Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Fragen und Erfahrungen zur Anwendung von GPS beim Wandern, Radeln, Fliegen usw.

Moderator: Roland

Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon ssquare_de » 21.01.2014 - 12:39

Hallo Hagen,


da
..." jedoch würde ich im Sinne des Themas doch mal von der Hypothese ausgehen, dass der Empfänger selbst nicht "quer schießt" "
bin ich ganz bei dir.

Zurück zu den Antennen:
da habe ich meine eigene Bewertung ganz einfach aus zahlreichen Postprozessingsessions mit RTKLIB und einer "offiziellen" Referenzstation (als Gewähr für optimale Qualität) abgeleitet.
In RTKLIB kann man sich ja die Pseudorange-Residuals anzeigen lassen, die durchaus gut die Multipath-situation am Empfangsort UND auch, wenn man den einigermassen kennt, die Multipath-EIgenschaften der Antenne wiederspiegelt.

Die Abschätzung ist nicht gleich bei der ersten Messung zu machen, aber mit der Anzahl der Messungen und Versuche, auch in unterschiedlichen Situationen, verdichten sich doch einigermassen zuverlässig die Annahmen.
Und wenn dann die Antennen auch von dritter Seite mit wirklich gutem Messwerkzeug bestätigt werden, ist jedes mal die Freude gross.
http://tu-dresden.de/die_tu_dresden/fak ... bscher.pdf

Kindisch?
Würde ich jetzt nicht sagen, kindliche Freude triffts schon eher.
:D

Stefan
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 21.01.2014 - 13:53

Hagen, nix Asche auf Dein Haupt! Das musstest Du jetzt niemandem erzählen, dass der von Dir stammte!
Zum Testen war der Empfänger im "USB-Stick" in Ordnung, zum Arbeiten im Submeterbereich ist er immer noch in Ordnung, so lange man sich über 3km/h bewegt, zeichnet er ausreichend genau auf, lediglich an meinem Fenster macht er keine ganz so gute Figur, wie der andere in der "Zigarettenschachtel".
Der blaue Log in meinem Bild ist übrigens vom "USB-stick" und nicht von der "Zigarettenschachtel".
Also: Alles in Ordnung und schon gar nicht Deine Schuld!

Hallo Stefan,

alles was Du schilderst kenne ich in ähnlicher Manier noch aus meiner Zeit, wo ich im Bereich zwischen Langwelle und UHF experimentiert habe.
Worauf ich gestern aufmerksam machen wollte, war der Umstand, dass unsere gesamte Szene, einschließlich der wenigen "Konfektionierer", bei denen man die höherwertigen Boards, angefangen von der Neo-nP Serie bis zu den was weiß ich, von mir aus Hemisphere oder auch anderen, tatsächlich anarchisch ist - oder drücken wir es bodenständig aus: handwerklich!
Das bedeutet, dass sich ein Konfektionierer richtig Gedanken machen muss, was er da wie zusammenschmorkelt und selbst dann noch eine Streubreite aufgrund der Handwerklichkeit des Vorganges übrig bleibt. Nicht immer ist ein GPS-Teilekonfektionär gleichzeitig ein erfahrener Fachmann in Hochfrequenzfunktechnik...
Es ist eben keine Großserie an der SMD-Bestückungsstraße, wo die Qualität einmalig im Programm der CNC-Steuerung hinterlegt werden muss.

Anders die Großserienhersteller der Massenprodukte, die in der Tat auch Qualität dem Preis zu opfern bereit sind...

Mit meinem ECLIPSE habe ich richtig Glück gehabt, das Ding arbeitet (bei 12V Versorgungsspannung aus einer Bleigelbatterie) nach ausreichend langer Einschwingzeit und mit der TW2010 oder der TW3430 im zuverlässigen Submeterbereich, ja es nähert sich schon fast dem Subfoot.

Von daher wäre es vielleicht noch einmal interessant, ob der Neo7P ein wenig mehr kann, als der Neo6P, der zwar auch ein ordentlicher Submeter ist, aber zum Eclipse schon erkennbar abfällt.
Auch muss ich sehen, dass ich irgendwo noch mal eine TW2100 herbekomme, denn es gibt nicht nur von mir den Verdacht, dass eine GPS+GLONASS Antenne an einem reinen GPS-Empfänger schlechter arbeitet, als eine architekturgleiche reine GPS(Navstar) Antenne.
Die reinen Datenblattwerte beider Antennen legen den Schluss zumindest nahe...

So, jetzt muss ich erst noch ein wenig was anderes machen...

Grüße
Holger
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 21.01.2014 - 23:31

Sei es drum, ihr habt es so gewollt:

Berücksichtigt bitte, dass der Text nicht für Euch, sondern für einen Anwender ohne große GPS-Kenntnisse formuliert ist und denkt bitte auch daran, dass es nur eine Prüfung auf Eignung ist, keine umfassende Messung gegen Absolutgenauigkeiten!

Praxisbewertung eines Garmin Montana 650 mit externer Antenne Tallysman
TW3430 zur Beurteilung der Eignung als GPS-Feldrechner.


Technische Daten:
Gerät: Garmin Montana 650
Empfängertyp: Cartesio+
Genauigkeit des Empfängers gem. Herstellerangaben:
Radius 10m
Anschluss ext. Antenne: MCX
Zusatzausstattung: externe Antenne (Tallysman TW3430) an Stab 2m.
Aufzeichnungsform / Ausgabeformat: Dateiformat GPX
Auflösungstiefe: Digitalgrad mit 6 Nachkommastellen (etwa Dezimeter)

Testflächen:
- Schlagaufzeichnung unter freiem Himmel (Ackerland)
- Schlagaufzeichnung um ein Landschaftselement (Hecke mit kleineren Bäumen)
- Schlagaufzeichnung um einen baumbestandenen Graben herum

Mehrfachbegehung jedes Schlages an verschiedenen Tagen und Uhrzeiten
Schläge allerdings nicht bzw. nur teilweise an Liegenschaftsgrenzen entlang laufend
Keine Messungen im geschlossenen Wald!

