u-blox F9

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

Moderator: Roland

B14
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Re: u-blox F9

Beitrag von B14 » 11.07.2020 - 08:46

Ich habe jetzt mit dem F9P und einer kalibrierten GNSS-Antenne (Pinwheel) eine ~10 stündige Messung durchgeführt. Anschließend wurde ein RTK-Postprocessing mit der ~25 km entfernten GREF-Station in Erlangen (ERLA) ausgeführt. Wie zu erwarten war, sind die Kurvenverläufe im Vergleich zu den Tests mit der EUREF-Station WTZR (~120 km Baseline) spürbar genauer.

Ich werde Heute nochmal einen Test an einem geodätischen Referenzpunkt in Hersbruck zum Check der absoluten Genauigkeit durchführen.

Gruss
Bernd
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B14
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Re: u-blox F9

Beitrag von B14 » 26.07.2020 - 19:07

B14 hat geschrieben:
11.07.2020 - 08:46
Ich werde Heute nochmal einen Test an einem geodätischen Referenzpunkt in Hersbruck zum Check der absoluten Genauigkeit durchführen.
Den Quercheck mit dem geodätischem Referenzpunkt in Hersbruck [https://www.ldbv.bayern.de/vermessung/s ... bruck.html] habe ich jetzt durchgeführt. Die Auswertung hat etwas gedauert, da ich diese über Sapos Bayern und VRS machen wollte. Dazu musste ich mir erst eine Kennung besorgen. Sapos ist in Bayern leider nicht kostenfrei und es unterstützt nur GPS, Glonass und Galileo aber kein Beidou. Andere Bundesländer sind da leider deutlich weiter.

Gemessen habe ich mit einem Ublox F9P (GRE kein CS) und kalibrierter Pinwheel Antenne, Dauer ungefähr ~1 h 12 min. Mit dem Ergebnis bin ich ganz zufrieden. Die 2D-Abweichung beträgt ~ 5 mm. Ausreichend Sicht zum Himmel und gutes Wetter waren gegeben. Sicherlich kann man von einer solchen Messung noch nicht auf die grundsätzliche Genauigkeit schließen, aber ein Indikator ist es schon.

Gruss
Bernd
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Tolio7pat
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Re: u-blox F9

Beitrag von Tolio7pat » 26.07.2020 - 19:56

Hi Bernd,

zur Verwendung der sog. geodätischen Referenzpunkte bei der Einschätzung der absoluten Genauigkeit von Präzisions-differntial-gnss-Empfängern möchte ich folgendes zu bedenken geben:

- die absolute Genauigkeit dieser Referenzpunkte ist per se in der von Dir angegebenen Quelle auf cm-Niveau Angegeben.
- diese Punkte sind vom Ersteller von Vorn herein zum Abgleich von Consumer-"GPS" Geräten gedacht

Es gibt dedizierte gnss-Testfelder welche zur Kalibration von pdgnss Empfängersystemen, bzw. zu deren "Kalibration" herangezogen werden. In Baden-Württemberg sind diese Testfelder beispielsweise hier veröffentlicht: http://www.sapos-bw.de/testfelder.php
Die Punkte dort sind auf drei Nachkommastellen genau angegeben und durch das Landesvermessungsamt mittels übergeordneter Genauigkeit Verifiziert worden. Im abrufbaren Handbuch ist eine Testsequenz, deren Auswertung sowie die Entsprechenden Grenzwerte zur Erlangung des SAPOS-HEPS Standards vorgegeben.

Da Deine Messungen ja Ergebnise im Milimeterbereich liefern, könnte ich mir vorstellen, daß es Sinn macht solch ein Testfeld für Deine Ansprüche einmal aufzusuchen. Sicherlich gibt es für Bayern ähnliche Testfelder.

Grüßle,
Andy

Hagen.Felix
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F9P-Testmessungen

Beitrag von Hagen.Felix » 27.07.2020 - 08:59

B14 hat geschrieben:
26.07.2020 - 19:07
... Mit dem Ergebnis bin ich ganz zufrieden. Die 2D-Abweichung beträgt ~ 5 mm. ...
Tolio7pat hat geschrieben:
26.07.2020 - 19:56
... absolute Genauigkeit ... auf cm-Niveau ... zum Abgleich von Consumer-"GPS" Geräten gedacht ...

Tatsächlich scheint das Fazit "ganz zufrieden" geradezu mustergültig für den Begriff des gepflegten Understatements gelten zu können. :mrgreen:

Doch so gänzlich einwandfrei (bzw. ja sogar verblüffend treffgenau, und dies erst recht mit einer VRS) das Resultat dieser Messung auch ist, plagt mich ob der genannten Fehlerdimension auch schon eine ganz andere Sorge ... :roll:

Das eigentliche Grundproblem hinter dieser Besorgnis hat allerdings gar nichts mit der konkreten Messmethodik von Bernd zu tun (m.E. könnten sich von deren gründlicher Herangehensweise jedoch auch einige Leutchen gern mal eine Scheibe abschneiden, die beruflich bzw. gewerblich mit GNSS-Hardware zu tun haben), sondern v.a. mit der inzwischen schon erreichten "Demokratisierung" im Spezialgebiet der hochpräzisen Positionsbestimmung.

Denn bevor dieser Prozess begann (v.a. im Rahmen der RTKLIB-Entwicklung i.V. mit kostengünstigen Rohdaten-Empfängern) und sich mittlerweile z.B. gerade mit dem F9P auch schon in Form von "Plug'n'Play"-Produkten materialisiert hat, war diese Domäne ja noch quasi 100%ig in der Hand von Spezialisten mit einschlägigem Hochschulabschluss und Ausrüstung für (mindestens) mehrere Zigtausende ...

