GPS - DGPS - AGPS - EGNOS alles in einem Chip?

[andi]

Hallo,
ich bin der Andi, komm aus der nähe Stuttgart und studier grad an der FH in Esslingen. Da bin ich nun auch an einem kleinern Projekt dabei, und nun komm ich einfach nicht weiter. Auf der Recherche im Internet bin ich einfach noch nicht fündig geworden und nun auf euch gestoßen. Ich hoffe ihr könnt mir ein wenig helfen!

Also folgendes:
Geplant ist ein Ortungsmodul mit dem man möglichst genau den Ort bestimmen kann.
Und da stellt sich die Frage: Ist AGPS kompatibel zu DGPS und EGNOS. Also gibts da irgendwelche Erfahrungen welche Chips alle Bestimmungen nachkommen? Ich konnte nämlich keine Info finden ob z.B. der Hammerhead von Infineon auch DGPS sowie EGNOS unterstützt - selbst die Auskunft konnte das nicht.

Zudem stellt sich mir die Frage wie es mit den Kosten für AGPS aussieht. Ist es kostenfrei oder muss man Gebühren zahlen den Netzbetreiber, die Hotline von T-Mobile sowie Vodafone waren ebenfalls überfragt. So wie es aussieht wird sich das System ja weltweit so langsam aber sicher durchsetzen!

Schonmal vielen Dank im Vorraus!

Andi

[ssquare_de]

Servus Andi,


schau dich da mal um.
http://www.u-blox.de/technology/assistnow/index.html


Stefan

[Jörn Weber]

Hallo Andi,

Zudem stellt sich mir die Frage wie es mit den Kosten für AGPS aussieht. Ist es kostenfrei oder muss man Gebühren zahlen den Netzbetreiber, die Hotline von T-Mobile sowie Vodafone waren ebenfalls überfragt. So wie es aussieht wird sich das System ja weltweit so langsam aber sicher durchsetzen!

Der Vorteil den ersten Fix durch die Lagedaten der Mobilfunkzelle schneller als normal zu finden ist schon wieder dahin. SiRF hat inzwischen eine vom Mobilfunk unabhängige Lösung dafür gefunden, die aber auch ausgezeichnet auf Mobilfunkempfängern verwendet werden kann. Die von SiRF als "InstandFix" bezeichnete und patentierte(!) Lösung beruht darauf, das der GPS-Empfänger einmal die Woche die Bahndaten der Satelliten beim Hersteller des GPS-Empfängers abruft. Dieser Abruf der daten kann bei der erst besten Verbindung zwischen Smartphone und Internet via PC oder via GPRS oder TCP/IP erfolgen. U-Blox beteibt eine ähnliche Entwicklung.

Wenn ihr basteln wollt kann ich Euch nur zu U-blox raten. Das Zeugs gibt es hier zu bestellen:

http://www.u-blox.de/products/a4products.html

Gruss Joern Weber

[Roland]

Hallo,

hier in der Provinz kann man sich nicht recht vorstellen, was draußen in der Welt passiert.

Z.B. dieser "InstantFix".
Ich versuche gerade, da ein bisschen durchzusteigen. Zu meinem Erstaunen hat
Global Locate
schon seit etwa fünf Jahren ein eigenes weltweites Referenzstationsnetz (WWRN) in Betrieb, das GPS-Orbits mit allen Schikanen (Gravitations-, Ionosphären-, Geologiemodellen) vorausberechnet, auch mit Hilfe offizieller Quellen.
Global Locate nennt das "Long-Term Orbit".

Angebot mit einem HP iPAQ vom Nov. 2005
openPR: Global Locate
Mir ist noch nicht klar: brauche ich dazu eine Zellortung oder nicht ?
Und: womit verdienen die ihr Geld ??

Wenn man weiter sucht, findet man, dass mit Sirf ein Streit um die Patente ausgefochten wird
http://www.globallocate.com/PRESS/Press ... tigate.htm

Grüße Roland

[Jörn Weber]

Hallo Roland,

Angebot mit einem HP iPAQ vom Nov. 2005
openPR: Global Locate
Mir ist noch nicht klar: brauche ich dazu eine Zellortung oder nicht ?

