Dienstag, 06 November 2018 11:26

Synchronisationsgenauigkeiten

 

Anwendung

Zeitquelle

Genauigkeit

Level 1

Lokales Netzwerk ohne größere Anforderungen

NTP

Je nach Entfernung zum Master 1 - 200ms

Level 2

Größere Netzwerke in Firmen mit höherem Datendurchsatz

PTP
lokaler GNSS Zeitempfänger, Masterclock

100ns - 100µsec

 

Level 3

Dezidierte Anwendungen (Netzwerke mit großen Bandbreiten, Banken, Börsen, Testlabore)

GPS/GNSS Zeitempfänger,

30ns - 5µs

Level 4

Dezidierte Anwendungen (Telekommunikation, große Bandbreiten in zeitkritischen Anwendungen,)

High-Quality GNSS Empfänger in Kombination mit internem oder externem Rubidium Oscillator, Caesium oder High-Quality OCXO

1 - 30ns

Level 5

Dezidierte Anwendungen (kurzfristig verfügbarer Messdatenempfang von mehreren Stationen, Zeitlabore)

Redundante multiple Systeme (Level 4),
Real Time Clock

Besser als 1ns

1 Sekunde (s) = 1000 Millisekunden (ms)
1 Millisekunde (ms) = 1000 Mikrosekunden (µs)
1 Mikrosekunde (µs) = 1000 Nanosekunden (ns)
1 Nanosekunde (ns) = 1000 Picosekunden (ps)

Dienstag, 16 Oktober 2018 12:04

Was ist ein GNSS Simulator?

Wenn Sie ein Satellitennavigationsgerät entwickeln, müssen Sie über geeignete Tests sicherstellen, daß es den Anforderungen standhält.

Besonders bei Satellitensystemen, die auf- oder ausgebaut werden, sind Simulatoren echten Live-Sky-Signalen vorzuziehen.

Auch um die Navigationsgeräte unterschiedlichen Fehlerszenarien auszusetzen sind dokumentierte und wiederholbare Labortests wesentlich besser geeignet als Live-Tests.

Publiziert in GNSS Simulation

Die Verbindung von Navigationssimulator und Fahr-/Flugsimulator

Für die Funktion von ADAS (Advanced Driver Assistance Systeme) oder in der Zukunft völlig autonomen Fahrzeugen sind zuverlässige und exakte Angaben über die genaue Position, Geschwindigkeit und Zeit des Fahrzeuges entscheidend. Geliefert werden diese Daten von den globalen Satellitennavigationssystemen (GNSS).

Mit Hilfe zusätzlicher Korrekturmethoden kann die Position im dreidimensionalen Raum auf einige Dezimeter genau bestimmt werden. Darüber hinaus werden eine Vielzahl verschiedener Sensoren, darunter optische, wie LIDAR und RADAR, zur Erkennung von Hindernissen und Straßenmarkierungen eingesetzt. GNSS-Ortungs- und Bewegungsdaten können über drahtlose Datenverbindungen mit anderen Fahrzeugen (Car2Car) ausgetauscht oder an eine übergeordnete Infrastruktur gesendet werden ( Car2X). So können potentielle Unfälle frühzeitig verhindert werden, es sind keine drastischen Bremsmanöver mehr nötig, und auch die Entstehung von Staus wird immer seltener. Mithilfe der Flottensteuerungstechnik gelingt es sogar, Fahrzeuge zu erkennen, die für den Fahrer nicht sichtbar sind, weil sie beispielsweise in Kurven von Bauten oder einer Bepflanzung verdeckt werden. Die Weiterentwicklung von ADAS Systemen und immer autonomer funktionierenden Fahrzeugen führt zu mehr Sicherheit und höherer Effizienz im Straßenverkehr.

