ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Fragen zu GPS-Empfängern und alles was damit zu tun hat.

Moderator: Roland

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chris

ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von chris » 25.02.2012 - 23:25

Und gleich noch einmal ein Hallo an alle GPS Experten & Experinnen hier im Forum.

Neben der Frage zur Bestimmung des optimalen "min C/N0" (siehe: http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic.php?f=3&t=3255) plagt mich momentan auch die Frage was denn nun für einen ublox 5 GPS Logger (WBT 202) eine vernünftige Einstellung für den elevation cutoff ist.

u-blox selbst gibt hier ja 5 Grad als Standardwert an. Tiefer sollte man aufgrund der Störungen durch die Troposphäre ja keinesfalls gehen. Außerdem kommen ja auch verstärkt Multipath Effekte hinzu, wenn man mit kleinen elevation cutoffs arbeitet. Für stationäre Messungen liest man ja oft in Papers und im Internet von Cutoffs im Bereich von 15-20 Grad. Dies scheint mir aber für den mobilen Einsatz, gerade da wo man nicht den ganzen Himmel "sieht" etwas viel zu sein. Da können dann schon einmal weniger als 4 Satelliten sichtbar sein.
Für mobile Zwecke lese ich immer wieder von 8 oder 10 Grad. Dabei stellt sich mir die Frage ob

a) es zwischen 5 / 8 und 10 Grad überhaupt große Unterschiede gibt und
b) was denn nun eine vernünftige Einstellung für diesen Parameter darstellt.

Gibt es hier Werte an denen man sich orientieren kann/sollte?

Kann mir auch hier geholfen werden?
Ich bin gespannt.

Viele Grüße,
Christian

Deichgraf
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Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von Deichgraf » 26.02.2012 - 13:15

... wenn du eine Präzision im Millimeter-Bereich erreichen möchtest, ist die EMA wichtig.

Ich habe unterschiedlichste Geräte mit jeweils anderen Einstellung: Z. B. mein eTrex 10 fängt alles ein, was über 0 ° steht, und sei das Signal noch so schwach, es wird genutzt. Allerdings ist eine SN von ca. 0,4 m/Sek. eingestellt gewesen.
Mit dem letzten Update wurde der Low-Speed-Bereich verbessert mit der Folge, dass nun die Positionsdrift stark zugenommen hat. Hatte ich vorher mal 'ne Drift von 80 m, so kamen jetzt schon 575 m Zustande. Mein eTrex fängt natürlich jede Menge Multipathsignale ein.

Mein Triton z.B. nutzt Sat-Signale erst ab 11 ° und mehr als 22 dB Signalstärke. Im Freien ein verlässlicher und erstklassiger Empfang, in einer Stadt mit hohen Gebäuden, also eingeschränkter Himmelssicht, Positionsdrift in alle Richtungen mit Ausreißern bis 40 m.

Für ein Komsumergerät kein Dollpunkt.

Übrigens: Am TP lag der eTrex nur 1 m neben den aufgerundeten GK-Koordinaten.

chris

Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von chris » 26.02.2012 - 14:17

Hallo Deichgraf

Danke für Deine Antwort auf meine Anfrage. Mein Bestreben ist jetzt weniger in den Millimeterbereich zu gelangen, da hier mein Consumer-GPS sowieso komplett ungeeignet ist. Vielmehr mache ich mir Gedanken um Multipath- und Atmosphäreneffekte. Steht ein Satellit ziemlich tief, so gibt es zum einen aufgrund der recht flach einfallenden Signale verstärkte Reflexionen an Wänden/Bäumen,... und zum anderen sind die Signale aufgrund des größeren Weges durch die Atmosphäre ja auch mehr verfälscht als Signale von einem Sat der auf 60° steht. Um nun den gröbsten Fehlern aus dem Weg zu gehen würde mich einfach interessieren, ab welchem Winkel diese Störungen deutlich zurück gehen. Also:

a) Ab welchem EMA sind Atmosphärenfehler in einer tolerierbaren Größenordnung?
b) Ab welchem EMA ist eine Patchantenne nicht mehr so anfällig für Multipatheffekte?

