Fragen zu GPS Empfängern

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

Moderator: Roland

Mathias Van Beuken
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Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Mathias Van Beuken » 07.10.2013 - 10:05

Hallo,

ich habe vor kurzem angefangen mich mit der GPS Technik zu beschäftigen. Ich möchte sie nicht einfach nur anwenden sondern auch verstehen. Vor allem geht es mir darum, Fehler zu erkennen und dann auch zu verstehen warum sie auftreten und wie ich sie möglicherweise beheben bzw. vermindern kann.
Dazu habe ich mir schon die Ausarbeitung von Jean-Marie Zogg und Beiträge in Foren durchgelesen. Allerdings werden einige meiner Fragen dadurch nicht ganz beantwortet. Soll heißen, teilweise stehe ich vermutlich auf dem Schlauch.
Ich hoffe, dass mir hier im Forum weiter geholfen werden kann.

Es wird oft beschrieben, dass ein Satellit eine Vollständige Positionsangabe in 30 Sekunden verschickt, grob beschrieben. Jetzt habe ich schon einige GPS-Empfänger mit 5, 10 und sogar 20Hz Update rate gesehen, warum macht es Sinn so oft in der Sekunde ab zu tasten, wenn die Satelliten 30 Sekunden zur Übermittlung brauchen.

Des Weiteren bin ich mir nicht ganz schlüssig, was es mit den Channels auf sich hat. Ich habe mal gelesen, dass die Anzahl der Channel gleich der Anzahl der Korrelationen ist, die ein Chip macht um einen Satelliten zu erkennen. Es gibt aber Datenblätter in denen die rede von 50 Channels und über 2 Millionen Korrelatoren ist.

Ich möchte nicht allzu viel im ersten Post schreiben, deshalb erst mal die Fragen, die mich zur Zeit am meisten beim weiter kommen bremsen.

Vielen Dank im Voraus für eure Hilfe

Viele Grüße
Mathias

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Roland
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Roland » 07.10.2013 - 13:51

Hallo,

wahrscheinlich kann das inzwischen jemand anderes besser erklären, ich freue mich aber über jeden neuen Teilnehmer im Forum.

Die 30 Sekunden sind ja quasi nur ein Vorlauf zum Identifizieren der Satelliten.
Ist das erfolgreich gewesen, kann die Positionslösung schneller als einmal pro Sekunde erfolgen.

Die Kanäle werden für die voraussichtlich sichtbaren Satelliten vorgehalten. Es gibt glaube grade einen neuen mit ca. 465 Kanälen -
nein
JAVAD mit 864 Channels

In den Kanälen wird dann mit den Korrelatoren versucht, die vermuteten Signale zu erkennen, je mehr Korrelatoren desto schneller.
Die helfen auch beim stabilisieren des Empfangs.

Und viele Positionslösungen braucht man beim verfolgen schnell bewegter Objekte. Das können Rennwagen sein.

Jörn Weber
hat noch 2009 dieses Handbuch veröffentlicht; bevor er verstarb.

Im übrigen ist es bei GPS -oder GNSS- hilfreich, englische Quellen zu nutzen.

Viel Erfolg
Roland

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Taurus
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Taurus » 07.10.2013 - 22:35

Hallo Matthias und Wilkommen hier im Forum!

Mit deinen Fragen bist du genau an der richtigen Stelle.
Mathias Van Beuken hat geschrieben:warum macht es Sinn so oft in der Sekunde ab zu tasten, wenn die Satelliten 30 Sekunden zur Übermittlung brauchen.
Du musst unterscheiden zwischen Satellitenposition und Empfängerposition.
Der Satellit überträgt seine "grobe" Position alle 30 Sekunden. Wenn man sich mal anschaut was genau er überträgt, dann sind das die Kepler-Elemente
(vgl. http://de.wikipedia.org/wiki/Satelliten ... enelemente). Mit diesen Kepler-Elementen kann jeder berechnen wo sich der Satellit befindet. Da die Satelliten sich recht stabil auf ihren Bahnen bewegen, behalten die Bahndaten (=Kepler-Elemente) lange ihre Gültigkeit.
Das heißt nichts anderes, als dass sich die Keplerelemente nur 2x am Tag ändern (ob die Zahl stimmt weiß ich nicht genau), nachdem sie für einen Satelliten durch eine Bodenstation geändert wurden.
Lange Rede, kurzer Sinn... die Satellitenposition wird aus den Kepler-Elementen in Abhängigkeit von der Zeit berechnet.
Wenn ein Empfänger jetzt 20 Hz hat, bestimmt er 20x pro Sekunde seine eigene Position, das heißt er berechnet 20x die Position des Satelliten aus den identischen Kepler-Elementen zu 20 unterschiedlichen Zeitpunkten.
Mathias Van Beuken hat geschrieben:Ich habe mal gelesen, dass die Anzahl der Channel gleich der Anzahl der Korrelationen ist, die ein Chip macht um einen Satelliten zu erkennen. Es gibt aber Datenblätter in denen die rede von 50 Channels und über 2 Millionen Korrelatoren ist.
Unter einem Channel versteht man die Fähigkeit eines Empfängers, einen Satelliten dauerhaft zu empfangen.
Wenn ein Empfänger beispielsweise 50 Channels hat, kann er 50 Satelliten zum selben Zeitpunkt verfolgen.