Referenzbegehung eines Schlages mit anerkanntem autonomem D-GPS-Submeter-Gerät
des Herstellers U-Blox, Typ Neo-6P mit einfacher U-Blox Patchantenne.
Elevationswinkel auf 15° angehoben.

Ergebnisse Flächenkontur und -inhalt:
UNTER FREIEM HIMMEL
Trackaufzeichnung (Tracks, Konturen) zur Linienverlaufs- oder Flächenbestimmung:
(Aufzeichnung des Tracks in zügiger "Marschgeschwindigkeit" = ca. 4-5km/h)

Konturlage:
maximale Abweichung: ca. 3m
durchschnittliche Abweichung: ca. 0,5-2m, im Mittel weniger als 2m

Genauigkeit der Flächeninhaltsberechnungen:
- Flächenabweichung von 2 Tracks des gleichen Schlages, beide mit externer Antenne: 0,02%
- Flächenabweichung von 2 Tracks des gleichen Schlages 1 x mit, 1 x ohne externe Antenne: 3%

Dieser Unterschied ist erheblich und zeigt klar, wie wichtig und unverzichtbar im
"Feldrechnereinsatz" die externe Antenne ist!

Die Konturform ist ok, da der Lagefehler während eines nicht allzu lange dauernden Tracks
ziemlich konstant bleibt. Mit anderen Worten: es gibt einen nur geringen Relativfehler in
einer aufgezeichneten Kontur. Dieser ist meist kleiner, als es dem aufzeichnenden
Mitarbeiter möglich ist, auf unbefestigtem Grund die Kontur verlaufsgenau abzuschreiten.

Beide Fehler (ungenaues Abschreiten einer zu messenden Fläche und der Relativfehler)
können sich natürlich zu einem Summenfehler addieren!
Die Qualität der Flächenberechnung anhand der aufgezeichneten Konturen ist für
agrarische Aufzeichnungen, die keine juristisch relevante Bedeutung haben, ausreichend.
Aufgrund des geringen Relativfehlers sind die Flächen sogar relativ genau!

UNTER HECKEN UND BÄUMEN (Landschaftselemente)
Unter Hecken oder Bäumen schlägt sofort die hohe Empfindlichkeit der Antenne bei
gleichzeitig niedriger Abschirmung des Multipath deutlich durch!

Die Messergebnisse sind deutlich schlechter:
Trackaufzeichnung (Konturen) zur Linienverlaufs- oder Flächenbestimmung:
(Aufzeichnung des Tracks in zügiger "Marschgeschwindigkeit" = ca. 4-5km/h)

Konturlage:
maximale Abweichung: ca. 4-5m
durchschnittliche Abweichung: ca. 1-3m
Die Konturform ist etwas "wackliger", auch der Relativfehler ist im gleichen Verhältnis
größer. Flächenberechnungen sollten aber auch hier noch einigermaßen brauchbar sein.
Die aufgezeichnete Kontur um den baumbestandenen Graben herum hatte einen solch großen
Lagefehler, dass es aussah, als ginge die Kontur um den rechts daneben liegenden Feldweg!

(ist leider auf dem Bild nicht so doll erkennbar...)

Ergebnis stationärer Einsatz zur Punktaufzeichnung (Waypoints):
Im stationären Einsatz zur Aufzeichnung von Punkten (Grenzen, etc.) fällt das Montana klar
durch, die Punktaufzeichnung ist eher unbrauchbar, bzw. brauchbare Punkte sind nur schwer
und umständlich zu erzeugen.
Da das Montana nach einiger Zeit im Stillstand zu „driften“ beginnt, muss aus dem bewegten
Marsch ein zügiger Stillstand des Antennenstabes und unmittelbare Aufzeichnung des
Punktes erfolgen.

Unter freiem Himmel ist aber der Lagefehler auch dann selten kleiner als 3,5m und dieser
wird unter Bäumen deutlich größer!

Ersatzweise könnte man einen zu bestimmenden Punkt, sofern von der Topographie möglich,
„im Kreuz“ überschreiten. Die sich daraus ergebende Schnittlinie ist deutlich genauer, als ein
aufgezeichneter Punkt!

Besonderheiten / Zu beachten:
- WICHTIG! Das Montana muss ausreichend lange vor der Aufzeichnung eingeschaltet
werden und sollte bis zum Beginn der Arbeit möglichst durchgehend "Himmelssicht haben".
Im Auto bspw. unter der Windschutzscheibe und etwa 1/2 Stunde sollte ausreichen.
Ein früherer Messbeginn führt zu deutlich größeren Lage- und Konturfehlern!
- OHNE EXTERNE ANTENNE verschlechtert sich die Genauigkeit noch einmal um
ca. 20-30% unter freiem Himmel und deutlich mehr bei Abschattung!
- Eine genaue Konturaufzeichnung erfordert ein zügiges Abschreiten, mindestens höher als
3km/h!

Referenz- und Kontrollmessung über GIS und mit autonomem Submetergerät U-Blox Neo-6P:
Die ermittelten Genauigkeiten des Montana erfolgten in einem GIS unter Hinzunahme der
Ausschnitte von georeferenzierten Liegenschaftskarten. Die Transformierung von GK3 nach
WGS84 erfolgte über die NTv2-Transformation in der Version 2007-Beta.
Die Fläche unter freiem Himmel besaß eine Grenzlinie entlang der Liegenschaftsgrenze,
womit der Lagefehler überprüft werden konnte.
Zudem wurde die Freifläche mit einem anerkannten Submeter-Empfänger abgeschritten.
Die damit aufgezeichnete Kontur, die an der Liegenschaftsgrenze mit dem Grenzverlauf in
„Subfoot“-Genauigkeit übereinstimmte, diente als Referenzkontur.
Ergebnis: Die Aufzeichnungen des Montana unter freiem Himmel MIT externer Antenne
lagen bis zu 1,5m neben der Referenzkontur. Wenn man davon ausgeht, dass in der mit
"Marschgeschwindigkeit" aufgezeichneten Linie des Neo-6P auch noch ein mittlerer Fehler
von etwa 0,5m liegen kann, bedeutet das einen absoluten mittleren Lagefehlergröße des
Montana von etwa 2m, im Mittel etwa 1,5m und max. etwa 3m. Das bestätigt die oben
genannten Ergebnisse!

