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VDES R-Mode Performance Analysis and Experimental Results

Wirsing, Markus und Dammann, Armin und Raulefs, Ronald (2021) VDES R-Mode Performance Analysis and Experimental Results. International Journal of Satellite Communications and Networking. Wiley. doi: 10.1002/sat.1424. ISSN 1542-0973.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/sat.1424

Kurzfassung

Global Navigation Satellite Systems (GNSS) have become an essential part of maritime navigation, in particular to improve situational awareness and vessel traffic management. The dependence on GNSS creates vulnerability for maritime shipping. Driven by this vulnerability, the desire for a backup system for maritime navigation has been emerging. The VHF Data Exchange System (VDES) standard provides communication capabilities for maritime applications. VDES is currently being revised. As part of this revision, VDES will be extended by ranging and navigation functionalities, called R-Mode, as an alternative for maritime navigation. In this paper, we address system design aspects and evaluate the positioning performance of VDES R-Mode. We derive estimation theory bounds on the accuracy of VDES R-Mode distance and velocity. In a case study, we discuss and evaluate the benefit of satellite links to complement VDES R-Mode positioning. Furthermore, we introduce a Kalman filter for position and velocity tracking, which we apply to experimental data. We describe an experiment we conducted at Lake Ammer, southwest of Munich, and evaluate the VDES R-Mode positioning performance for this setup. Our experimental results show that VDES R-Mode is capable of achieving a 95th-percentile horizontal position error of 22?m. Thus, VDES R-Mode is a promising approach for a maritime backup system that can meet the IALA accuracy requirements.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/143430/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:VDES R-Mode Performance Analysis and Experimental Results
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Wirsing, MarkusMarkus.Wirsing (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7192-5831NICHT SPEZIFIZIERT
Dammann, ArminArmin.Dammann (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-7112-1833NICHT SPEZIFIZIERT
Raulefs, RonaldRonald.Raulefs (at) dlr.dehttps://orcid.org/0000-0002-3409-6640NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 September 2021
Erschienen in:International Journal of Satellite Communications and Networking
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Nein
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.1002/sat.1424
Verlag:Wiley
ISSN:1542-0973
Status:veröffentlicht
Stichwörter:alternative PNT, Cramér–Rao bound, experimental validation, Kalman filter, maritime navigation, VDES, VDES R-Mode, Ziv–Zakai bound
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:keine Zuordnung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R - keine Zuordnung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - keine Zuordnung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Kommunikation und Navigation
Institut für Kommunikation und Navigation > Nachrichtensysteme
Hinterlegt von: Wirsing, Markus
Hinterlegt am:10 Sep 2021 14:15
Letzte Änderung:10 Sep 2021 14:15

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