Um die Sicherheit von ADAS und autonomem Fahren zu gewährleisten, müssen Millionen von Testkilometern auf unterschiedlichen Straßen in verschiedenen Umgebungen gefahren werden. Es kann hier nicht vom idealen GNSS-Empfang ausgegangen werden. Insbesondere in Stadtzentren und Berggebieten kann der Navigationsdatenempfang durch die Abdeckung von Signalen durch Gebäude, Brücken, die Vegetation oder Berge gestört sein. Hinzu kommen Beeinträchtigungen durch GNSS-Signale, die auf ebenen und gebogenen Flächen reflektiert werden (multipath).

Darüber hinaus gibt es zusätzliche Störquellen, die GPS/GNSS-Empfänger potenziell blockieren, stören oder verfälschen können, insbesondere auf und direkt neben Autobahnen und in Städten. Das Testen ist in der Regel sehr zeitraubend und kostspielig wenn alle erforderlichen Kilometer tatsächlich gefahren werden müssen.

Um Kosten und Zeit einzusparen und auch die Sicherheit während der Tests für beteiligte und unbeteiligte Personen zu erhöhen, ist es effizienter, die GPS/GNSS- und Interferenzsignalumgebung und auch die Steuerung der autonomen Fahrzeuge realistisch zu simulieren.

Einen solchen Simulationsaufbau für die Navigation und Ortung von Connected Autonomous Vehicles (CAV) hat Spirent Communications plc, der englische Spezialist für GNSS-Simulatoren realisiert. Mittels Simulatoren können Tests von autonomen Fahrzeugen oder Drohnen im Labor durchgeführt werden. Die Vorteile liegen auf der Hand: ohne Gefahr für Unbeteiligte lassen sich so wiederholbare Tests auch in originalgetreu simulierten bewohnten Umgebungen durchführen, also dort, wo die Fahrzeuge schließlich auch eingesetzt werden sollen - und Kosten lassen sich dabei auch einsparen.

Zum Einsatz kommt einiges an hochkarätiger Technik. Die Basis bildet ein dSPACE Scalexio Rechensystem, das speziell für HIL (Hardware-in-the-loop) Projekte entwickelt wurde. Die Satellitendaten liefert ein Spirent GNSS Simulator. Die Fahrzeugsimulation übernimmt IPG CarMaker, eine Software für den virtuellen Test von PKW und leichten Nutzfahrzeugen. Sollen Drohnen und Drohnen-Schwärme virtuell getestet werden, kommt Microsoft AirSim zum Einsatz, eine open-source, cross-platform Drohnen-Simulationssoftware auf Basis der Spiele-Engine "Unreal Engine". Die durch Navigationsdaten gestützten Testfahrten werden mit Spirents Testszenario Software SimGEN erstellt. Für den letzten Schliff bei einer realistischen Signaldarstellung sorgt die 3D-Simulationssoftware SE-NAV der französischen Firma Oktal-SE. SE-NAV berücksichtigt Verfälschungen der Satellitensignale durch Reflexion, Ablenkung und Beugung auf umgebenden Oberflächen. Die Zusammenarbeit zwischen der GNSS Simulator Software SimGEN und der Fahrzeug oder Drohnen Simulator Software übernimmt Spirents SimREMOTE, ein für diesen Zweck erstelltes Interface.

Dieser Simulationsaufbau ermöglicht real-time Tests von Fahrzeugen, Flugzeugen oder Drohnen und die Analyse deren Bewegungs- oder Flugbahn, auch in kritischen Umgebungen - ohne das Labor zu verlassen.

Publiziert in Pressemitteilungen

veröffentlicht in: Embedded Selforganizing Systems (Vol 5. No 1. 2018) der TU Chemnitz

von Karen von Huenerbein (Lange-Electronic GmbH) und Werner R. Lange (Lange-Electronic GmbH)

Globale Navigationssatellitensysteme (GNSS) stellen eine genaue Zeit und genaue Ortsinformationen bereit. Diese Angaben spielen eine entscheidende Rolle bei der Positionierung, Navigation und Datenerfassung der meisten unbemannten Luftfahrzeuge (UAVs) und bei verschiedenen Flugoperationen und Aufgaben, wie beispielsweise dem Ergänzen mit Zeitstempeln und der Georeferenzierung von Daten und Bildern, dem RTH (Return to Home, autonomer Rückflug und sichere Landung), dem Vermeiden von Hindernissen und der Durchführung von Geofencing. Einige dieser kritischen Vorgänge haben Auswirkungen auf die Sicherheit des UAV, auf die Umwelt und auch die Gesundheit und Sicherheit von Menschen.