FAZIT:
Unter freiem Himmel, ausreichend langer "Warmlaufzeit" und Verwendung einer
hochwertigen externen Antenne sind Flächenaufzeichnung und -berechnung relativ genau, der
Relativfehler ist gering,
Absolutfehler (Lagefehler) max. ca.3m, meist besser (um 1.5 bis 2m).
Unter teilweiser Abschattung (Landschaftselement, Waldrandlage) ca. 40% schlechter.
Ergonomie Bedienung: Touchscreen, Trackaufzeichnung sehr einfach und leicht zu
handhaben. Das Gerät wird über USB mit dem PC verbunden und erscheint dort als
Laufwerk. Zugriff auf die aufgezeichneten Daten über normale Verzeichnisstruktur.
Keine umständliche Verbindung über Schnittstellengateways, etc. nötig!
Haptik / Verarbeitung: für Outdooranwendungen ok!
ACHTUNG! Messungen bei Regen mit externer Antenne problematisch!
Das Montana erreicht nicht die Positionier-Präzision eines echten Submeterempfängers,
aber unter freiem Himmel ist im Mittel 1.5m bis 2m Genauigkeit drin.

...so, das habt Ihr nun davon...

Grüße an die Gemeinde
Holger

Die 3. Kontur um die Hecke herum konnte leider nicht ausgewertet werden, weil ich nicht sicherstellen konnte, dass die tatsächliche Umschreitung submeter war.
Dateianhänge
kowoma2.gif
In diesem Bild liegt die untere schmale Kontur eine Feldwegbreite zu weit im Osten. Leider habe ich hier noch keine Kontur mit dem Submeter ablaufen können.
kowoma2.gif (191.74 KiB) 7240-mal betrachtet
kowoma1.gif
Bild des Schlages mit der U-Blox Referenzkontur (schwarz)
kowoma1.gif (46.18 KiB) 7240-mal betrachtet
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon ssquare_de » 22.01.2014 - 01:46

Hallo Holger,

toller Erfahrungsbericht schön aufwändig und mit Liebe zum Detail zusammengestellt!

Da reden wir später noch darüber.

:wink:

Stefan
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon Deichgraf » 22.01.2014 - 12:47

@ Holger, das Montana kann bestimmt "Average Waypoint"!
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 24.01.2014 - 11:05

Hallo Deichgraf,

danke für Deinen Hinweis, das Montana kann wohl average waypoint, aber das ist für den Ausgangspunkt meiner Recherche, nämlich die Verwendung als Erfassungsgerät für Behörden, praxisfremd.
Das Handbuch sagt zur "Wegpunkte-Mittelung":
"...Sie erhalten die besten Ergebnisse, wenn Sie für den Wegpunkt 4 bis 8 Messwerte im Abstand von mindestens 90 Minuten zwischen den Messwerten erfassen..."

4 Messpunkte im Abstand von 90 Minuten macht 3 x 90min = 270 = 4,5h
8 Messpunkte im gleichen Abstand (die nach meiner Erfahrung wahrscheinlich immer noch nicht ausreichende Genauigkeit liefern kann) = 10,5h

So viel Zeit haben die nicht und wenn Du Dir das violette Flächenbombardement der Stationäraufzeichnung betrachtest, setze ich auch kein allzugroßes Vertrauen in diese Funktion. Average waypoint ist ja kein Postprocessing sondern eher der Versuch, aus vielen Irrtümern eine plausible bzw. wahrscheinliche Wahrheit zu machen...
Das ist eine ähnliche Methode, wie das Averaging von VisualGPS oder auch im U-Center die Deviation Map.
Garmin ist wenigstens so ehrlich und gibt eine einigermaßen realistische Zeitspanne an, die mindestens sein sollte.
Im Grunde brauchst Du den Log eines Tages, genauer, bis der gleiche Satellitenstand sich wiederholt und dann hast Du imer noch nicht die tagestypischen Iono- und Troposphärenfehler draußen...

Das Problem bei den Behörden ist, dass die eigentlich engagierte Mitarbeiter haben, aber kein nennenswertes, geschweige denn dem Bedarf entsprechendes Budget und Zeit haben die schon gar nicht. Die Welt um das Agrargeschehen herum wird täglich komplexer und bei den Kerlen sollen die Fäden zusammenlaufen.
Das ist kein einfacher Job.

Hallo Stefan, hallo Hagen,

anbei noch mal ein Bild von dem Graben ohne die Liegenschaftskarte drunter. Die beiden roten Einfassungen geben oben und unten ungefähr die tatsächliche Lage des Grabens an, wo die Kontur hätte liegen sollen.
Grundsätzlich ist bei allen Geräten mit ordentlicher Empfindlichkeit und "schlechter Antenne" bzw. -einstellung bei Teilabschattung ein "Wegweichen" der Kontur von den die Abschattung verursachenden Gegenständen zu beobachten. Unter "schlechter Antenne" verstehe ich jetzt mal alles, was Multipath zulässt, egal, ob gewollt oder ungewollt.

Ein denkbarer Idealfall wäre fast, wenn Garmin das Montana mit Bluetooth ausstatten und so den Zugriff auf externe Empfänger mit NMEA zulassen würde.
Vom Handling ist das Montana das Beste, was ich bisher in der Hand hatte und zwar jetzt schon als Allrounder, egal ob Auto, Off-Road, Wandern, etc.
Da die Flächenvermessung integraler Bestandteil ist, wäre eine Kopplung an einen guten Empfänger eine Erweiterung zu einem echten und brauchbaren Feldrechner.

