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PTB-Referenzanlage für Fahrzeuggeschwindigkeiten durch GPS-Inertialsystem eindrucksvoll bestätigt

16.03.2012

Für die auf piezoelektrischen Drucksensoren basierende Referenzanlage der PTB für Fahrzeuggeschwindigkeiten wurde das Messunsicherheitsbudget durch Vergleiche mit einem hochwertigen GPS-Inertialsystem verifiziert.

Das GPS-Inertialsystem RT 3100 (Fa. Oxford Technical Solutions Ltd.) stellt eine Kombination aus einem GPS-System und einem Inertialsystem dar und wurde in ein entsprechendes Versuchsfahrzeug eingebaut. Bild 1 zeigt den Aufbau der Komponenten der RT 3100-Unit. Sie muss noch um einen Präzisions-GPS-Empfänger komplettiert werden, um das vollständige GPS-Inertialsystem zu erhalten.

Bild 1: RT3000-Unit der Fa. Oxford Technical Solutions Ltd. (Quelle Fa. DTC – Dynamic Testing & Consulting).

Aus den Signalen der Beschleunigungs- und Drehratensensoren und den Informationen des Präzisions-GPS-Empfängers ermitteln spezielle Signalprozessoren in Echtzeit positionsrelevante und fahrdynamische Messgrößen wie Geschwindigkeiten, Positionen, Beschleunigungen usw. Die Abtastfrequenz der Messdaten beträgt dabei 100 Hz.

Um bei der Durchführung von Vergleichsmessungen die Geschwindigkeit des mit dem GPS-Inertialsystem ausgestatteten Versuchsfahrzeugs genau im Sensorfeld der PTB-Referenzanlage zu messen, erfolgte die gemeinsame Triggerung über die GPS-Koordinaten. Nähere Einzelheiten zum Aufbau der Referenzanlage und zur Triggerung mittels GPS-Koordinaten können Bild 2 entnommen werden.

Bild 2: Aufbau der PTB-Referenzanlage mit den GPS-Koordinaten (verfälschte Angaben) für die gemeinsame Triggerung mit dem GPS-Inertialsystem (Foto Quelle Google Earth).

Beim Vergleich der Ergebnisse von PTB-Referenzanlage und GPS-Inertialsystem ergab sich trotz der völlig unabhängigen Messprinzipien eine Standardabweichung von nur 0,07 km/h (siehe Bild 3). Dieses Ergebnis bestätigt eindrucksvoll das spezifizierte Messunsicherheitsbudgets beider Anlagen und unterstreicht die hervorragende Eignung der Referenzanlage für die präzise Durchführung von Zulassungsprüfungen. Die in der Eichordnung gesetzlich festgelegten Fehlergrenzen für Prüflinge von 3 km/h entsprechen dem 40-fachen der Standardabweichung des erläuterten Vergleichs.

Bild 3: Ergebnisse der Vergleichsmessungen zwischen dem GPS-Inertialsystem und der PTB-Referenzanlage.

Ansprechpartner:

Frank Märtens, FB 1.3, AG 1.31, E-Mail: frank.maertens@ptb.de