Mit den Korrelatoren ist es etwas schwieriger...
Bei GPS senden alle Satelliten auf der gleichen Frequenz. Wenn du dir vorstellst, das bei deinem Autoradio alle Sender auf der gleichen Frequenz senden, kannst du dir ja vorstellen das nix vernünftiges bei rum kommt. Daher hat jeder Satellit einen eigenen Code um ihn in dem ganzen Gewirr von Signalen identifizieren zu können.
Der Empfänger (er kennt alle Codes mit denen die Satelliten senden) muss also erstmal suchen auf welchen Codes gerade gesendet wird.
Und es wird noch schlimmer...
Die Satelliten bewegen sich ja ziemlich schnell. Je nachdem ob der Satellit sich an den Empfänger annähert oder entfernt kommt es zu einer Verschiebung der empfangenen Frequenz. Die Frequenz mit der der Satellit sendet ist -zumindest für uns Normalsterbliche- die L1-Frequenz von 1575,42 MHz. Am Empfänger liegen mal 1570 MHz und auch mal 1580 Mhz an (Dopplereffekt infolge der Bewegung).
Also weiß der Satellit nicht nur NICHT mit welchen Codes gerade gesendet wird, sondern er weiß auch NICHT genau auf welcher Frequenz gesendet wird.
Um nun herauszufinden auf welcher Frequenz mit welchen Codes gesendet wird, werden die Korrelatoren benötigt.
Die machen eigentlich nix anderes als das empfangene Signal mit einem selbst erzeugten Signal zu vergleichen. Und wenn die Korrelation (="Ähnlichkeit") hoch ist, haben sie eine passende Kombination von Code und Frequenz gefunden.
Je mehr Korrelatoren, desto mehr Code-Frequenz-Kombinationen können gleichzeitig verglichen werden.

Du siehst also, die Anzahl an Kanälen/Channels hat nichts mit der Anzahl der Korrelatoren zutun.

Taurus

Mathias Van Beuken
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Mathias Van Beuken » 08.10.2013 - 10:46

Vielen Dank für eure Ausführlichen Antworten.

D.h. dass der Empfänger einmal die Bahndaten und nicht die Position eines Satelliten Empfängt, dazu benötigt er die 30 Sekunden. Danach kann der Empfänger an Hand der Bahndaten die Postion des Satelliten und damit über die Laufzeit des Signals zu sich seine eigene Position berechnen. Je nachdem mit wie viel Hz er angegeben ist macht er dies mehrmals pro Sekunde. Zur Bestimmung der eigenen Position wird also einmal die Laufzeit des Signals sowie die Frequenzänderung bedingt durch den Dopplereffekt herangezogen.
Bin ich jetzt mit eurer Hilfe gekommen. Verstehe jetzt auch einige andere Aussagen endlich.
Im Prinzip wird ja dann einfach nur die Laufzeit des PRN-Codes, der mit 1,023Mhz übertragen wird und mit der eigentlichen Nachricht "verexlusivodert" wurde ausgewertet. Dann macht es auch Sinn, dass das Signal mit mehreren Hz ausgewertet wird.

Zu den Channels, so etwas dachte ich mir schon, es wird nur oft geschrieben, dass Channels mit Korrelatoren gleichzusetzen sind, was dann einfach eine Falschaussage ist.