...dessen Einsatzpotenzial man mit einem weiteren Einschub für eine SIM-Karte durchaus noch weiterspinnen könnte

Grüße
Holger
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon Hagen.Felix » 25.01.2014 - 08:23

holgi63 hat geschrieben:...
Ein denkbarer Idealfall wäre fast, wenn Garmin das Montana mit Bluetooth ausstatten und so den Zugriff auf externe Empfänger mit NMEA zulassen würde.
...


Weiß jemand, ob vielleicht das neue Monterra (ein Android-Gerät von Garmin) die alternative Verwendung eines externen GNSS-Empfängers via Bluetooth-SPP erlaubt?

Mit den normalen Androiden ist das ja üblicherweise möglich, wenngleich auch meist nur mit Drittanbieter-Apps, die mit den externen NMEA-Daten das interne Location-API "füttern".

Voraussetzung dafür wäre natürlich, dass Garmin beim Monterra auch nur auf dieses Location API zugreift (wovon ich allerdings ausgehe).

Mein "Lieblings-GIS" für Android (Locus pro) kann sogar ohne weitere Drittanbieter-App auf die NMEA-Daten eines externen GNSS-Empfängers via Bluetooth-SPP zugreifen. :D
Gewerbliche Tätigkeit u.a. im Bereich GNSS (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=411)
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 26.01.2014 - 21:30

Hallo Hagen,

wahrscheinlich hast Du gerade zusammengebracht, was hier zusammen gehört.
Das Monterra hatte ich (wegen des von mir prinzipiell ungeliebten Betriebssystems) aus dem aktiven Bereich des Hirns verbannt, aber dieses hat in der Tat als - soweit mir bekannt - bisher einziges Garmin mit Touchscreen Bluetooth.

Auf meinem Test- und Spiel-Smartphone mit Android 4.1 habe ich schon erste Erfahrungen mit der APP "Bluetooth-GPS"
Link to: http://www.androidpit.de/de/android/mar ... etooth-GPS
Das funktioniert und ich schätze, das funzt auch im Monterra.
Im Handbuch des Garmin-Androiden steht zu externen Apps nur, dass man eben eine Anmeldung bei Google braucht, mehr nicht, also auch keine Einschränkungen...

Nur: Wenn ich sowieso mit Locus-Pro arbeiten will (bzw. kann) und einen externen Empfänger nutze, wozu dann das Garmin, wenn jedes freie 100,-EUR Smartphone mit 4" Touchscreen das genauso kann.
Selbst ein Android-Outdoor-Smartphone ist preiswerter. Das Monterra kann dem Null-Acht-Fuffzehn Smartphone nur dann den Rang ablaufen, wenn ich den sicher ordentlich empfindlichen GPS+GLONASS Empfänger haben will und/oder mit den Topo-PRO Karten arbeiten will (muss) und ich gleichzeitig ein gutes Kombigerät für Wandern, Auto, Freizeit, etc suche...
Für jeden anderen, selbst den, der mit dem Neo7P Präzisions-GPS betreiben will, ist das Monterra "nur" ein zu teures Smartphone ohne Telefonfunktion.

Selbst eines der derzeit preiswertesten 4" Smartphones (mit zustzlicher Schutzhülle auch einigermaßen outdoorfähig und gesamt ohne Handyvertrag ca. 105,-EUR) besitzt ein eingebautes GPS, das gerade mal 25 bis 30% "größere Kreise" zieht, als das Montana mit interner Antenne, was wahrscheinlich auf das Monterra übertragbar ist.

Fakt ist, ein Montana mit externer Antenne bleibt ein Outdoor-Navi mit nicht konfigurierbarer Elevation und hochempfindlichem Empfänger ohne große Multipath-Manieren, ein Monterra mit externem Empfänger wäre eine andere Liga und mit der Bluetooth-App sollte es funktionieren, egal, ob Garmin eine eigene BT-Schnittstelle mitbringt oder nicht.

Es gibt von namhaften Herstellern Outdoor-Handy's mit ANDROID 4.1 (und höher), GPS+GLONASS, Dual-Core, Micro-SD, ... u.s.w. für unter 200,-EUR.
Die gleiche Technik ohne den großen Namen und ohne Outdoor gibt's inzwischen UHU...
Ob das Monterra einem noch Faktor 3 (bzw. 6) wert ist, muss man lange überlegen...
...und das Monterra ist smart, aber kein phone ;-)

Wenn die Funktionen des Monterra ähnlich denen beim Montana sind, bleibt das ein tolles Universalgenie, angesichts des Nachziehens der Allrounder-Smartphones wird aber die Luft dünn, weil die Positioniergenauigkeit sich zu wenig von diesen abhebt.
Schätze auch, dass Garmin das irgendwann merken sollte, wenn sie nicht eine ganze Produktgruppe verlieren wollen.
Die ganze Geocacher-Szene ist in der Regel auch Smartphone-Nutzer...

Wenn wir uns hier einig sind, dass wir für halbwegs präzise Logs aber ein echtes Submeter auf jeden Fall brauchen, dann muss ich meine "Forderung" Richtung Garmin eigentlich eher Richtung eines einstellbaren Elevationswinkels erweitern...

Grüße
Holger
holgi63
 
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 27.01.2014 - 21:28

Hallo Hagen, hallo Stefan, hallo die Gemeinde,

mal "back to the roots" dieses Themas.

Wie schon geschrieben, suche ich noch nach einer Möglichkeit, evtl. mal leihweise an eine TW2100 (dual feed) heranzukommen, denn ich fürchte, dass dies meinen bisherigen Erkenntnisstand und speziell eine Ahnung bzw. Befürchtung dazu absichern wird.

