Details zur Studienarbeit

Titel der Studienarbeit:

Weiterentwicklung eines hybriden Navigationssystems aus GNSS und INS

BetreuerIn:

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Voraussetzungen:

- Grundlagen der Sensorik und Messtechnik
- Umgang mit Schaltplänen, Datenblättern, Evaluation Boards
- Kenntnisse der Mikrocontroller-Programmierung in C/C++
- Grundkenntnisse in Signalverarbeitung
- Dokumentation technischer Prozesse
- Kenntnisse in GNSS und INS vorteilhaft
- Kenntnisse im Layouten von Platinen vorteilhaft

Geeignet für die folgenden Studiengänge:

	TEA
	TEU
	TEN
	TEK
	TSA
	TSL
	TLE

Themenbeschreibung:

Ziel des Projektes „SeeRoc“ ist es, eine Experimentalrakete zu entwickeln und damit an unterschiedlichen Raketen-Wettbewerben teilzunehmen, u.a. am Wettbewerb „EuRoC“ im Jahr 2027. Die Technik der bestehenden Raketenversion (KW-1) soll weiter verbessert werden, was auch Ziel dieser Arbeit ist.

Eine essenzielle Komponente für eine erfolgreiche Mission stellt das Navigationssystem dar. Dieses muss Positions- und Bewegungsdaten präzise in Echtzeit liefern, um sowohl die Missionsüberwachung als auch die spätere Auswertung der Flugbahn zu ermöglichen. Moderne Navigationssysteme kombinieren dabei ein Global Navigation Satellite System (GNSS) mit einem Inertial Navigation System (INS). GNSS liefert exakte Positionsdaten, während INS kontinuierliche Beschleunigungen und Drehbewegungen erfasst und so eine kurzfristige Lagebestimmung auch ohne Satellitenverbindung ermöglicht.

Durch zwei Studenten des Jahrgangs 2023 wurde im Zuge von einer gemeinsamen Studienarbeit bereits ein Prototyp des Navigationssystems erstellt. Dieses befindet sich aktuell in einem Prototypenstatus und soll weiter verbessert werden. Ein erster Schritt stellt das Evaluieren der bisherigen Lösung und ein mögliches Überarbeiten ebendieserdar, z.B. durch das Wechseln der Sensorik. Darüber hinaus soll der Wechsel von einem ESP32 hin zu einem STM32 erfolgen. Einen weiteren Schritt kann das Erstellen eines Platinenlayouts darstellen, welches in das Flugmodell der Rakete implementiert werden kann.

Die Arbeit ist als T3101 vorgesehen, aber grundsätzlich teilbar zur Bearbeitung als getrennte 
Studienarbeiten T3100 & T3200.

Aufgaben:
- Verstehen und Beurteilen der aktuellen Version des Navigationssystems
- Recherche zu den bisher verwendeten Sensoren und Aufzeigen von Alternativen (ggf. Implementierung)
- Anpassung der Software und Hardware von ESP32 hin zu STM32
- Überarbeitung des Kalman-Filters
- Dokumentation der technischen Erkenntnisse und Ergebnisse

Optionale Aufgaben:
- Erstellen eines Platinenlayouts für das Navigationssystem