Nochmals vielen Dank für eure Hilfe, ich werde gerne in Zukunft wieder auf euch zurück kommen.

Gruß
Mathias

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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Mathias Van Beuken » 08.10.2013 - 16:54

Ich hätte gleich noch eine Frage hinter her, möchte aber dazu nicht unbedingt einen neuen Beitrag erstellen.

Für hochdynamische Anwendungen, wie im Auto/Motorrad auf der Rennstrecke eignen sich ja dann wohl eher Receiver, die eine höhere update rate haben.
Z.B der MAX-7 von U-BLOX mit 10Hz habe auch einen Skytraq Venus6 mit sogar 20Hz gefunden, allerdings meine ich irgendwo gelesen zu haben, dass der Skytraq nicht der genauste sein soll.
Könnt ihr noch weitere bzw sogar geeignetere Module für diesen Bereich empfehlen?

Gruß
Mathias

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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von B14 » 08.10.2013 - 23:45

Hallo Mathias,

Respekt, du scheinst dich in die Materie ja schon gut eingearbeitet zu haben. Deine Annahme, dass bei sich schnell veränderenden Vorgängen (sowohl Geschwindigkeit als auch Richtungsvektor) eine hohe Abtastrate (1, 5, 10, 20 und mehr Hz) hilfreich ist, kann ich nur bestätigen.

Dies musste ich schon einmal leidvoll erfahren, als ich mit dem Auto geblitzt wurde und gleichzeitig ein Sirf III Log mitgeschrieben habe. Die 1 Hz Erfassungsrate hat leider nicht ausgereicht um den Herren Ordungshüttern zu beweisen, dass ich innerorts in dem Streckenabschnitt max. 55,1 km/h gefahren bin. Na ja, Schwamm drüber.

Deine Frage nach Genauigkeit kann nur differenziert beantwortet werden. Es hängt wesentlich vom genutzen Verfahren ab. Dies kann Standalone, PPP oder RTK sein. Ich hatte bisher mit dem NC08C-CSM http://www.nvs-gnss.com/products/receiv ... c-csm.html gute Erfahrungen http://gpsforum.kowoma.de/viewtopic.php ... =15#p15032 im Standalone und RTK Betrieb (1, 2, 5, 10 Hz). Auch Realtime oder Postprocessing ist ein wichtiger Punkt. Mit den Skytraq´s S1315 waren die Ergebnisse nur suboptimal. Mit den neuen ULOX habe ich noch keine Erfahrungen.

Leider kenne ich bisher keine komfortable Lösung, den NVS mobil zu nutzen. Man braucht i.d.R. immer eine externe Antenne und einen Computer, der RTKLIB ausführen kann. Da dies jetzt auch für Android https://play.google.com/store/apps/deta ... kgps&hl=en verfügbar ist, kann man es aber mit jedem USB-OTG-fähigen Smartphone betreiben.

Gruss
Bernd

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Taurus
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Taurus » 09.10.2013 - 08:01

Huhu,

bei den Empfängern bin ich überhaupt nicht auf der Höhe, da kann ich leider nicht viel zu beitragen.
Aber im Regelfall interessiert man sich ja auch nicht für den GPS-Empfänger sondern für die Koordinaten die unten rauspurzeln :lol:
Daher hier der Hinweis das man, um noch höhere Abtastraten zu realisieren, häufig ein Inertialnavigationssystem mit GPS kombiniert, um über 20Hz zu kommen.
Dann steht einem die Welt zwischen 20Hz und 4000Hz völlig offen.

Eine billige, nicht ganz so "saubere" Variante wäre, einfach einen zweiten Empfänger dazu zu nehmen.
Hat den Nachteil, das man nicht in den exakt gleichen Zeitabständen eine Messung vornimmt, aber ob das kritisch ist oder nicht, musst du für deine Anwendung selbst entscheiden.

Taurus

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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Mathias Van Beuken » 09.10.2013 - 10:33

Hallo,

Danke für das Kompliment Bernd. das Modul von NVS sieht auf jeden Fall auch sehr interessant aus. Vor allem die Genauigkeit bei der dynamischen RTK Messung mit postprocessing ist beeindruckend. Allerdings bin ich in diesem Feld noch nicht so sehr bewandert als dass ich viel dazu sagen könnte. Ich weiß nur, dass beim RTK Verfahren eine Feste Basisstation und der bewegliche Rover, oder geht das auch anders, denn eine Feste Station kommt bei mir eher nicht in Frage.