Die TW2010, eine single feed (nur Navstar) und die TW3430, eine dual feed, aber Navstar und GLONASS verhalten sich an meinem ECLIPSE nahezu identisch.
Manchmal habe ich sogar den Eindruck, dass die TW2010 mit dem ECLIPSE der TW3430 überlegen ist. (Beide dann mit Groundplate D=100mm).
Da, wo die Erfahrung einer TW2100 vorliegt, wird bestätigt, dass diese gegenüber der TW2010 noch einmal deutliche Performancevorteile bringt.
Dieser Vorteil sollte/könnte dann auch gegenüber der TW3430 zu sehen sein...

Wenn das so wäre, dann stimmt meine Befürchtung, dass wir, wenn wir uns an die Machbarkeits-Grenzen des rein SBAS (und PPP) korrigierten Autonombetrieb herantasten wollen, nicht nur single feed und dual feed unterscheiden müssen, sondern auch damit rechnen müssen, dass (im reinen Navstar-Betrieb) eine Navstar + GPS Antenne wahrscheinlich etwas schlechter abschneidet, als eine Antenne, die rein für Navstar ausgelegt ist, sowie weitere Faktoren, die "Zentimeter kosten".

Diese (noch ausstehende) Erfahrung wird auch durch vergleichbare Beobachtungen in anderen Frequenzbereichen bestätigt, wo eine Einbandantenne immer besser abschneidet, als eine Breitbandantenne. Es ist zwar architektonisch nicht 1:1 vergleichbar, aber:
In meinen Jugendtagen, wo ich auch ab und zu unserem Dorf-Fernseh-Elektriker über die Schultern schauen durfte, erinnere ich mich noch an die Zeit, als in unserem Kaff die sogenannten Gitterantennen aufkamen. Das waren Breitbandantennen für VHF-II und UHF und sollten alles in einem können.
Leider war unsere Lage so weit von Rimberg und Feldberg (Taunus) weg, dass die meisten Häuser damit nicht zurechtkamen, obwohl die reinen Gewinn-Werte gar nicht übel aussahen.
Trotzdem wurden auch danach noch weiterhin separate VHF und UHF Antennen an einem Mast eines Hauses vereint montiert und die Gitterantennen blieben das Vorrecht weniger Häuser in exponierter Lage...

Jetzt haben wir hier zwar eine ganz andere Welt: digital, statt analog, ganz anderer Frequenzbereich, Polarisation und vieles mehr, aber GPS und GLONASS sind zwei Antennen in einer, in der sich zwei Welten ein- und denselben Platz teilen müssen und wenn die unterschiedlichen Welten sich nur dahingehend auswirken, dass die Antenne nicht auf einen der beiden Bedarfsfälle maximal-optimal eingestellt werden kann.

...ist so ein wenig, wie innermotorische Abgasoptimierung in Motoren mit innerer Gemischbildung. Entweder optimaler Förderbeginn für optimale Leistung und Kraftstoffersparnis oder optimaler Förderbeginn für optimale Abgaswerte...

Doch selbst mit einer optimalen Antenne für ein ansonsten für Wander- und Outdoorzwecke gefertigtes GPS-Gerät wird dieses nicht zum Feldrechner, wie meine Versuche zeigen.

Um diese Versuchsreihe noch einmal im Horizont zu erweitern, habe ich, aufgrund von sehr guten Ergebnissen mit dem MTK II (MT3329) im Logger 860E eben noch testweise einen i747 A+ Bluetooth geordert. Dieser soll noch mal deutlich besser sein, als der 860E, der im Log selbst auf der schmalen Kreisstraße die Straßenseite erkennt, auf der man unterwegs ist, also schon richtig gut ist, selbst, wenn zwischen Hin- und Rückfahrt Stunden liegen.
Ein Fensterlog im Vergleich zum Montana (der Log bzw. die überstrichene Fläche des 860E ist deutlich kleiner, als beim Montana) wird der Einstieg sein.

Mit dem werde ich dann auch noch mal die Flächen abschreiten, die ich im Montana-Versuch hatte.

Es steht zu befürchten, dass die Möglichkeit besteht, dass dieser kleine Bluetooth-Logger mit primitivster Antenne in einer zusammengestauchten "All-in-One" Umgebung bessere Ergebnisse liefern könnte, als das Montana mit der TW3430...

Was das in bezug auf das Thema bedeutet, muss uns allen klar sein und schließt erneut den Kreis:

In unserer "anarchischen" L1-Welt ist nicht nur der Faktor Empfänger von eminenter Bedeutung, sondern - ganz wichtig - die Antenne, aber auch in erheblichem Umfang die gesamte Architektur des Aufbaues.

Meine bereits erwähnten Mäuse von Evermore und Navilock mit als gut bekannten Empfängern sind im Gesamtaufbau miserabel, ein (kleiner messendes) 860E ist wiederum sehr gut, obwohl der Empfänger zwar nicht schlecht, aber auch nicht die Rakete ist.
Eine TW2010 ist vergleichbar einer TW3430 u.s.w.

Meine Vermutung: Wenn wir uns nun in den nächsten Jahren den letzten noch zu erobernden autonomen Zentimetern nähern, werden wir nicht umhin kommen, diese Erkenntnisse von den tönernden Füßen der (durchaus begründeten) Vermutung und Befürchtung, sowie Fakten in Form von Logs auf festere Fundamente zu hieven...

Leider ist die Thematik GPS nicht mehr ganz so einfach, wie einst die anarchische Kurz- Mittel- oder Langwelle: Ein 500pF Drehkondensator, eine handgewickelte Spule (ohne Kern mit Windungszahlen je nach Frequenzband), ein kleines Stück Bergkristall, eine gute Erde, eine gute Antenne und ein hochohmiger Kopfhörer. Fast alles selbst beeinflussbar...

Grüße
Holger
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon Hagen.Felix » 27.01.2014 - 23:31

holgi63 hat geschrieben:... sondern auch damit rechnen müssen, dass (im reinen Navstar-Betrieb) eine Navstar + GPS Antenne wahrscheinlich etwas schlechter abschneidet, als eine Antenne, die rein für Navstar ausgelegt ist, ...