Evtl. kennt sich hier jemand damit aus, hat evtl. sogar einen Literaturtipp und kann etwas dazu sagen.
Viele Grüße,
Chris

Deichgraf
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Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von Deichgraf » 26.02.2012 - 18:00

... die Fragen kannst du dir insofern selbst beantworten, indem du dir den Skyview ansiehst und feststellst, welche Signale wohl direkt einfallen, und welche über mehrere Ecken kommen.

Techniker, die eine Antenne kalibrieren, nehmen > 20 °, Techniker, Landvermesser zwischen 15 und 18 °.

Du kannst mit Trimble Plannig austesten, wann du wieviel Satelliten bei welcher Elevation rein bekommst.

Das Problem ist nur, mit einem einfachen Gerät, dass Genauigkeiten zwischen 3 bis 5 m ausgibt, eine gewisse Wahrscheinlichkeit festzustellen.

Wenn bei einem Garmin eine Accuracy von 3 m angegeben wird, bedeutet dies, das 50 % der Messungen wahrscheinlich in einem Radius von 3 m liegen, bei 98,5 %iger Genauigkeit ist der Radius schon 7,5 m.

Ob da die Elevation 0, 8 oder 11 ° ist, ist wohl gehupft wie gesprungen.

chris

Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von chris » 26.02.2012 - 21:27

Ja, da hast Du wohl recht. So ein bisschen kann ich mir das schon selbst herleiten. Mich interessierte es eben wie es so in der Praxis gehandhabt wird. Evtl. gibt es ja hier und da doch eine Faustregel. Die Info mit den Technikern die eine Antenne kalibrieren, bzw.den Landvermessern ist da genau so eine Info die ich suche. Hieraus kann ich mir dann schnell ein Bild machen ob ich mit meinen Einstellungen in der richtigen Größenordnung liege oder nicht. Was ich auf alle Fälle feststelle ist, dass zwischen 0 und 11 Grad schon ein erkennbarer Unterschied liegt. Auch wenn ich mit meinem Consumergerät noch lange nicht an die Genauigkeit heran reiche die professionelle Empfänger an den Tag legen, so sehe ich doch deutliche Unterschiede im Multipath Bereich. Ich weis, dass der SirfIII wohl ein EMA von 7,5 Grad hatte. ublox gibt per default 5 Grad an. Ich werde es wohl vorerst einmal mit 11 Grad versuchen, da mir die Fehler die aufgrund der Troposphäre bei 5Grad entstehen können doch deutlich zu groß sind. Über 15 Grad werde ich wohl auf keinen Fall gehen. Hier gibt es einfach in bebauten Gebieten bzw. in Schluchten einen zu schlechten Empfang, bzw. einfach zu wenige Sats. Einen riesen Dank übrigens für den Tipp mit dem Trimble Planner. Der war mir noch unbekannt. Sehr beeindruckend das Programm. Ich bin schon kräftig am spielen. Endlich kann ich mal für meinen Ort sehen wie viele Sats in Sichtweite sind bei einer bestimmten Elevation Mask und unter der Voraussetzung, dass ich auch die Abschattungen korrekt eingetragen habe. Einfach super! Danke

PS: Der Bereich von 10-15 Grad EMA ist insofern auch interessanter, da die Bodenstationen ja alle mit einem EMA von 10 Grad arbeiten, so habe ich zumindest gelesen. Darum bekomme ich z.B. EGNOS Korrekturdaten auch nur für jene Satelliten. Wenn ich also einen EMA von >10 Grad habe kann ich mir ziemlich sicher sein, dass diese Sats auch von den Bodenstationen getrackt werden & Korrekturdaten zur Verfügung stehen.

...auch wenn das jetzt alles für manchen wie ein Wiederkauen aussieht, so finde ich es doch recht gut, wenn man sich über solche Sachen unterhält. Denn wenn man ganz ehrlich ist, so ist der eigene Denkprozess um ein vielfaches effektiver, wenn man sich mit jemandem über das Thema unterhält. ...mir geht's jedenfalls so :wink:

ssquare_de
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Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von ssquare_de » 27.02.2012 - 10:24

Hallo,

die 5° Elevation sind ein bewährter Kompromiss für Navigationsempfänger!
Die Modulhersteller haben ja normalerweise auch ihre Firmware darauf hin ausgelegt und abgestimmt.


