende Themen werden behandelt

Die Inhalte werden von Jahr zu Jahr unterschiedlich sein. Die Inhalte werden in der Art und Weise ausgewählt, dass Absolventen des Studiengangs Geodäsie und Geoinformatik durch Teilnahme an dieser Lehrveranstaltung im Beruf einen Wettbewerbsvorteil haben.

Modul-Handbuch Modul-Kennung 102190
Dozent:Dipl.-Ing. Steffen Bolenz

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden können Geobasisinformationen und ausgewählte Geofachinformationen erfassen, qualifizieren, bereitstellen, präsentieren und auswerten. Außerdem sind sie in der Lage verschiedene Flurneuordnungsverfahren nach dem Flurbereinigungsgesetz einzuordnen, zu planen und umzusetzen. Darüber hinausgehend können sie den Immobilienmarkt einordnen und Grundstücke detailliert bewerten.

Folgende Themen werden behandelt

  • Grundlagen der amtlichen Geoinformation: Begriffsbestimmungen, Rechtsgrundlagen (Vermessungsgesetz BW, Geodaten­zugangsge­setze)
  • Amtliche Georeferenzierung: Koordinatenreferenzsysteme nach Lage, Höhe und Schwere, Satellitenpositionierungsdienst der deutschen Landes­vermessung
  • Geobasisdaten und amtliche Geofachdaten, Produktionsverfahren und Produkte in Fernerkundung, Topographischer Landesaufnahme und amtlicher Kartographie / Webmapping
  • Geobasisdaten und amtliche Geofachdaten, Produktionsverfahren und Produkte in Fernerkundung, Topographischer Landesaufnahme und amtlicher Kartographie / Webmapping
  • Aufbau von Geodateninfrastrukturen auf europäischer, nationaler und landesbezogener Ebene: INSPIRE, GDI-DE, GDI-BW − Geodatendienste in der Geo­daten­infra­struktur
  • Standardisierte Metadaten in der Geodateninfrastruktur − Zugang und Nutzung zu Geodaten
  • Verfahrensarten nach dem Flurbereinigungsgesetz − Gesetzgebung, Voraussetzungen für die Anordnung von Flurneuordnungsverfahren, Abgrenzung von Verfahren, Teilnehmergemeinschaft und Vorstand der Teilnehmergemeinschaft, Ablauf von Flurneuordnungsverfahren, Förderung und Finanzierung
  • Durchführung von Flurneuordnungsverfahren: Anordnung, Wertermittlung, Naturschutz und Landespflege, Grundsätze für die Neugestaltung des Flurbereinigungsgebiets, Ausarbeiten des Wege- und Gewässerplans mit landschaftspflegerischem Begleitplan, Bau und Herstellung von gemeinschaftlichen Anlagen, Diskussion und Abstimmung mit den Beteiligten, Zuteilung und Verhandlungen über Abfindungen, Aufstellung und Inhalt des Flurbereinigungsplans, Bearbeitung von Widersprüchen, gerichtliche Verfahren, Abschluss von Flur­neu­ordnung­sverfahren
  • Demographieentwicklung und daraus folgender Handlungs­bedarf
  • Statistische und geographische Analysen: Wohnbedarf und Wohnungsbestand, Erneuerungs- und Modernisierungsbed., Verkehrs­infra­struktur
  • Auswirkungen der Globalisierung, Strukturanalyse Sozialstruktur, Wirtschaft, Gewerbegebiete, Erneuerungs­bedarf
  • Konzepte für die Energetische Sanierung von Gebäuden
  • Grundsatzplanung zu Umweltthemen, Grünanlagen, Kalt­luft­entstehungs­gebieten, Kalt­luft­strömen
  • Qualitätsbestimmung von Grund­stücken
  • Bodenrichtwerte und wertrelevante Daten
  • Ermittlung wertrelevanter Daten, Grund­stücksmarkt­bericht
  • Wertermittlung in Sonderfällen, weitere Wert­ermittlung­smethoden
  • Grundzüge der Immobilienwirtschaft

M.Sc. Geomatics Engineering (GeoEngine)