Mit den GNSS-Antennen sehe ich das mittlerweile so ähnlich wie mit der Fototechnik, zumindest bezogen auf Kameras mit Wechselobjektiven: dass man nämlich üblicherweise den Body öfter aktualisiert als die Objektive.

Oder andersherum gesagt, dass hochwertige Objektive eben schon eine höhere Lebenserwartung haben dürften als der eher kurzlebige Elektronik-Klumpen dahinter ... :mrgreen:

Somit würde ich heutzutage auch nur ausschließlich solche Antennen neu anschaffen, die auch schon GLONASS können, denn über kurz oder lang wird das auch bei quasi allen Empfängern mit an Bord sein.

Denn bei unseren "Lieblings-Anwendungen" mit diesem Kram (RTKLIB & Co.) erscheint es ja auch gar nicht mehr so abwegig, wenn plötzlich die Antenne doppelt so teuer wie der Empfänger ist. :roll:

Oder sogar noch teurer, wie z.B. bei einer NovAtel GPS-701-GG im Verhältnis zu einem NV08C-CSM ... :shock:

Eine andere Frage wäre es natürlich, wenn man irgendwo noch eine Nur-GPS-Antenne billig auftreiben kann (z.B. gebraucht in der Bucht) und damit dann auch einen Nur-GPS-Empfänger betreibt.

Da gibt es ja manchmal so ältere Schätzchen in Form von quasi "prähistorischen" geodätischen Antennen ... :mrgreen:
Gewerbliche Tätigkeit u.a. im Bereich GNSS (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=411)
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Hagen.Felix
 
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 28.01.2014 - 10:32

Hallo Hagen,

zu 99% bin ich bei Dir! :P

Mein voriger Beitrag sollte nicht als Kaufempfehlung für Dritte gelesen werden, heute noch für teures Geld eine reine Navstar-Antenne zu kaufen. Da hast Du völlig recht!
Es ging mir nur darum, aufzuzeigen, dass das erzielbare Endergebnis, was wir als Positionier-Präzision bezeichnen, von vielen Faktoren abhängig ist und Empfänger und Antenne sind nur 2 davon!

Wir arbeiten derzeit hier in Forenkreisen aus Preisgründen bevorzugt mit den Empfängern aus der Schweiz. Das sind nun mal reine GPS-Empfänger. Auch die Generation 7 ist ein reiner GPS-Empfänger! Zugegeben, Du kannst ihn auch als GLONASS-Empfänger betreiben aber ob dieses Feature, welches in Generation 7 nur alternativ geschaltet werden kann, überhaupt von einem einzigen praktischen Nutzen ist, das zweifle ich so lange an, bis mir jemand beweist, dass er im reinen GLONASS-Betrieb präziser positioniert, als im Navstar-Betrieb oder dort noch GLONASS Empfang hat, wo kein Navstar Empfang möglich ist. Wo soll das sein?

Mir ging es darum, aufzuzeigen, dass das maximal Machbare (bei Navstar-Betrieb) sogar durch den Umstand beeinträchtigt sein kann, dass eine auch hochwertige Mehrfunktionsantenne unter Umständen schlechter sein kann, als die Einfunktionsantenne. Der durch die GPS+GLONASS Antenne entstehende "Schaden" an der Positioniergüte eines Empfängers wird wohl nicht dramatisch sein, aber er schien mir zumindest so bedeutsam, dass ich ihn zusammen mit den anderen erwähnen und nicht unter den Tisch fallen lassen wollte.
Wir wissen, dass auch bei Kombiempfängern, die beides, GPS + GLONASS (gleichzeitig ;-) ) können, dadurch die Positonierpräzision nicht unbedingt steigt.
Wenn ich mich dann aber mit einer reinen Navstar-Lösung durch Verwendung der Einzweckantenne noch einmal in der Präzision verbessern kann...
Wie viel das ausmacht, weiß ich halt nicht.
Das ist ja auch der Grund, dass ich eine TW2100 zwar gern mal ausprobieren, aber nicht mehr kaufen möchte, denn ich würde schon gern einmal validieren, wie groß der Unterschied ist.

Alles in allem schätze ich, dass wir die Anzahl der auf die Präzision Einfluss nehmenden Faktoren noch nicht mal alle kennen.
Gerade die Faktoren aus dem Bereich der Funktechnik haben wahrscheinlich eine nicht unerhebliche Bedeutung aber wer von uns will sich in diese Materie bis ganz tief rein einarbeiten?

Meiner einer hat dafür nicht die Zeit, so bleibt es ein "Stochern im Trüben", ein Rückschlüsse ziehen...

Grüße und nix für ungut
Holger
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon ssquare_de » 28.01.2014 - 11:45

Hallo ,


erst mal die Vorabmeldung:
momentan bin ich leider ein bischen knapp bei Zeit, hoffe aber, dass sich die Situation bald etwas entspannt.
Dennoch lese ich hier (fast) täglich mit... :wink:

Hallo Holger,


dass eine bestimmte "Kombi"-Antenne (GPS+XXX) im reinen GPS-Betrieb schlechter abschneidet, als eine andere GPS-ANtenne, das kann schon sein.
Was ich aber nicht glaube, ist, dass es sich z.B. innerhalb der Tallysmann-"Präzisionsserie" auch so verhält.

Es wurden doch schon Links hier veröffentlicht, in denen die TU-Dresden eine anerkannt gute (Low-Cost-Bereich ! )Trimble Bullet (GPS) und auch eine Tallysmann TW3430 (GPS+Glonass) im Vergleich zu richtig guter professioneller Antennenhardware an reinen GPS-Empfängern getestet haben.
Mit recht gutem Erfolg für die "Billig-Ware".
( Übrigens, es soll ja die gute alte Trimble Bullet nun auch in einer aufgebohrten Version für GPS+GLONASS erhältlich sein.)