Externe Antenne sollte kein Problem sein, ich habe ohnehin vor das Modul in eine vorhandene Schaltung zu integrieren und den NMEA Stream über CAN zu versenden. Dabei soll eine externe Antenne verwendet werden.


Die Möglichkeit ein Inertialnavigationssystem mit GPS kombinieren klingt sehr verlockend, ich habe auch schon darüber nachgedacht so etwas zu nutzen und dabei einen Kalmanfilter zu verwenden. Allerdings ist es wohl nicht möglich fertige Module zu finden die man in eine eigene Schaltung integrieren kann. Zu mindestens habe ich beim groben suchen nichts brauchbares gefunden.
Zu den zwei Modulen: Gibt es dafür einen Erfahrungsbericht bzw. Beitrag o.ä der so etwas beschreibt. Im Prinzip müsste das ja so ablaufen, dass man auch zwei Antennen verwendet und die beiden dann entstehenden NMEA Datensätze mit einander in irgendeiner Form verarbeitet, dass man ein brauchbareren Datensatz als nur mit einem bekommt.

Gruß
Mathias

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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Taurus » 09.10.2013 - 18:32

Mathias Van Beuken hat geschrieben:Zu den zwei Modulen: Gibt es dafür einen Erfahrungsbericht bzw. Beitrag o.ä der so etwas beschreibt. Im Prinzip müsste das ja so ablaufen, dass man auch zwei Antennen verwendet und die beiden dann entstehenden NMEA Datensätze mit einander in irgendeiner Form verarbeitet, dass man ein brauchbareren Datensatz als nur mit einem bekommt.
Ich wüte nicht das es da eins gibt. Allerdings ist es auch nicht so sonderlich schwierig!
Einfach beide Dateien hinterenander in einem Programm einlesen und dann nach der Empfangszeit sortieren!
Klappt mit Excel, Matlab, C...

Wenn du sowieso mit CAN arbeiten willst musst du ja eh die Daten einmal "anfassen", und da kannst du zuvor auch zwei Datensätze miteinander vergleichen und den früher empfangenen zuerst senden.

Taurus

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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von B14 » 09.10.2013 - 20:30

Hallo Taurus und Mathias,

die Idee, Daten des GPS/GNSS mit einem Inertialsystem zu kombinieren halte ich auch für sehr sinnvoll. Gerade bei der Autonavigation beim Einfahren in Tunnels ist der Abriss der SATs sehr ärgerlich. Aber auch die hier gewünschte gesteigerte Positionsfrequenz kann damit realisiert werden.

So teuer muss das auch nicht sein. Gängige Smartphones haben ja alle notwendigen Sensoren integriert. Die da wären: GPS/GNSS, Kompass, Lagesensor, Beschleunigungssensor und Barometer (für die Höhe). Die notwendigen Schnittstellen zum Internet bzw. Funk (2/3G, WiFi, BlueTooth) sind ja auch schon dabei. Leider kenne ich kein Phone mit GPS-Antennenanschluss oder gar RAW-Datenausgabe. Ist meistens so ein Broadcom-Zeug. Wer sich mal ein wenig Zeit nimmt, kann in dem 45 minutigen Video von Invensense http://www.youtube.com/watch?v=C7JQ7Rpwn2k sehen, was damit schon möglich ist.

Ich habe das auch schon mal mit den Programmieren von OSMAND http://www.osmand.net/ diskutiert und die fanden die Idee nicht mal so schlecht. In der der Praxis scheint das aber doch noch nicht so einfach zu realisieren zu sein (mathematisch als auch programmtechnisch). An den Unis wird hierzu zwar schon massiv geforscht, aber echte Lösungen habe ich noch nicht gesehen.

Ach ja, ein paar Apps für Inertialnavigations gibts auch schon. Meine ersten Versuche waren aber nicht so berauschend.
- Smartnavi https://play.google.com/store/apps/deta ... wich&hl=en
- InterialNav https://play.google.com/store/apps/deta ... inav&hl=en

Gruss
Bernd

Hagen.Felix
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Hagen.Felix » 09.10.2013 - 23:43

B14 hat geschrieben: ...
So teuer muss das auch nicht sein. Gängige Smartphones haben ja alle notwendigen Sensoren integriert.
...
Die "nackten" Sensoren selbst sind sogar schon relativ billig, sofern man nicht die Modelle der höheren Genauigkeit benötigt.