Um vom Server die Positionen der Sateliten hinreichend genau geliefert zu bekommen, muss man ihm seine ungefähre Position mitteilen. Das ist auch nicht anders als bei DGPS. Diese ungefähre Position kann man aus den GSM-Protokoll entnehmen.

Und: womit verdienen die ihr Geld ??

Global Locate liefert die Technologie an GSM-Netzbetreiber und PDA-Hersteller und betreibt für diese ggf. die AGPS-Server. Ausserdem sind sie Systemlieferant für Lokalisierungslösungen mit denen man Verkehrsmittel und wertvolle Waren ausstattet, um ihre momentane Position ständig unter Kontrolle zu haben.

Wenn man weiter sucht, findet man, dass mit Sirf ein Streit um die Patente ausgefochten wird
http://www.globallocate.com/PRESS/Press ... tigate.htm

Das die Amerikaner mit ihren Trivial-Patenten spinnen, wissen wir doch schon lange. Die können sich gleich auch noch mit u-blox anlegen:

http://www.u-blox.de/technology/assistnow/index.html

Und dann gibt es noch die Deutsche Landvermessung mit SOPOS und Co. Auch hier werden die exacten Ephemeriden von Server geliefert, nach dem im die ungefähre Position des Meßpunktes übermittel wurde.

Gruss Joern Weber

[Roland]

Hallo Jörn,

jetzt stelle ich mich mal ganz dumm:

u-blox bietet präzise Ephemeriden online und offline. Also nicht zwingend mit Zellortung.
Präzise Ephemeriden sind für wenige Tage metergenau, die sowieso empfangenen und gespeicherten E. so 5-10 Meter, demnächst sogar noch besser.

Theoretisch kann sich die präzien Ephemeriden jeder selbst runterladen
http://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods_cb.html.
Irgendein Freak müsste nur das Abspeichern austüffteln ...

Jetzt meine Schwierigkeiten:

1. Mache ich Zellortung, habe ich meine geschätzte Position so hundert Meter genau. Das ist reguläres Assisted-GPS mit genau diesem Vorteil und müsste doch mit oder ohne präzise E. einen schnellen Fix bringen.

2. Habe ich keine Zellortung, nützen mir doch 1 Meter genaue E. auch nicht viel.

3. Rechtfertigen also ein paar Sekunden diesen immensen Aufwand eines WWRN (weltweites Referenznetz) ?

Ich versuche mir zur Verdeutlichung ein geometrisches Bild vorzustellen.
Die genaueren E. würden dabei auf der Erdoberfläche eine Spur von so 25 cm ziehen (1m/26.000 km = ca. 0,25m/6370 km). Selbst meine A-GPS-Position variiert aber doch in einem Umkreis von so 50-100 Meter.

Wollen wir noch die unsichere/unbekannte Höhe mit einbeziehen ?

Wie kommt dann dieser schnelle Fix zustande ?


Grüße Roland

[Jörn Weber]

jetzt stelle ich mich mal ganz dumm:

u-blox bietet präzise Ephemeriden online und offline. Also nicht zwingend mit Zellortung.

Korrekt. Auch für einen Empfänger der ein halbes Jahr nicht benutzt wurde sind präzise Ephemeriden ohne eigene Position noch interessant. Er kommt damit immer noch schneller zu einem bestmöglichen 3D fix als ohne dem. Denn sobald er 2 Satelliten im Almanach hat, kann er sich mit den externen Ephemeriden die Abfrage der Ephemeriden der restlichen Satellten erst einmal ersparen. Er weiß dann schon welche Satelliten er nicht verwenden will, weil sie zu niedrig über dem Horizont stehen und er weiß nach welchen Satellitendaten er im Datenchaos per Kreuzkorelation suchen muss.

Präzise Ephemeriden sind für wenige Tage metergenau, die sowieso empfangenen und gespeicherten E. so 5-10 Meter, demnächst sogar noch besser.

Was heißt "demnächst sogar noch bseer"?

Theoretisch kann sich die präzien Ephemeriden jeder selbst runterladen
http://igscb.jpl.nasa.gov/components/prods_cb.html.

Weltweit gibt es ein dutzend offner Ntrip-Server die präzise Ephemeriden in Echtzeit liefern können.

Irgendein Freak müsste nur das Abspeichern austüffteln ...