Dass die richtig teueren ANtennen in schwierigeren Empfangslagen mit viel Multipath die Nase noch vorn haben, das glaube ich auch so.



Stefan
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon holgi63 » 28.01.2014 - 14:04

Hallo Hagen, hallo Stefan,

wenn meine Vermutung mich nicht täuscht, beginne ich zu ahnen, weshalb ich hier die letzte Zeit auf so dünnem Eis unterwegs zu sein scheine, aber bitte glaubt mir:

Auf keinen Fall war es auch nur im Ansatz meine Absicht, die TW3430 in Misskredit zu bringen! Ganz im Gegenteil!
Falls dieser Eindruck entstanden sein sollte, bitte ich um Verzeihung!


Für meine Begriffe ist Tallysman überhaupt schon ein Qualitätshersteller und die TW3430 ist definitiv eine sehr hochwertige Antenne und das noch mehr in dieser Preisklasse. Dank Hagen besitze ich sie ja selbst und kann über sie nur Gutes berichten!
Letztlich würde ich den Bericht der TU-Dresden ebenfalls als gültige Referenz betrachten!

Die TW3430 habe ich seinerzeit ja auch bewusst in Abwägung gegen die TW2100 gekauft, eben, weil erstere die Zukunft ist, basta!

Meine Diskussion in den letzten Beiträgen war diesbezüglich nur um der Vollständigkeit willen, sonst aber eher theoretischer Natur.
Auf der Suche nach Ursachen für mögliche Abweichungen der tatsächlichen Genauigkeit eines Systems zur maximal möglichen der einzelnen verbauten Komponenten, wollte ich nur so vollständig sein, wie es mir mit meinem Horizont derzeit möglich ist. Es war auch nicht meine Absicht, nur auf diesem Teil der Diskussion weiter rumzureiten.
Damit können wir die Diskussion über die reine GPS-Antenne versus die GPS+GLONASS Antenne von mir aus auch endgültig verlassen, da diese in der Praxis künftig sowieso nicht mehr von Bedeutung sein wird.

Es ging mir wirklich nur darum und natürlich letztlich auch selber zu verstehen (zumindest im Ansatz), welche vielen Faktoren alle in der Lage sind, die Positioniergenauigkeit zu beeinflussen.

Die Impulse dafür kommen bei mir ja erst mal alle aus der Praxis und sind deshalb so wenig wissenschaftlich vollständig, wie die Praxis gerade eben ist.

Zurück zum eigentlichen Thema, was aber damit letztlich zu tun hat:

Da wundert man sich, weshalb ein Sirf III Star oder ein U-Blox 6 in einer GPS-Maus im Praxiseinsatz so grottenschlecht ist.
Noch mehr verwundert es dann aber, wenn ein Logger, der kleiner baut, als diese beiden erstgenannten Mäuse, mehr Technik darin unterbringen muss und gleichzeitig noch „nur“ den MTK II besitzt, eine Präzision nahe der Submetergenauigkeit hinzaubert, von der die beiden Müuse Welten entfernt sind.
Da haben die Hersteller dieses Loggers doch irgendetwas richtig gut gemacht, was die beiden anderen völlig ignoriert haben!
Wenn dann noch dieser Logger in Genauigkeitsbereiche vorstößt, die man in der Positionierung ernstnehmen muss, dann darf ich das doch nicht ignorieren, oder seid Ihr da anderer Meinung?

Vor Monaten bekam ich den Auftrag, ein Garmin Montana auf Eignung für Flächenvermessung zu prüfen. Das habe ich mit den mir zur Verfügung stehenden Mitteln nach bestem Wissen und Gewissen gemacht.
Dank Hagen, der ein Montana besitzt, war ich überhaupt in der Lage, das tun zu können, denn ich hätte mir kein Montana kaufen können, um es anderen zu empfehlen.

Also hatte ich am Ende meiner ersten Versuchsreihe ein Ergebnis, das ich auch genutzt habe, um meinem „Auftraggeber“ ein Urteil über das Montana abzugeben.
Die Ergebnisse waren eindeutig, jedoch im Hinblick auf die nicht viel schlechteren Genauigkeitswerte von alltäglichen NoName-Produkten, wie beispielsweise einem 08/15-Smartphone zwiespältig zu beurteilen.

NACH dem Abschluss meiner Versuche mit dem Montana fiel mir beim Durchwühlen meiner GPS-Schublade im Schreibtisch mein 860E wieder mal in die Hände.

Kindlich neugierig, wie ich bin – um Stefans Wortwahl aufzugreifen, habe ich ihn wieder mal aufgeladen und auf ein paar Spaziergängen und Autofahrten mitgenommen.
Die nur grob durchgeführte Auswertung der Logs führten zu der aufschreckenden Erkenntnis, dass sie verblüffend genau sind.
Da die Aufzeichnungen aber nicht auf meinen "Montana-Prüfflächen" durchgeführt wurden, war ein direkter Vergleich nicht möglich.

Aber in mir begann die Frage zu brennen: Was, wenn so ein „schäbiger“ 860E am Ende in der gleichen Genauigkeitsklasse mitspielen kann, als die, in der auch das Montana spielt?
Am Ende sogar im direkten Vergleich mit dem Montana MIT externer Antenne?

NOCH EINMAL AN DIESER STELLE:
Sollte sich es tatsächlich herausstellen, dass ein kleiner Bluetooth-Logger mit MTK II die gleichen Genauigkeiten erzielen kann, als ein Montana mit TW3430, würde ich dieses Ergebnis nicht dahingehend interprätieren, es der TW3430 anzulasten!!!
Auch das Montana ist dann nicht „schuld“...
...es ist aber dann am Ende trotzdem, wie es ist.

