Entwicklung einer kompakten Experimentalplattform eines gyro-stabilisierten Quantennavigationssensors (QGyroPlus)

Übersicht

Inertialnavigation bietet eine autonome Methode zur Routenbestimmung durch Messung von Beschleunigungen und Drehraten, ideal für Umgebungen ohne Satellitenverbindung, wie Gebäude oder den Weltraum, und unempfindlich gegenüber Störungen wie Jamming. Herkömmliche Inertialsensoren liefern jedoch bei diesen Anwendungen aufgrund verstärkter Sensorfehler und Rauschen über Zeit oft ungenaue Ergebnisse. Quantensensoren versprechen hier eine Lösung durch ihre hohe Empfindlichkeit und Langzeitstabilität, obwohl ihre Messrate gering ist. Diese Sensoren können konventionelle Systeme ideal ergänzen, um deren Autonomie und Genauigkeit trotz der genannten Herausforderungen zu verbessern.

Konzept

Das zentrale Konzept dieses Vorhabens ist die Entwicklung eines Sechs-Achsen-Quanteninertialnavigationssensors, der als QINS-Experimentalplattform fungiert. Ziel ist es, die Präzision und Langzeitstabilität quantenbasierter Inertialsensoren für die autonome Navigation zu testen und neue Anwendungsfelder zu erschließen. Wesentlich ist die Hybridisierung konventioneller und quantenbasierter Sensoren, um die Vorteile beider Technologien zu nutzen: klassische Sensoren bieten hohe Bandbreite und Messbereiche, während Quantensensoren extreme Genauigkeit aufweisen. Der Prototyp basiert auf dieser Hybridisierung und einer aktiv gyro-stabilisierten Plattform, um Lageänderungen zu kompensieren. Das Projekt durchläuft verschiedene Entwicklungsstadien, beginnend mit Grundlagenforschung bis hin zu industrieller Forschung, um letztendlich einen funktionierenden Prototyp zu erstellen, der entscheidende Erkenntnisse für zukünftiges Design und Einsatz liefert.

Ziel des Vorhabens

Das übergeordnete Ziel des Gesamtprojekts ist die Schaffung einer innovativen Navigationslösung, die durch den Einsatz eines Sechs-Achsen-Quanteninertialnavigationssensors die Begrenzungen herkömmlicher Systeme überwindet. Dieses Vorhaben strebt an, die Vorteile von konventionellen und quantenbasierten Mechanismen zu kombinieren, um sowohl hohe Präzision als auch Stabilität in der autonomen Navigation zu gewährleisten. Durch die Entwicklung und Erprobung der QINS-Experimentalplattform soll der Weg für neue Anwendungsfelder in verschiedenen Branchen geebnet werden, darunter Raumfahrt, Verteidigung und urbane Mobilität. Letztendlich zielt das Projekt darauf ab, die technologische Basis zu schaffen, die sowohl die wissenschaftliche Forschung als auch industrielle Anwendungen revolutionieren könnte.