China erzielt Durchbruch bei Ortung und Navigation unter Tage

Ein Autofahrer fährt in eine Tiefgarage in der Xiongan New Area in der nordchinesischen Provinz Hebei ein, tippt in einer Smartphone-App auf „Parken“ und wird direkt zu einem freien Stellplatz geleitet. Ist dieser bereits belegt, schlägt das System automatisch einen anderen vor.

Hinter dieser Annehmlichkeit steht ein technologischer Durchbruch eines Forschungsteams des 54. Forschungsinstituts der China Electronics Technology Group Corporation (CETC54).

Ein Modell des BeiDou-Navigationssatellitensystems, Shanghai, 13. Oktober 2026. (Foto von VCG)

Das unter dem Namen „Xingyuan“ entwickelte BeiDou-Mikrobasisstationssystem für die unterirdische Ortung und Navigation erweitert hochpräzise Ortungsdienste auf Bereiche, die außerhalb der Reichweite von Satellitensignalen liegen. Das dem System zugrunde liegende Projekt hat eine nationale Abnahmeprüfung durch das chinesische Ministerium für Wissenschaft und Technologie bestanden und markiert damit einen wichtigen Fortschritt bei den Bemühungen des Landes, ein integriertes räumlich-zeitliches Netzwerk für unterirdische Umgebungen aufzubauen.

Chen Chong, Ingenieur bei CETC54, erklärte, das System biete mehr als nur Komfort: Es eröffne neue Möglichkeiten für den intelligenten Verkehr, den Bergbau und andere Sektoren und spiegele den zunehmenden Einsatz hochpräziser Ortungstechnologie unter Tage wider.

Die Satellitennavigation steht in Tiefgaragen seit langem vor Herausforderungen, da Satellitensignale unterirdische Strukturen nicht durchdringen können, was eine genaue Ortung mit gewöhnlichen Smartphones erschwert und Lücken in den Navigationsdiensten hinterlässt.

Um diese Herausforderungen zu bewältigen, setzt das Xingyuan-System unterirdische BeiDou-Mikrobasisstationen ein, die eine genaue Positionsbestimmung und Navigation auf gewöhnlichen Smartphones ermöglichen. BeiDou, oder das BeiDou-Navigationssatellitensystem, ist Chinas globales Navigationssatellitensystem.

Tests zeigen, dass das System für Fußgänger eine statische Ortungsgenauigkeit von besser als 0,2 Metern und für unbemannte Hochgeschwindigkeitsfahrzeuge eine Navigationsgenauigkeit im Submeterbereich erreicht.

Um die Ortung in komplexen unterirdischen Umgebungen zuverlässig zu gestalten, entwickelte das Team eine „Digital-Twin“-Kanalmodellierungsmethode, die Echtzeit-Datenerfassung mit Offline-Modelloptimierung kombiniert.

Der Ansatz erzeugt eine „drahtlose Umgebungskarte“, die Signalstärke, Signalverzögerung und Ausbreitungsrichtung anzeigt und so eine zuverlässige Unterstützung für die unterirdische Ortung und Navigation bietet.

Im Rahmen des Projekts wurde zudem Chinas erster vollständig eigenständig entwickelter Impulsortungschip hergestellt. Basierend auf einem eigens entwickelten HNav-UWB-Signalstandard erreicht der Chip eine Entfernungsgenauigkeit von besser als zehn Zentimetern und eine Winkelgenauigkeit von besser als drei Grad, wodurch die Abhängigkeit von ausländischen UWB-Ortungsstandards und Kernchips verringert wird.

Über den Bereich Parken hinaus wird das Xingyuan-System auf unterirdische Kohlebergwerke ausgeweitet. Dort unterstützt es die Personalortung, den unbemannten Transport sowie die integrierte Positionierung über und unter Tage und leistet damit technische Unterstützung für die intelligente Modernisierung der Kohleindustrie.