Zur Reduzierung des mehrwegebedingten GNSS-Trägerphasenmessfehlers durch Anwendung der Hilbert-Huang-Transformation auf Signalqualitätsparameter

Die Positionsbestimmung von Verkehrsteilnehmern basiert häufig auf der Auswertung von Signalen globaler Navigationssatellitensysteme (GNSS). Dabei werden die Laufzeiten der Signale und darauf beruhend die Entfernungen zwischen den Satelliten und dem Verkehrsteilnehmer ermittelt. Die Positionsbestimmung erfolgt dann nach dem Prinzip der Trilateration. Bei hohen Anforderungen an die Genauigkeit der Position wird hierfür insbesondere die Phase des Trägersignals ausgewertet. Eine besondere Herausforderung stellt dabei die Mehrwegeausbreitung der Signale dar. Hervorgerufen wird diese durch Objekte, wie Bäume, Gebäude oder Fahrzeuge in der Umgebung des Verkehrsteilnehmers. Durch die Mehrwegeausbreitung werden die Laufzeiten der Signale und somit die Position fehlerhaft bestimmt. Es ist daher von großer Bedeutung, die mehrwegebedingten Fehleranteile zu detektieren und sie zu reduzieren. In dieser Arbeit wird dafür der Zusammenhang zwischen dem Trägerphasenmessfehler und der Signalqualität genutzt. Durch Anwendung einer im Rahmen dieser Arbeit entwickelten adaptierten Hilbert-Huang-Transformation auf die aus dem Signalqualitätsparameter des Signal-zu-Rauschleistungsdichte-Verhältnis abgeleiteten Signalamplituden können Mehrwegesignale detektiert und der durch sie verursachte Trägerphasenmessfehler berechnet werden. Anhand der Auswertung eines Experimentaldatensatzes sowie Daten von GNSS-Referenzstationen des SAPOS-Netzes kann der Erfolg des Einsatzes der adaptierten Hilbert-Huang-Transformation nachgewiesen werden