Klar, das ist machbar. Wer wirft den ersten Stein? Die folgenden Daten habe ich mit SiRFDemo aus einem Navilock-Empfänger mit SiRF3 entnommen und kann sie damit auch wieder abspeichern.

Code: Alles auswählen

//
// Ephemeris Collection Time(UTC): Mon May 28 13:49:16 2007
//
//
//
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0
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27, 44, 14503, 25936, 66, 22520, 58907, 63126, 1283, 56860, 63386, 8550, 0, 4878, 56037, 27, 44, 14633, 39678, 48940, 52608, 46129, 46078, 57610, 32412, 61460, 37281, 3511, 16417, 26239, 27, 44, 14767, 145, 32884, 38409, 65463, 10057, 58908, 5976, 46643, 64964, 65455, 1434, 4204
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oder gleich das Almanach aktualisiert:

Code: Alles auswählen

//
// Almanac Collection Time(UTC): Mon May 28 13:45:20 2007
//
//
//
25921, 16694, 9806, 7972, -675, 161, 2747, 23098, -23113, -10240, 11776, -3055, 40, -4404
25921, 16968, 4174, 726, -676, 161, 3168, 682, 22878, 20427, 23526, 17934, 50, 4867
25921, 17228, -23730, -2823, -714, 161, 3440, -11208, -29411, -1653, 17178, -9208, 80, -14739
25921, 17470, -10162, 628, -681, 161, 3105, 883, 28426, -21035, -15279, 31745, 13, -4341
25921, 17728, 32334, -471, -704, 161, 3509, -22010, 10799, 2483, -19357, -18691, -138, 31564
25921, 17968, 1358, -1554, -703, 161, 3511, -10567, -9287, -15462, -4331, 29978, 104, -28439
25857, 18262, -2268, -1274, -708, 161, 3314, -9511, 4538, -18038, -8475, -15834, -148, -4124
25857, 18512, 20772, 5992, -680, 161, 3406, -30223, -30096, -12202, -5862, -6159, 29, -10493
25857, 18843, -24796, 3957, -693, 161, 3385, -31103, 30517, -6164, -9504, 26377, 13, -28686
25857, 19005, -5852, 4425, -680, 161, 3242, 13237, -4076, 21926, 28098, 1293, 14, -24422
25857, 19254, -220, -8057, -746, 161, 3356, 307, 6931, -350, -1135, 18434, 7, -1737
25857, 19485, 26916, 3143, -673, 161, 3234, -19803, 21198, 24226, 4815, 20986, 6, -1521
25857, 19739, -9436, 8668, -682, 161, 3204, 24281, 24373, 25301, 26168, -31210, 61, -14587
25857, 19992, -19676, 7660, -687, 161, 3132, 24123, 25256, -655, 20620, 4866, 58, -20365
23809, 20304, -5063, 2111, -695, -95, 3273, -20874, -24466, 22246, -23957, 25088, 2, 21683
25857, 20513, -22236, 3465, -673, 161, 3296, -19640, -22045, 22516, -22030, -21997, 55, -32758
25857, 20758, 25124, 2858, -686, 161, 3196, -8793, 17542, -8846, 30565, 1544, 28, -21764
25857, 21059, 5412, 1771, -692, 161, 3173, 13409, -8555, -5760, -22768, 24031, 15, -8423
25857, 21280, 11300, 2510, -688, 161, 3435, -8185, 6106, 30312, 27007, -3836, 59, -15754
25857, 21531, -6364, 1689, -692, 161, 3598, 12854, 310, -7308, -22358, -17156, 26, 12148
25857, 21862, -4316, -446, -699, 161, 3226, 2393, 907, -12356, -8777, 8970, 7, -28747
25857, 22054, 24612, 1369, -696, 161, 3334, 13486, 3002, 16185, 27942, 15896, 33, 22163
25857, 22312, -26076, 4692, -702, 161, 3287, 23917, -28567, 27159, 17956, -27370, 35, -22875
25921, 22599, -31922, 2330, -674, 161, 3338, 1277, 223, 5660, -22166, -16384, 48, -9589
25921, 22885, -28082, 2888, -664, 161, 6633, 32523, 715, -29488, -17169, 13605, 243, 30171
25921, 23190, 9273, 8342, -662, 161, 3293, 22967, 18467, 14438, 12235, 18659, -189, 25023
25921, 23463, -3762, 3651, -660, 161, 3420, -32667, -11594, 13727, -16807, 12046, 61, 16960
25921, 23655, -22962, 3152, -688, 161, 3345, -20866, -20825, 29610, -28712, 29952, 3, 21746
25857, 23890, -4572, 7745, -685, 161, 3277, 23906, -29213, -19673, 28258, -25344, 14, -31915
25857, 24143, 29988, 577, -689, 161, 3149, -20175, 1077, -12703, -26484, -9980, 18, 14939
25857, 24371, -27100, 3378, -696, 161, 3430, -30752, -8247, -8525, -1304, 19458, 17, 48
0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0