Ich hatte mich beim ersten Schaltungsentwurf für die neuen Logger-Platinen von Michele ja auch gefragt, ob es denn nicht die reinste Geldverschwendung ist, jetzt schon jeder Platine gleich von Beginn an sowohl ein Magnetometer als auch ein Barometer aufzulöten, auch wenn dies dann von vielleicht 90% aller Anwender gar nicht genutzt wird (bisher hatten wir ja immer nur einen Steckplatz für die 9DOF-Module von SparkFun auf unseren Loggerplatinen). :?:

Ist es aber nicht. :wink:

Bleibt natürlich noch die Frage, ob man sich für fähig hält, eine deutlich bessere Lösung als die m.E. schon seit etlichen Jahren so gut funktionierenden Dynamik-Profile von u-blox abliefern zu können.

Ich für meinen Teil jedenfalls sicher nicht!

Obwohl es von der Rechenleistung für solcherlei Dinge ja schon geradezu "spätrömisch dekadent" zugeht ... :mrgreen:

Der Leistungszuwachs vom STM32F103 zum STM32F407 (bei auch noch relativ geringen Mehrkosten) ist so üppig, dass ich derzeit gerade daran bin, es auf dieser Hardware jetzt doch mal mit dem NETMF (http://www.mountaineer.org/netmf-for-stm32/) zu versuchen. :idea:

Aber wie gesagt, ich wüsste gar nicht, wo in Sachen Sensorfusion da nun wirlich Handlungsbedarf bestünde ...
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Hagen.Felix » 10.10.2013 - 00:23

Mathias Van Beuken hat geschrieben:Ich hätte gleich noch eine Frage hinter her, möchte aber dazu nicht unbedingt einen neuen Beitrag erstellen.
Für hochdynamische Anwendungen, wie im Auto/Motorrad auf der Rennstrecke eignen sich ja dann wohl eher Receiver, die eine höhere update rate haben.
Z.B der MAX-7 von U-BLOX mit 10Hz habe auch einen Skytraq Venus6 mit sogar 20Hz gefunden, allerdings meine ich irgendwo gelesen zu haben, dass der Skytraq nicht der genauste sein soll.
Könnt ihr noch weitere bzw sogar geeignetere Module für diesen Bereich empfehlen?
...
Zunächst sollte mal die Überlegung durchexerziert werden, wieviel Hz es denn wirklich sein müssten.

Klar: Je mehr, desto besser! :mrgreen:

Die richtig teuren OEM-Platinen der bekannten Hersteller kommen ja schon seit Jahren durchaus auch mit 100 Hz (oder können teilweise auch mit einem "Luxus-Upgrade" dafür freigeschaltet werden).

Bei NVS sind 10 Hz mit hoher Güte gar kein Problem, wobei ich aber nicht weiß, ob sich die modulinterne Filterung und Glättung (in Entsprechung zu den Dynamik-Profilen bei u-blox) auch wirklich für hochdynamische Anwendungen eignet.

Extreme Beschleunigungen bzw. Verzögerungen? Krasse Kurven oder gar echte Höhensprünge?

Da hilft im Zweifelsfall, wenn sich keine Erfahrungsberichte von Praxisanwendern finden lassen, eventuell doch nur der eigene Test unter den eigenen Einsatzbedingungen!

Das normale Autofahren dürfte aber schon recht ordentlich vom NV08C abgebildet werden. Bernd (als "B14" hier auch in dieser Beitragsreihe) hat vor einiger Zeit mal eine Autofahrt mit diesem Empfänger an einer TW2410 aufgezeichnet. Die sah wirklich sehr akkurat aus. :D

Der kommende NEO-7P von u-blox wird mit 10 Hz aufwarten, und die Dynamik-Profile darin werden ja hoffentlich auch nicht gerade schlechter geworden sein. :idea:

Aber ich würde an Deiner Stelle wirklich erst mal kurz durchrechnen, welche Update-Rate es letztlich doch sein sollte (bzw. wo dann schon evtl. der unnötige Luxus beginnt)!

