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#50858 / #2

Seit SoSe 2025

Deutsch, Englisch

Principles of Localization and Navigation
Grundlagen der Ortung und Navigation

6

Uijt de Haag, Maarten

Benotet

Portfolioprüfung

Englisch

Zugehörigkeit


Fakultät V

Institut für Luft- und Raumfahrt

35341700 FG Flugführung und Luftverkehr

Verkehrswesen

Kontakt


F 3

Martens, Mats Wolfgang Georg

maarten.uijtdehaag@tu-berlin.de

Lernergebnisse

Nach erfolgreichem Abschluss des Kurses verfügen die Studierenden über: Kenntnisse: - Überblick über die Kategorien und Anwendungsbereiche von Lokalisierungs- und Navigationssystemen - Definition der Leistungsparameter der Navigation: Genauigkeit, Integrität, Verfügbarkeit und Kontinuität - Überblick über die Navigationsanforderungen für verschiedene Anwendungen, Betriebsumgebungen und Flugphasen - Grundprinzipien und Funktionsweise von Flugdatensystemen, Trägheitsnavigationssystemen sowie terrestrischen und weltraumgestützten (d. h. GNSS) Funknavigationssystemen, die für bemannte und unbemannte Luftfahrzeuge (d. h. Drohnen) verwendet werden - Einführung in fortgeschrittene Schätzer für Lokalisierung und Navigation: Kalman-Filter - Überblick über alternative Navigationsmethoden auf der Grundlage von Kameras, Laserscannern, Entfernungsmessgeräten und Algorithmen für maschinelles Lernen - Grundlagen von Python in Bezug auf Lokalisierungs- und Navigationsalgorithmen und -analysen Fähigkeiten: - Positions- und Geschwindigkeitsvektoren in verschiedenen Koordinatensystemen ausdrücken - Die grundlegenden Messungen der verschiedenen Navigationshilfen, ihre Fehlercharakterisierung und ihre Verwendung zur Schätzung der Benutzerposition identifizieren - Eine Fehlerfortpflanzungsanalyse durchführen - Die erforderliche Navigationsleistung (z. B. Genauigkeit, Integrität, Kontinuität und Verfügbarkeit) bewerten - Python verwenden, um verschiedene Lokalisierungs- und Navigationsalgorithmen zu implementieren und zu testen und Leistungsanalysen der Ergebnisse durchzuführen Kompetenzen: - Identifiziere die Leistungsherausforderungen, die mit den verschiedenen Navigationshilfen verbunden sind - Beurteile die Auswirkungen der Betriebsumgebung auf die Funknavigationshilfen (z. B. atmosphärische Effekte, Mehrwegeffekte, Interferenzen, Hindernisse) - Befasse dich mit der Rolle der Navigation bei der Flugführung und dem Flugverkehrsmanagement von bemannten und unbemannten Flugzeugen - Löse Navigationsprobleme in kleinen Gruppen

Lehrinhalte

Vorlesungen: - Überblick und Grundlagen der Positionierung und Navigation - Erdgeometrie, Koordinatensysteme und Karten - Positionsschätzung und Fehlerfortpflanzung - Flugdatensysteme - Trägheitsnavigation - Terrestrische Navigation für die Luftfahrt: Peilung, NDB, VOR, DME - Satellitengestützte Navigation: GNSS - Leistungsbasierte Navigation (PBN) und Integritätsüberwachung - Anflug- und Landesysteme: ILS, GBAS, SBAS - Alternative Navigation mit Kameras, Entfernungsmessgeräten und Laserscannern - Alternative Navigation mit maschinellen Lernmethoden Tutorials: - Einführung in Python, stochastische Signale und Koordinatentransformationen - 2D- und 3D-Positionsschätzung nach der Methode der kleinsten Quadrate unter Verwendung von Zweiweg-Entfernungsmessungen - Durchführung einer grundlegenden inertialen Positionsberechnung unter Verwendung gesammelter Daten - Berechnung der Position mithilfe von GNSS-Messungen - Durchführung einer Integritätsüberwachung für einen 2D- und 3D-Entfernungsmessungsfall - Entwicklung eines Kalman-Filters für ein Entfernungsmessungs-Navigationssystem (z. B. DME) - Implementierung eines Koppelnavigationssystems auf der Grundlage eines 2D-Laserscan-Abgleichs - Ableitung der Positionsänderungsschätzung durch maschinelles Lernen