Daher ist es wichtig, die korrekte Funktion der Navigation und des Timings unter einer Vielzahl von natürlichen Umständen zu testen und auch bei GNSS Signal Störungen und Ausfällen sicherzustellen. Die Leistungsfähigkeit von auf GPS/GNSS basierendem Timing und Navigation kann kontrolliert und wiederholbar im Labor  getestet und verifiziert werden.

Der Vortrag stellt eine breite Palette potenzieller Bedrohungen für GNSS Positionierung, Navigation und Timing sowie einen Überblick über verschiedene Testmethoden vor. Darüber hinaus wird eine Methode zur Zeitsynchronisation von Drohnen erläutert, um sichere Schwarm- und Folgeflüge mit UAVs zu ermöglichen.

Der Vortrag ist in englischer Sprache verfasst.

Publiziert in Whitepapers

GPS (Global Positioning System) und GNSS (Global Navigation Satellite Systems) liefern eine sehr genaue Position, Geschwindigkeit und Zeit, Angaben, die für viele ADAS (Advanced Driver Assistance Systeme) und autonomes Fahren entscheidend sind.

Mit Hilfe zusätzlicher Korrekturmethoden kann die Position im dreidimensionalen Raum auf einige Dezimeter genau bestimmt werden. Darüber hinaus werden eine Vielzahl verschiedener Sensoren, darunter optische, LIDAR und RADAR, zur Erkennung von Hindernissen und Straßenmarkierungen eingesetzt. GNSS-Ortungs- und Bewegungsdaten können über drahtlose Datenverbindungen mit anderen Fahrzeugen (Car2Car) ausgetauscht oder an eine übergeordnete Infrastruktur gesendet werden ( Car2X), um die frühzeitige Erkennung von möglichen Unfällen zu verbessern, drastische Bremsmanöver auf der Straße zu vermeiden, Staus zu verhindern und sogar Fahrzeuge zu erkennen, die für den Fahrer aufgrund von Verdeckungen in Kurven nicht sichtbar sind. Diese Elemente der Telemetrie in den ADAS Systemen und beim autonomen Fahren dienen der Verbesserung der Sicherheit aller Verkehrsteilnehmer und auch der Effizienz des Fahrens.

Um diese Sicherheit von ADAS und autonomem Fahren zu gewährleisten, müssen Millionen von Testkilometern auf unterschiedlichen Straßen in verschiedenen Umgebungen gefahren werden. Insbesondere in Stadtzentren und Berggebieten kann der GNSS-Empfang durch die Abdeckung von Signalen durch Gebäude oder Brücken, die Vegetation oder Berge sowie durch Signale, die auf ebenen Flächen reflektiert werden (multipath), gestört werden. Darüber hinaus gibt es zusätzliche Störquellen, die GPS/GNSS-Empfänger potenziell blockieren, stören oder verfälschen können, insbesondere auf und direkt neben Autobahnen und in Städten. Das Testen kann sehr zeitraubend und kostspielig werden, insbesondere wenn alle erforderlichen Kilometer tatsächlich gefahren werden müssen.

Es ist effizienter, die GPS/GNSS- und Interferenzsignalumgebung während Testfahrten mit modernen Record & Replay Systemen aufzuzeichnen, um die realistische Signalumgebung innerhalb des Labors reproduzieren zu können und wiederholbare und realistische Tests zu ermöglichen. Solche neuen Aufzeichnungs- und Wiedergabesysteme können GNSS-Signale in allen Frequenzbändern mit einer hohen Bandbreite und Auflösung sowie vielen zusätzlichen Sensoren synchron aufzeichnen.