Was liegt also näher, als diesen Versuch zu fahren.
Da der 860E aber ein reiner USB-Empfänger ist, suchte ich nach seinem Pendant mit Bluetooth, denn nur mit dieser Ausstattung wird er mit Smartphone in seiner Einsatzfähigkeit zum kleinen „Feldrechner“.
Also suchte ich und fand ihn in Form des i747, den ich testweise mal bestellt habe. Er besitzt den gleichen Empfänger und ist in der Lage, NMEA in Echtzeit in bis zu 5Hz auszugeben.

Den i747 werde ich mit Klettband oder wie auch immer auf einer Groundplate montieren – wie, das ist mit meinem Lieferanten geklärt, und dann werden wir sehen. Dieser erklärte mir auch durchaus kompetent, weshalb er davon ausgeht, dass der i747 noch einmel präziser in der Positionierung sei, als der 860E.

Für mich bleibt aber jetzt schon, vor diesem Versuch, die Erkenntnis, dass es mit minimalster Technik (und ein 860E ist nichts anderes, es ist ein LowCost Empfänger mit einer genauso LowCost Patchantenne in einem Miniaturgehäuse zusammengepfercht) offensichtlich möglich ist, in Sphären vorzustoßen, die wir hier im Forum als ernstzunehmend betrachten.

Darf ich die dann ignorieren, nur weil sie billig sind? In den NMEA Strings war bisher meines Wissens zumindest kein Datenfeld für den Preis des Empfängers vorgesehen ;-)

Es wird ein paar Tage dauern, bis der i747 eintriffft, wenn er da ist und es draußen nicht zu kalt ist, wird er die gleichen Logs fahren, wie das Montana.
Dann werde ich berichten - wenn es Euch interessiert!

Grüße
Holger
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon ssquare_de » 28.01.2014 - 15:09

Hallo Holger

da
..." wenn meine Vermutung mich nicht täuscht, beginne ich zu ahnen, weshalb ich hier die letzte Zeit auf so dünnem Eis unterwegs zu sein scheine, aber bitte glaubt mir:...."

bist du ganz falsch unterwegs.
:)

Sprich, in diese Richtung brauchst du dir, zumindest bei mir, und ich denke, da kann ich auch für den Hagen sprechen, gar keine Sorgen machen!
Ich habe in den letzten Jahren einige Antennen durchprobiert, angefangen von der u-blox-Patch, welche ja wirklich nicht das schlechteste Patch-Element verbaut hat, bis hin zur Tallysman TW3430.
Letztere ist bislang einfach die Beste in meinem kleinem Zoo.
:wink:

Aber da das Bessere des Guten Feind ist, irgendwann wird sicherlich am "Thron" der TW3430 gesägt werden.
Ich hoffe sogar darauf, dass just in diesem Moment diverse Sägen, bei Tallysmann oder einem anderen Hersteller, heiss laufen.

Hauptsache: bezahlbare Qualität(s)-Verbesserung!

:)


Stefan
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Re: Dual-feed GNSS-Antennen: Praxispotenziale

Beitragvon Hagen.Felix » 28.01.2014 - 19:48

ssquare_de hat geschrieben:...
Hauptsache: bezahlbare Qualität(s)-Verbesserung!
...


In diesem Sinne und damit auch wieder etwas mehr auf das Ursprungsthema gerichtet:

Wann machen sich denn in der Praxis die Unterschiede zwischen single-feed und dual-feed bemerkbar? :?:

Kann da jemand vielleicht ein paar eigene Erfahrungen wiedergeben?

Ich habe natürlich auch selbst bereits einige Erfahrungen gewinnen können; teils im direkten Vergleich, viel häufiger aber eher "tendenziell", also in einer fortlaufenden Summierung von subjektiven Eindrücken.

Leider nur wenig systematische Testmessungen und erst recht nicht mit qualifizierter Messausrüstung für objektive Antennenbewertungen. :cry:

An anderer Stelle mag man eher wissenschaftlich ausgerichtete Veröffentlichungen finden, und im Kontrast dazu dann vielleicht solche Dinge wie das neue Video von Tallysman: nicht gerade plump, aber dennoch als Marketing-Maßnahme optimiert ... :mrgreen:

Insgesamt aber ziemlich wenig "Stimmen aus dem wahren Leben".

Dass die Pinwheel-Antennen von NovAtel (https://www.optimalsystem.de/os/docs/no ... ntenna.pdf) oder die 3G+C von navXperience in RTK-Systemen besser abschneiden als z.B. eine TW3430 von Tallysman, die aber wiederum deutlich besser ist als z.B. eine ANN-MS von u-blox, erscheint schon fast als zu banal. :roll:

Das habe ich selbst auch schon mit z.T. drastischer Deutlichkeit selbst erlebt, beispielsweise bei RTK-Versuchen mit zwei NV08C-CSM unter richtig räudigen Bedingungen (strömender Regen, alles klatschnass ringsum, noch dazu direkt am Ufer der Mulde), als mit den zwei ursprünglich verwendeten TW3430 gar nichts mehr ging, nach dem Wechsel auf zwei GPS-701-GG aber plötzlich wieder relativ stabile FIX-Lösungen möglich wurden ... :wink:

Aber dort, wo es vielleicht nie so krass zutage treten kann, könnten möglicherweise weitere Praxiserfahrungen die Beurteilungsgrundlagen verbessern.

Um letztlich z.B. solche Fragen (wenigstens ansatzweise) beantworten zu können:

Würde sich denn eine dual-feed Antenne an einem ganz einfachen Empfänger (ohne Trägerphasen-Auswertung) überhaupt lohnen?

Sollte man den Versuch besser gleich ganz unterlassen, ein RTK-System mit single-feed Antennen realisieren zu wollen?

Unter welchen (praxistypischen!) Bedingungen kommen die Vorteile von dual-feed Antennen am stärksten zur Geltung?

usw. ... :?:
Gewerbliche Tätigkeit u.a. im Bereich GNSS (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=411)
Nachrichten bitte bevorzugt als klassische E-Mail (siehe https://www.optimalsystem.de/os.aspx?x=8)
Hagen.Felix
 
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