Stefan

Deichgraf
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Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von Deichgraf » 27.02.2012 - 14:26

http://www.glonass-ianc.rsa.ru/en/GLONA ... eZones.php

Dort kannst du die Elevation der Glonasse testen!

Josef Gerstenberg
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Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von Josef Gerstenberg » 28.02.2012 - 01:34

Hallo,

ich arbeite z.T. mit Postprocessing und probiere dabei fast immer unterschiedliche Elevations-Grenzen aus.
Manchmal ist dabei 0° optimal und manchmal 25° - je nach Umgebung, Umweltbedingungen und der Position der Satelliten.

Gruß Josef

ssquare_de
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Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von ssquare_de » 28.02.2012 - 10:26

Hallo Josef,


ja, kommt immer drauf an, was man mit dem Empfänger so macht.

Wenn man ihn, so wie Christian, hauptsächlich (ausschliesslich?) "nur" für ganz normale Navigationszwecke einsetzt ( also die Rohdaten nicht auf einem nachgeschalteten Host-Rechner weiter verwendet ),
sollten die erwähnten 5° Elevationsmaske in der Summe der Abwägung aller Kriterien eigentlich passen.

Wenn natürlich an einseitig abgeschatteten Plätzen Positionen ermittelt werden sollen, kann man versuchen, eine Genaüigkeitsverbesserung zu erzielen, indem man über ein Anheben der Elevationsblende eine gewisse
geometrische Ausgeglichenheit der einfallenden Sats herzustellen.
Die hochstehenden Sats müssen dann eben noch in ausreichender Anzahl vorhanden sein.

Man kann ja mit einer Planungssoftware, der ungefähren Position und des Verschattungsszenarios den optimalen Aufzeichnungszeitpunkt vorherbestimmen.


Stefan

chris

Re: ublox-5 / Bestimmung der richtigen "min SV elevation"

Beitrag von chris » 28.02.2012 - 19:54

Hallo & vielen Dank für die zahlreichen weiterführenden Antworten mit nützlichen Links und Tipps. Wie schon richtig vermutet geht es mir momentan ausschließlich um "normale" Navigationszwecke. Also keine Vermessungen, Punktbestimmungen, ... Wie sagt man so schön: In der Bewegung liegt die Kraft :D
Somit ist es mir nicht unbedingt immer möglich die Elevationsmaske den tatsächlichen Bedingungen anzupassen, zumal sich die Umgebungsbedingungen auch ständig ändern im instationären Betrieb. Einige weiterführende Tests mit meinem GPS Empfänger haben zudem ergeben, dass die Elevationsmaske einen wesentlich geringeren Anteil an den zum Teil beobachteten Abweichungen hat. Vielmehr scheint es die minimale Signalstärke zu sein die letzten Endes für die gröbsten beobachteten Abweichungen verantwortlich ist. So erhalte ich mit einer Elevationsmaske von 11 Grad & einem minC/N0 von 21 dB-Hz fast exakt die gleichen Ergebnisse wie mit einer Elevationsmaske von 5 Grad & einem C/N0 von min21 dB-Hz. Einzig die Verfügbarkeit der Satelliten erhöht sich im letzteren Fall teilweise deutlich. Setze ich die minimale Signalstärke im Bereich von 12-16 dB-Hz an, so erhalte ich zwar jedes noch so kleine Signal, die Genauigkeit lässt aber mehr als zu Wünschen übrig. Aber zurück zum Thema: Ich habe beschlossen bezüglich der Elevationsmaske bei dem u-blox Default-Wert von 5 Grad zu bleiben. Die Jungs werden sich schon etwas dabei gedacht haben. Gehe ich dann wirklich einmal ins Gebirge oder aufs Meer kann ich die Maske den veränderten Umgebungsbedingungen immer noch anpassen.

Vielen Dank für die Diskussion,
Christian

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