Dieses Paper erklärt praktische Anwendungsfälle von GPS/GNSS-Daten bei autonomem Fahren, Car2Car und Car2X, und mögliche Ursachen von Fehlern und Schwachstellen von GPS/GNSS. Es werden entsprechende Testsysteme vorgestellt, um wiederholbare und realistische Tests im Labor zu ermöglichen. Ziel ist es, Zeit und Geld für Tests zu reduzieren und die Sicherheit von Fahrerassistenzsystemen und autonomem Fahren zu verbessern.

Das Paper ist in englischer Sprache verfasst und wurde anlässlich der European Test and Telemetry Conference ettc2018 von Karen von Huenerbein (Lange-Electronic GmbH) veröffentlicht und vorgestellt.

pdfTesting Acquisition of GPS / GNSS Location and Velocity to Improve Safety in Autonomous Driving249.03 KB

pdfPresentation_GSS6450_AutonomDriving.pdf1.49 MB

 

Publiziert in Whitepapers
Montag, 18 Juni 2018 11:09

Angreifbarkeit von GNSS

Spirent gibt einen Überblick über die Schwachstellen von GPS, Galileo, und anderen Global Navigation Satellite Systems (GNSS), und einen Einblick in die Möglichkeiten wie man sich gegen spoofing, jamming, und mehr schützen kann.

Publiziert in Meldungen

Achieving Reliable and accurate Results with RF Simulation of GNSS Signals

Karen von Hünerbein, Werner Lange, Lange-Electronic GmbH
Rudolf-Diesel-Str. 29 a
D-82216 Gernlinden
Diese E-Mail-Adresse ist vor Spambots geschützt! Zur Anzeige muss JavaScript eingeschaltet sein!


Abstract Text:


Positioning, timing and navigation (PNT) with Satellite Navigation Systems like GPS, GLONASS, Beidou and Galileo are more and more widespread and used in very different types of applications including core telemetry applications. Global Navigation Satellite Systems (GNSS) receivers in Safety Critical Applications such as landing airplanes, Critical Infrastructure or Remote Sensing missions e.g. Earth Observing Satellites need to be very robust and reliable under a variety of environmental conditions, sometimes very harsh ones outside the atmosphere. Timing is critical in communication between satellite ground stations and the satellites, e.g. telemetry tracking and command, or communication protocols using Time Division Multiple Access.
Thus, it is crucial to test GNSS receivers thoroughly under a variety of different conditions, also extreme conditions like very high dynamics or unhealthy GNSS satellites.
For this purpose GNSS RF signal simulators are a versatile and flexible tool. The tests can be repeated as many times as necessary with identical conditions. Besides this a simulator offers complete control across the scenario, every single detail can be controlled and changed. In RF simulators comprehensive error models are available for satellite signals and clocks, satellite orbits and health flags, obscuration and multipath, atmospheric conditions, antenna characteristics, vehicle dynamics, leap seconds, jamming and aiding Inertial sensors. Each of them can be controlled individually. For some tests, like unhealthy satellites or future constellations RF, simulators are the only way for testing, as future signals, for example, are not available in live sky test.
In this paper, we will introduce the capabilities of GNSS simulators with a wide range of different error conditions and show several telemetry use cases.

pdfETC_2016_Testing_Telemetry_Systems_with_GNSS.pdf400.88 kB

Publiziert in Whitepapers
Freitag, 04 Juni 2010 11:15

Themen - damit beschäftigen wir uns

Simulation von SatellitensignalenSimulation von Satellitensignalen

Mit dem englischen Hersteller Spirent Communications plc. vertreten wir einen der wichtigsten Anbieter für die
Simulation von Multi-GNSS-Signalen im deutschsprachigen Raum.