Modul-Handbuch Modul-Kennung 41220
Dozenten: Prof. T. Hobiger

Intended Learning Outcomes:

Dynamic System Estimation
The students are familiar with the methodology for parameter estimation in systems, which can be described by solutions to ordinary differential equation systems. The concept of selected random processes for the error description is understood. The students are familiar with the Kalman filter estimation procedure

Content

Dynamic System Estimation

  • Review of Least Squares Estimation,
  • Sequential Least Squares Estimation,
  • Ordinary Differential Equations,
  • numerical integration methods,
  • linear dynamic systems,
  • state space descriptions,
  • random processes,
  • state augmentation,
  • derivation of Kalman Filter equations,
  • Kalman smoother,
  • comparison of Kalman filter to sequential Least Squares Estimation

Modul-Handbuch Modul-Kennung 48430
Dozenten: Prof. T. Hobiger, Dipl.-Ing. D. Becker

Intended Learning Outcomes

Satellite Navigation
Students have a complete understanding of all aspects of satellite navigation with modern Global Navigation Satellite Systems (GNSS) like GPS or Glonass. This understanding includes the design of orbital constellation and the description of orbits. The process from signal generation, modulation and transmission over signal propagation in the atmosphere including refraction effects up to the signal demodulation and measurement in the receiver is understood. Based on this the students know the GNSS position accuracy limitations and the potential for error corrections by DGNSS.

Content

Satellite Navigation

  • Definition and realization of global coordinate systems for GNSS
  • satellite orbits and orbit parameters
  • GNSS signal generation and modulation
  • signal propagation
  • ionospheric and tropospheric refraction
  • receiver technology
  • code and carrier phase measurements
  • position determination
  • DGNSS
  • real-time kinematic (RTK) positioning
  • precise point positioning (PPP)

Modul-Handbuch Modul-Kennung 48430
Dozenten: Prof. T. Hobiger, Dipl.-Ing. D. Becker

Intended Learning Outcomes:

Integrated Positioning and Navigation
Students have a basic understanding of the mathematical and physical background of Strap-Down Inertial Navigation Systems. Based on this they understand the error behavior of INS with different types of inertial sensors, and the need to integrate such systems with external measurements, such as GNSS or DGNSS positions.

Content

Integrated Positioning and Navigation

  • Coordinate systems (inertial, ECEF, local level, body, platform)
  • parameterisation of transformations and rotations
  • rotational velocity
  • Strap-Down-Navigator differential equations
  • inertial sensors
  • integration of differential equations
  • error control
  • integration with externally provided positions.

M.Sc. Elektromobilität

Modul-Handbuch Modul-Kennung 41790
Dozenten: Prof. T. Hobiger, Dipl.-Ing. D. Becker

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden der Satellitennavigation. Sie können Fehlerquellen bei der Satellitennavigation benennen, deren Größenordnung abschätzen und wissen, mit welchen Methoden sie verringert oder eliminiert werden können. Die Studierenden kennen die Methoden der Verknüpfung von Satellitenpositionsdaten mit Fahrzeugdaten und digitalen Karten zur Bestimmung und Anzeige der Fahrzeugposition im Straßennetz.

Folgende Themen werden behandelt

  • Bezugssysteme
  • Zeitsysteme
  • Berechnung der Satellitenposition
  • Signalaufbau: Träger, Codes, Message, Modulation, Generierung und Eigenschaften von PRN-Codes, Korrelationsverhalten der Codes
  • Ausbreitungseigenschaften der Signale
  • Beschreibung von ionosphärische und troposphärische Refraktion, sowie geeigneter Korrekturmodelle Modellierung weiterer Fehlereinflüsse auf die Messung
  • Aufgaben des Empfängers, Signalidentifizierung, Prinzip der Laufzeitmessung, Unterscheidung von Signalen, Empfängerdesign
  • Modellbildung für Pseudostrecken, Algorithmus für die Positionierung
  • Differentielle Techniken (SAPOS, SBAS), RTK und Trägerphasenmessungen, Ausblick auf multi-GNSS

Modul-Handbuch Modul-Kennung 41790
Dozenten: Prof. T. Hobiger, Dipl.-Ing. D. Becker

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden der Satellitennavigation. Sie können Fehlerquellen bei der Satellitennavigation benennen, deren Größenordnung abschätzen und wissen, mit welchen Methoden sie verringert oder eliminiert werden können. Die Studierenden kennen die Methoden der Verknüpfung von Satellitenpositionsdaten mit Fahrzeugdaten und digitalen Karten zur Bestimmung und Anzeige der Fahrzeugposition im Straßennetz.