1. Mache ich Zellortung, habe ich meine geschätzte Position so hundert Meter genau. Das ist reguläres Assisted-GPS mit genau diesem Vorteil und müsste doch mit oder ohne präzise E. einen schnellen Fix bringen.

Bei UMTS mit einem Zellabstand von ca. 500 bis 1000 Meter ist die Zellortung auf ca. 25 Meter genau. Damit kann ein Server schon sehr genau die momentane Satellitenkonstelation beim Empfänger vorhersagen.
Um so genauer die Ephemeriden, um so schneller kann der Empfänger einen provisorischen Fix generieren, auch wenn dieser dann noch nicht verifiziert ist und so exakt ist, wie er sein könnte.

3. Rechtfertigen also ein paar Sekunden diesen immensen Aufwand eines WWRN (weltweites Referenznetz) ?

In Hochgebirgsregionen und Strassenschluchten mit vielen Tunneln dauert es ewig, bis der Empfänger die Bahndaten aller empfangbaren Satelliten zusammen gesammlt hat. Die von mir geposteten Ephemeriden stammen von einem SiRF3 nach ca. 20 Minuten Betrieb mit eingeschränkter Sicht. Wenn ich dem Empfänger jetzt die andere Seite der Welt zeige und die zuvor sichtbaren Satelliten abschatte, muss er ersteinmal wieder die Ephemeriden der jetzt sichbaren Satelliten einsammeln um einen idealen Fix zu erhalten. In der Praxis wird er aber, bis er die Ephemeriden eingesammelt hat, die älteren Daten aus dem Almanach entnehmen. Nur böse sieht es aus, wenn die Bahndaten auch im Almanach nicht mehr vorhanden sind. Dann kommt es ohne externe Ephemeriden sogarv zum Verlust des Fix, solang bis der Empfänger wieder die Bahndaten der jetzt sichbaren Satelliten eingesammelt hat. Insgesammt wirken sich auch externe Ephemeriden bei schwierigen Empfangsverhältnissen stabilisierend auf das Gesamtsystem aus, so das nicht nur ein schneller Fix der einzige Vorteil ist der externen Ephemeriden ist.

Wie kommt dann dieser schnelle Fix zustande ?

Da der Prozessor des Empfängers mit den externen Bahndaten sofort die Position der Satelliten kennt, kann er auch sofort mit der Multilateration für einen provisorischen Fix beginnen. Dabei kann er sich gleich die zu tief über dem Horizont stehenden Satelliten ausschließen. Die Tri- oder Multilateration führt um so schneller zu einem azeptablen Ergebniss um so exakter die Bahndaten sind. Die eigentliche absolute Positionsbestimmung ist nach anschließend in einem Bruchteil von einer Sekunde erledigt.

Andernfalls muss der Prozeessor warten bis der Empfänger die Bahndaten mühselig zusammen gesucht hat. Im worst case sammelt der Empfänger auch Bahndaten von für die Multilateration unbrauchbaren, weil zu tief über den Horizont stehenden, Satelliten ein und vergeudet damit auch noch Zeit.

Gruss Joern Weber

[Roland]

Hallo Jörn,

das "demnächst sogar noch besser" betrifft den tatsächlich schon Ende 2005 erfolgten Ausbau der Kontrollstationen und weiterer Verbesserungen.
Ein Link der noch funzt:
http://www.navcen.uscg.gov/gps/gps_news_090905.htm

Ich warte eigentlich auf Meldungen, dass das mal auf die Positionslösungen durchschlägt. Habe aber mal was gelesen von nur so "10 Prozent" Verbesserung.

Grüße Roland