  • Simulation von GPS, Glonass, Galileo, Beidou, QZSS und SBAS-Signalen
  • Entwicklungs- und Produktionstests von Satellitenempfängern
  • Simulation statt aufwendiger und schlecht reproduzierbarer Live-Tests
  • Tests zu Laborbedingungen mit "echten" Satellitensignalen, reproduzierbar und nachvollziehbar
  • Steuerung von Signalabschattung und Fehlern
  • Simulation von Spoofing, Jamming etc.

 Weitere Informationen

 

 

Zeit- und Frequenz-SystemeHochgenaue Zeit- und Frequenzsysteme

Hochgenaue Zeit wird benötigt um Datenpakete exakt zu kennzeichen.

Unsere Zeitsysteme liefern Zeit Codes, Pulse und Frequenzen für

  • Forschung und Entwicklung
  • Funk- und Fernsehproduktion
  • Banken und Versicherungen
  • Flugzeugen und Schiffe
  • militärische Bereiche

Weitere Informationen

 

 

Zeitsynchronisation, Zeit-ServerZeitsynchronisation - Netzwerk Zeit Server

Netzwerke, auf denen viele, schnelle oder sicherheitsrelevante Daten übermittelt werden brauchen eine sichere Zeitsynchronisation.

  • interne NTP Zeitserver
  • PTP (Precision Time Protocol) Zeitserver
  • Multi-GNSS synchronisiert
  • durch interne Zeitquelle abgesichert
  • redundante Systeme für noch höhere Sicherheit

Weitere Informationen

 

 

uhren displays gross dZeitanzeigen

Wir stellen eigene Displays für die Anzeige von Zeit her und vertreiben die
analogen und digitalen Wanduhren und Zeitdisplays des amerikanischen Herstellers Masterclock Inc.

  • in verschiedenen Größen und Gehäusefarben
  • mit einer großen Auswahl an LED Farben und Größen
  • Analog oder Digital
  • synchronisiert über Zeit Code oder NTP

Weitere Informationen

Publiziert in Themen
Freitag, 04 Juni 2010 11:14

Firmenprofil

Gegründet im Jahr 1977 als Einzelfirma liegen die Anfänge der Lange-Electronic GmbH im Vertrieb von Zeitsystemen eines amerikanischen Herstellers. Bald begannen wir damit, diese Systeme für unsere Kunden anzupassen und Erweiterungen zu entwickeln. Schließlich entstand eine eigene Entwicklungsabteilung für Zeit-, Telemetrie- und Messwerterfassungssysteme.

Nach inzwischen über 40 Jahren haben wir unsere eigenen Produktlinien im Bereich hochgenauer Zeitsysteme ausgebaut. Wir konzentrieren uns auf kunden- und projektspezifische Synchronisationslösungen, Zeit- und Frequenz Überwachung und Verteilung. Mit der Real Time Clock bewegen wir uns im Genauigkeitsbereich internationaler Zeitlabore.

In Ergänzung zu unseren eigenen Produkten vertreiben wir die Produkte ausgewählter Firmen im deutschsprachigen Raum.
Spirent Communications ist der englische Spezialist für die Simulation von Satellitensignalen. Durch die 3D Software von Oktal SE (Frankreich) lässt sich der Empfang von GNSS-Signalen in beliebigen realistischen Umgebungen darstellen. Die amerikanische Firma Masterclock ist Hersteller von Hauptuhren (Masterclocks) und bietet auch eine Vielzahl an Timing Produkten und analogen und digitalen Zeitanzeigen an. Die polnische Firma ELPROMA ist ein führender Hersteller von sicheren und stabilen NTP/PTP Network Time Servern. Piktime Systems, ebenfalls aus Polen, bietet hochgenaue Zeit-Transfer-Systeme an, Produkte zum Vergleich von Atomuhren.

Unsere Systeme werden bei langjährigen Kunden aus den Bereichen Luft- und Raumfahrt, Wehrtechnik, Industrie, Banken und Versicherungen und im Energiesektor verwendet und stehen für Präzision und Zuverlässigkeit.

Publiziert in LE Hintergrundinfo

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