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Satellitengestützte Ortung – Zukunftstechnologien im Check

Um was geht es eigentlich bei satellitengestützter Ortung? Und welchen Nutzen bringt sie ganz konkret für die Logistik?

Im Rahmen der Serie Zukunftstechnologien werden Ergebnisse aus dem Bereich Research & Development präsentiert, die in enger Zusammenarbeit mit unterschiedlichen Fachbereichen und Niederlassungen sowie dem DACHSER Enterprise Lab am Fraunhofer IML und weiteren Forschungs- und Technologiepartnern entstanden sind.

Das Synonym „GPS" gilt als Basis für das Tracking & Tracing von Fahrzeugen und Sendungen. Neue Systeme wie Galileo bieten vielversprechende Möglichkeiten. Aber auch in Zukunft ist die satellitengestützte Ortung nicht für alle Anwendungen in der Logistik geeignet.

Die Frage „wo bin ich?“ stellen sich Transporteure von Gütern schon seit über 2000 Jahren. Unterwegs auf Handelsschiffen erfolgte die Bestimmung der eigenen Position durch Landmarken und Leuchttürme sowie einer guten Seekarte. Nur so ließ sich der schnellste Weg finden und die Ankunftszeit am Zielort abschätzen. Die optimale Route und eine möglichst präzise Estimated Time of Arrival (ETA) sind auch heute wertvolle Informationen für jeden Logistiker. Dafür benötigt er eine möglichst permanente und exakte Positionsbestimmung aller Transportmittel und Sendungen. Statt Landmarken kommen heute aber unterschiedliche funkbasierte Leuchtfeuer zum Einsatz.

Am bekanntesten ist die Ortung mittels eines Netzes globaler Navigationssatelliten (GNSS). Die meisten Empfangsgeräte in Fahrzeugen, Tracking-Devices oder Smartphones verarbeiten dabei seit über zwanzig Jahren die Signale der rund dreißig US-amerikanischen NAVSTAR-GPS-Satelliten, die in 20.000 km Höhe um die Erde kreisen. Aber auch die Positionsdaten des russischen GLONASS- oder chinesischen BeiDou-Systems werden verwendet. Nur wenige Empfangsgeräte nutzen schon die Daten der europäischen Galileo-Satelliten. Der seit 2011 gestartete Aufbau des Systems ist immer noch nicht abgeschlossen, 26 der geplanten 30 Erdtrabanten befinden sich im Orbit, die finalen Arbeiten sollen bis 2021/2022 erfolgen. Dann wäre Galileo das modernste GNSS-System, das die höchste Zuverlässigkeit und Ortungsgenauigkeit bietet. Aber auch die US-amerikanischen GPS-Satelliten der ersten und zweiten Generation werden Schritt für Schritt erneuert, sodass mittelfristig alle Systeme mehr oder weniger gleichwertige Datenqualitäten liefern werden.

Die Ortungsgenauigkeit der GNSS-Systeme der ersten und zweiten Generation liegt bei 10 bis 15 Metern, modernere Satelliten wie Galileo sollen standardmäßig eine Präzision von 4 bis 8 Metern bieten. Beeinträchtigt wird die Genauigkeit unter anderem durch Reflexionen des Signals, vor allem in Häuserschluchten. Diese verzerren die exakte Laufzeit des Satellitensignals, die zur genauen Berechnung der Position benötigt wird. Tests bei Dachser zeigten hier Schwächen der GPS-Ortung, zum Beispiel bei der Bestimmung, an welchem Verladetor sich ein Sattelauflieger befindet. Eine 99,9 prozentige Zuverlässigkeit konnte bei diesem Anwendungsfall allein mit GPS nicht erreicht werden.

Neue „Leuchtfeuer“

Eine Möglichkeit noch genauer (bis zu 20 cm) und zuverlässiger via GPS die Position zu bestimmen, bieten so genannte Differenzial-GPS-Systeme (DGPS). Hier wird ein zusätzliches Signal von einem Sender auf der Erde verarbeitet. Nachteil: Dieses Funkangebot ist nicht überall verfügbar, ist meistens kostenpflichtig und verursacht höhere Energieverbräuche im Empfangsgerät. Deshalb ist DGPS nur in sehr definierten Fällen eine Lösung. Galileo will mit dem High Accuracy Service (HAS) ein zusätzliches Signal direkt aus dem Orbit für Genauigkeiten von bis zu 20 cm anbieten. Entgegen ursprünglicher Planungen soll dieser Service sogar kostenlos verfügbar sein. Aber: Das Reflexionsproblem bleibt, und der HAS wird Genauigkeiten im Zentimeterbereich wohl nicht für Realtime-Anwendungen bieten können, da die Verarbeitung des Zusatzsignals bis zu 30 Minuten dauern kann. HAS-Praxistests stehen aber noch aus, da der Dienst noch nicht verfügbar ist.

Die Satelliten-Ortung wird in den kommenden Jahren genauere Positionsdaten liefern, aber es bleiben technisch bedingte Ungenauigkeiten und Restriktionen. Innerhalb von Gebäuden oder Behältern wie Seecontainern werden GPS & Co. aufgrund der starken Signalabschirmung auch in Zukunft keine wirklich genauen Daten liefern. Hier können Logistiker aber alternativ oder ergänzend andere „Leuchtfeuer“ zur Positionsbestimmung nutzen, vor allem Mobilfunkmasten, WLAN-Router, BLE-Beacons, RTLS, SLAM oder optische Systeme – jede Technologie bietet dabei spezifische Vor- und Nachteile. Auch in Zukunft existiert deshalb nicht die „eine“ Ortungstechnik für Logistiker. Vielmehr ist je nach Anwendungsfall der passende Mix an Technologien zusammenzustellen, um die Frage „Wo bin ich?“ bestmöglich beantworten zu können.

Ansprechpartner Christian Weber Corporate Public Relations