Ich beäuge ja auch die vielen kleinen Logger-Mäuschen aus Taiwan und deren Anwender hierzulande schon seit etlichen Jahren. Da sind nicht wenige Nutzer von Rennfahrzeugen (ob nun in groß oder aus dem Modellbau) erst mal nur dann so richtig aus dem Häuschen vor lauter Begeisterung geraten, als die ersten Modelle mit 5 Hz (interne Aufzeichnung auf SD-Karte oder fest eingebauten Flash-Speicher) für das in dieser Szene übliche kleine Geld zu bekommen waren.

Der nächste Schritt (auf 10 Hz) fühlt sich im Vergleich dazu jedenfalls nicht annähernd so spektakulär an wie der von 1 auf 5 Hz, zumal hier der Markt auch schon wieder recht dünn wird.

Vermutlich dürfte gleichwohl "summa summarum" der NV08C derzeit doch ein ziemlicher Favorit sein, nicht zuletzt auch dank der weitergehenden Möglichkeiten mit der RTKLIB.

Und was den schon erwähnten NEO-7P betrifft: immer schön langsam mit den jungen Pferden!

Angekündigt ist ja (wie üblich) noch lange nicht ausgeliefert ... :roll:

Aber ich schreibe speziell dazu dann auch gleich noch mal etwas in der Beitragsreihe zum NEO-6P bzw. mache demnächst mal eine neue für den 7er auf ...

Viele Grüße aus der mit allen Wassern gewaschenen Residenz im Muldental,
Hagen
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von B14 » 10.10.2013 - 16:25

Hagen.Felix hat geschrieben:Aber wie gesagt, ich wüsste gar nicht, wo in Sachen Sensorfusion da nun wirlich Handlungsbedarf bestünde ...
Hallo Hagen,

das sehe ich ein bischen anders oder habe dich falsch verstanden. Sensorfusion findet momentan hautpsächlich im Bereich Lage/Beschleunigungs- und Richtungssensoren (Kompass) statt. An die Integration von GNSS Daten hat sich noch keiner so richtig heran gewagt. Na ja, Tomoji hat das bei sich in den ToDos auch mit kleiner Prio drauf ([11] Support tightly coupled INS/GPS integration) http://gpspp.sakura.ne.jp/rtklib/rtklib_todo.htm.

Nur zwei Beispiele, wo INS/GPS-Integration sehr hifreich wäre:

Ein guter bekannter von mir ist LH-Pilot. Dort suchen sie seit langer Zeit ein Backup für die heute genutzen Navigationssysteme. Mit Kompass und Sextant kann keiner mehr so richtig umgehen. GPS alleine erfüllt leider nicht die Genauigkeits- und vor allem Qualitätsanforderungen (trotz WAAS), vor allem in der Ladephase. Da würde INS einen deutlichen Fortschritt bringen. Nur die Zulassung von "Smartphones" der Luftfahrtbehörden ist eine andere lange Geschichte.

Das zweite Szenario ist dort, wo man für einen bestimmten Zeitraum keinen SAT-View hat, z.B. in Tunnels, Häuserschluchten oder Parkhäusern. Erfahrungen der Autoindustrie haben gezeigt, dass man bei SAT-Abriss doch wohl noch 2-3 km genau navigieren kann. Ok, die haben dann neben INS wohl auch noch Randsensoren und Lenkeinstellungen mit genutzt.

Das Thema bleibt aber hoch spannend.

Gruss
Bernd (B14)

Hagen.Felix
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Hagen.Felix » 10.10.2013 - 21:37

B14 hat geschrieben: ...
Sensorfusion findet momentan hautpsächlich im Bereich Lage/Beschleunigungs- und Richtungssensoren (Kompass) statt.
...
Das zweite Szenario ist dort, wo man für einen bestimmten Zeitraum keinen SAT-View hat, z.B. in Tunnels, Häuserschluchten oder Parkhäusern. Erfahrungen der Autoindustrie haben gezeigt, dass man bei SAT-Abriss doch wohl noch 2-3 km genau navigieren kann. Ok, die haben dann neben INS wohl auch noch Randsensoren und Lenkeinstellungen mit genutzt.
Moin Bernd,

ja, da habe ich mich wohl etwas missverständlich ausgedrückt ... :roll:

Dass es für vielerlei Anwendungen in der Praxis gewiss einen großen Nutzen hätte, wenn solche Sensoren in GNSS-Empfängern gleich mit dazu genutzt würden, insbesondere die Zuverlässigkeit der Positionsbestimmung zu verbessern, wöllte ich gar nicht in Frage stellen!