Folgende Themen werden behandelt

  • Digitale Kartenstandards
  • Positionierungmoduleund on-board-Sensorik
  • Map-Matching Algorithmen
  • Routenplanungsalgorithmen
  • Routenführung
  • Mensch-Maschine Interface
  • Zentrale Systeme
  • Fahrzeugautonome System
  • Kommunikationsmodule
  • Fallstudien

M.Sc. Luft- und Raumfahrttechnik

Modul-Handbuch Modul-Kennung 45120
Dozenten: Prof. T. Hobiger

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden kennen grundlegende Systeme und Methoden der Satellitennavigation. Sie können Fehlerquellen bei der Satellitennavigation benennen, deren Größenordnung abschätzen und wissen, mit welchen Methoden sie verringert oder eliminiert werden können. Sie kennen die Methodik der Positionierung und Navigation mit GNSS.

Folgende Themen werden behandelt

  • Grundprinzipien der Satellitennavigation
  • Bezugssysteme, Zeitsysteme
  • Berechnung der Satellitenposition
  • Signalaufbau: Träger, Codes, Message, Modulation, Generierung und Eigenschaften von PRN-Codes, Korrelations­verhalten der Codes
  • Ausbreitungseigenschaften der Signale, Beschreibung von ionosphärischer und troposphärischer Refraktion, sowie ge­eigneter Korrekturmodelle
  • Modellierung weiterer Fehlereinflüsse auf die Messung
  • Aufgaben des Empfängers, Signalidentifizierung, Prinzip der Laufzeitmessung, Unter­scheidung von Signalen, Empfänger­design
  • Modellbildung für Pseudostrecken, Algorithmus für die Positionierung
  • Differentielle Techniken (SAPOS, SBAS), RTK und Träger­phasen­messungen
  • Ausblick auf multi-GNSS

Modul-Handbuch Modul-Kennung 57190
Dozenten: Prof. T. Hobiger

 

Angestrebte Lernergebnisse:

Die Studierenden kennen die grundlegenden Methoden der Inertialnavigation. Sie können Fehlerquellen bei der Inertialnavigation benennen und deren Größenordnung und Verhalten abschätzen. Sie kennen Verfahren, wie sie mit externen Messungen verringert oder eliminiert werden können.

Folgende Themen werden behandelt

  • Grundlagen der Inertialnavigation
  • Kartesische Koordinatensysteme; Koordinaten; Eigenschaften der Richtungscosinusmatrix (Direction Cosine Matrix, DCM)
  • Parametrisierungen einer Direction Cosine Matrix (Eulerwinkel, Quaternionen)
  • Ausdrücken von Rotationsgeschwindigkeiten
  • Koordinatensysteme für die Inertialnavigation (Inertial, ECEF, Local Level, Body, Platform)
  • Rotationsbewegung und Transformation zwischen den SystemenModellierung eines Strap-Down-Navigators
  • Differentialgleichungssystem für ein Strapdown Inertialnavigationssystem in ver­schiedenen Repräsentationen (e-System, n-System)
  • Sensoren der Inertialnavigation (Arten und Funktionsweise von Beschleunigungsmessern und Dreh­raten­sensoren, von High precision bis low cost)
  • Numerische Integration der Orientierungs­differential­gleichung
  • Vereinfachung, numerische Integration der Differential­gleichungen der Translation
  • Lösung der Geschwindigkeits- und Positions­differential­gleichungen
  • Linearisierte Fehlergleichungen im e-System
  • Grundzüge der Architektur einer GPS/INS-Integration, Kalmanfilter
Dipl.-Ing.

Doris Becker

Wissenschaftliche Mitarbeiterin

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