Modulbestandteile

Pflichtbereich

Die folgenden Veranstaltungen sind für das Modul obligatorisch:

LehrveranstaltungenArtNummerTurnusSpracheSWS ISIS VVZ
Principles of Localization and NavigationIV3534 L 815SoSeen4

Arbeitsaufwand und Leistungspunkte

Principles of Localization and Navigation (IV):

AufwandbeschreibungMultiplikatorStundenGesamt
Präsenzzeit15.04.0h60.0h
Vor-/Nachbereitung15.08.0h120.0h
180.0h(~6 LP)
Der Aufwand des Moduls summiert sich zu 180.0 Stunden. Damit umfasst das Modul 6 Leistungspunkte.

Beschreibung der Lehr- und Lernformen

Vorlesungen: - Präsentationen mit Beispielen - Demonstrationen - Gastvorträge Tutorien: - Präsentationen mit Beispielen - Demonstrationen Hausaufgaben: - Bearbeitung von individuellen Hausaufgaben in kleinen Gruppen

Voraussetzungen für die Teilnahme / Prüfung

Wünschenswerte Voraussetzungen für die Teilnahme an den Lehrveranstaltungen:

- Flugführung und Luftverkehr - Grundlagen, Flugführung - Lineare Algebra, Analysis I - Differentialgleichungen - Kinematik und Dynamik

Verpflichtende Voraussetzungen für die Modulprüfungsanmeldung:

Dieses Modul hat keine Prüfungsvoraussetzungen.

Abschluss des Moduls

Benotung

Benotet

Prüfungsform

Portfolioprüfung

Art der Portfolioprüfung

100 Punkte insgesamt

Sprache(n)

Englisch

Prüfungselemente

NamePunkteKategorieDauer/Umfang
Prüfung50schriftlich75 min
Kurztest15schriftlichca. 20 min
Hausaufgabe/Bericht35schriftlichca. 16.000 characters/group

Notenschlüssel

Dieses Prüfung verwendet einen eigenen Notenschlüssel (siehe Prüfungsformbeschreibung).

Prüfungsbeschreibung (Abschluss des Moduls)

Einzelperson: - Schriftliche Prüfung über den gesamten Kursinhalt (Vorlesung und Tutorien) - Schriftlicher Kurztest über spezifische Kursinhalte (Vorlesung und Tutorien) Gruppe: - Hausaufgabe/Bericht Benotungsskala < 95 Punkte: 1.3 < 90 Punkte: 1.7 < 85 Punkte: 2.0 < 80 Punkte: 2.3 < 75 Punkte: 2.7 < 70 Punkte: 3.0 < 65 Punkte: 3.3 < 60 Punkte: 3.7 < 55 Punkte: 4.0 < 50 Punkte: 5.0

Dauer des Moduls

Für Belegung und Abschluss des Moduls ist folgende Semesteranzahl veranschlagt:
1 Semester.

Dieses Modul kann in folgenden Semestern begonnen werden:
Sommersemester.

Maximale teilnehmende Personen

Die maximale Teilnehmerzahl beträgt 60.

Anmeldeformalitäten

Anmeldung zur Lehrveranstaltung: - In der ersten Vorlesung oder Übung Anmeldung zur Prüfung: - Anmeldung über QISPOS - In Ausnahmefällen über das Prüfungsamt Die Anmeldefristen sind im StuPo zu finden bzw. werden bekannt gegeben.

Literaturhinweise, Skripte

Skript in Papierform

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Skript in elektronischer Form

Verfügbarkeit:  nicht verfügbar

 

Literatur

Empfohlene Literatur
Literature relevant to the course contents will be published on the resp. ISIS course website (www.isis.tu-berlin.de)

Zugeordnete Studiengänge


Diese Modulversion wird in folgenden Studiengängen verwendet:

Studiengang / StuPOStuPOsVerwendungenErste VerwendungLetzte Verwendung
Verkehrswesen (B. Sc.)11SoSe 2025SoSe 2025

Studierende anderer Studiengänge können dieses Modul ohne Kapazitätsprüfung belegen.

Sonstiges

Für das Modul wird ein Kurs auf der Lernplattform ISIS angeboten.