Ich meinte doch nur, dass mein eigenes Know-How wohl noch viel zu dürftig ist, um wenigstens so etwas mit der Praxistauglichkeit wie eben der Dynamik-Profile von u-blox realisieren zu können ... :(

Obwohl inzwischen sicher mehr als genug Prozessorleistung für derlei Dinge verfügbar ist!

Das ist ja die Crux, dass es letztlich meistens daran scheitert, dass jemand den ganzen Weg von der fachlichen Problemdurchdringung über die mathematische bzw. algorithmische Modellierung bis hin zu einer wenigstens halbwegs stabilen Software gehen muss ... :shock:

Verglichen mit dieser Mühsal ist das Auflöten von so ein paar Sensorchips auf eine Platine ja quasi Kindergeburtstag! :mrgreen:

Anekdote dazu: mir ist kein einziger Anwender der *LogWi-Boards von Michele bekannt, der tatsächlich so ein 9DOF-Multi-Sensor-Modul (https://www.sparkfun.com/products/10724) aufgesteckt und sich eine davon Gebrauch machende Firmware geschrieben hätte ...

Andererseits wäre ja vielleicht schon ein ganz simpler Ansatz besser als gar keiner?

Ich habe z.B. als Navi im Auto noch immer eines der älteren TomTom-Geräte, die tatsächlich mit Hilfe zusätzlicher Sensoren (vermutlich Beschleunigung) im Tunnel recht passabel "weiterfahren". Sehr praktisch in Städten wie Berlin (seit einigen Jahren), wo man in solchen Tunneln ja wirklich richtig viele Abzweigungen und Ausfahrten hat!

Leider ist dieses Ausstattungsmerkmal aber seit einigen Gerätegenerationen bei TomTom auch schon wieder den BWL-Heinis zum Opfer gefallen ... :evil:

Lange Rede, kurzer Sinn: Du hast natürlich vollkommen recht! :D

P.S.: Habe gleich noch mal nach dem Ding bei TomTom gesucht. Das hieß "Enhanced Positioning Technology" (EPT) und wird folgendermaßen beschrieben:
... is used to estimate your current position when GPS reception is unreliable or unavailable. When satellite signal reception is compromised, for example when driving between tall buildings in metropolitan areas, EPT offers a more continuous navigation experience.
At the beginning of a journey it takes about one minute for EPT to fully calibrate. Once the device is docked in the car, with good GPS reception and at a standstill, it calibrates for five seconds. Then, for one minute after setting off, the calibration engine collects data from the sensors.
EPT features an accelerometer and a gyro ...
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Re: Fragen zu GPS Empfängern

Beitrag von Taurus » 11.10.2013 - 07:20

Hagen.Felix hat geschrieben:Anekdote dazu: mir ist kein einziger Anwender der *LogWi-Boards von Michele bekannt, der tatsächlich so ein 9DOF-Multi-Sensor-Modul (https://www.sparkfun.com/products/10724) aufgesteckt und sich eine davon Gebrauch machende Firmware geschrieben hätte ...
Kommt drauf an!
Unter den Multi-Rotor-Fliegern sind 6DOF's der Standard, mittlerweile, dank günstigen Barometern, fast schon 7 DOF.
Gibts auch mit separatem GPS auf einer Platine zur Flugsteuerung: http://www.ebay.de/itm/MWC-MultiWii-SE- ... 1138428858
Allerdings werden da die INS-Daten nur zur Steuerung / Stabilisierung der Fluggeräte genutzt, nicht zur Stützung der GNSS-Positionsgenauigkeit.

Wobei mir da gerade eine Idee kommt... bei uBlox gab es doch einen "Dead Reckogning"-Eingang, oder?
Da würde man ja aus einer 3 DOF IMU und einem 3 DOF Gyro bestimmt das passende Datenformat stricken können...

Es lässt sich ja im Bereich von loosely coupling auch sehr einfach im Postprocessing machen, solange man die INS-Daten in genügender Auslösung hat. Da ist die Mathematik aber wirklich Kindergeburtstag :lol:
Richtig lustig wird es erst, wenn du vor der GNSS-Positionsbestimmung den Empfänger durch ein INS stützen willst (Datenfusion mit den raw-Daten, 'tightly coupling').

Taurus

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