Mit der Schattenseite jener eigentlich doch so erfreulichen Veränderung, dass nunmehr also auch Laien mit geradezu spottbilliger Hardware bereits eine Messgüte bis in den Millimeterbereich realisieren können, werde ich nämlich relativ oft konfrontiert. :?

An dieser Stelle daher auch meinerseits ein kleiner "Warnhinweis": Mit Empfänger- bzw. RTK-Modul und Antenne allein ist es noch lange nicht getan!

Wer also ernsthaft in die Dimension von Lagefehlern im Submeter- oder gar Subdezimeter-Bereich vorstoßen möchte (vom Subzentimeter ganz zu schweigen), muss sich m.E. notwendigerweise zumindest auch mit einem Grundverständnis der Geodäsie (v.a. hinsichtlich der Lage- und Höhenbezugssysteme) sowie der Statistik ausrüsten, letzteres natürlich insbesondere dahingehend, wie sich solche Leistungsmerkmale entsprechender Produkte letztlich nur interpretieren lassen (z.B. Zahlen zur Genauigkeit in den Datenblättern von GNSS-Produkten) ... :wink:

Eine kleine Ergänzung noch zur konkret genannten "Pinwheel"-Antenne: Die zahlreichen Einzelmodelle dieser NovAtel-Bauform (https://www.optimalsystem.de/os/docs/No ... ntenna.pdf), ob nun als NovAtel-Produkt selbst oder auch z.B. im Leica-Gewand (bei evtl. allerdings sogar identischem Innenleben) liegen mit ihrem nominalen Speisespannungsbereich ja doch relativ deutlich über der Spannung, welche die bislang verbreiteten F9P-Produkte an ihrem Antennenanschluss bereitstellen.

Die liegt konkret zumeist bei knapp 3,3 V und damit klar unter der vom "Pinwheel"-Hersteller auf Datenblatt und Produktaufkleber offiziell deklarierten Untergrenze von 4,5 V.

Gleichwohl sind erfahrungsgemäß viele (bzw. vielleicht sogar alle) "Pinwheel"-Einzelmodelle auch mit einer solchermaßen eigentlich unzureichenden Speisespannung in ihrer Leistung nicht erkennbar gemindert.

Ganz anders jedoch z.B. die VEXXIS, hier hat mich konkret eine GNSS-850 erst kürzlich damit überrascht, bei dieser "suboptimalen" F9P-Speisung ihren Dienst gleich ganz zu verweigern, obwohl die nominale Untergrenze (laut Datenblatt 3,8 V) sogar niedriger ist als bei den mir bekannten "Pinwheels".

Also Obacht auch bei der Antennenspeisung!

Ganz allgemein jedenfalls, die "Pinwheels" glänzen jedoch auch diesbezüglich mit ihrer Toleranz ... :D
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Hagen.Felix
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Re: F9P-Testmessungen

Beitrag von Hagen.Felix » 02.08.2020 - 08:17

Hagen.Felix hat geschrieben:
27.07.2020 - 08:59
... F9P-Produkte ... Antennenanschluss ... knapp 3,3 V ... unter ... "Pinwheel" ... Untergrenze ... 4,5 V
Falscher Alarm diesbezüglich, obschon ansonsten (bzw. für die "richtigen" Pinwheels :mrgreen: ) jedoch durchaus zutreffend. :wink:

Die von Bernd bei der o.g. Messung verwendete Antenne (https://www.ardusimple.com/product/cali ... enna-ip67/) hat nämlich einen auch offiziell deklarierten Speisespannungsbereich von 3-12 V, wurde also auch tatsächlich innerhalb ihrer nominalen Spezifikation betrieben.

Aber wie gesagt, ich habe schon Dutzende unterschiedlicher Pinwheel-Modelle (sowohl von NovAtel selbst als auch aus dem "Badge-Engineering" von Leica) mit den knapp 3,3 V versorgt, die ein F9P-Modul zur Antennenspeisung bereitstellt, und hierbei stets einwandfreie Ergebnisse bekommen.

Der Kollege von ArduSimple hat leider recht effektiv die Spuren zum eigentlichen Hersteller jener geodätischen Antenne verwischt, so dass ich nur deren äußerliches Erscheinungsbild i.V. mit ihren funktionalen Parametern (lt. Datenblatt) zum Abgleich mit den dazu in Frage kommenden Modellen der "üblichen Verdächtigen" (Harxxon, Jinchang, Beitian usw.) heranziehen könnte. :idea:

Die Hersteller in China haben sich im Laufe der Jahre übrigens durchaus beachtlich gemausert, was die Leistungsmerkmale und Fertigungsqualität etlicher Produkte betrifft.

Auch in puncto Dokumentation hat sich dort zwar schon einiges gebessert, für den alten teutonischen Dickschädel ist es insgesamt aber noch immer eher gruselig.

Hinzu kommt, dass es in China noch verworrener wirkt, wer da eigentlich welche Produkte entwickelt, fertigt und/oder nur unter diversen Modellbezeichnungen verhökert ... :cry:

Dass sich derzeit die v.a. innerhalb der letzten 30 Jahre immer weiter aufgeblähte Globalisierung z.T. wieder in Rauch auflöst, so dass evtl. sogar als durchaus denkbar erscheinen mag, dass einen nicht wirklich fernen Tages dann allzu eifrige Handelsbeziehungen nach China in den Ruch von Landesverrat geraten könnten, erleichtert die Sache auch nicht gerade ... :roll:
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Geospector
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Re: F9P-Testmessungen

Beitrag von Geospector » 03.08.2020 - 18:19

Hagen.Felix hat geschrieben:
27.07.2020 - 08:59
Das eigentliche Grundproblem hinter dieser Besorgnis hat allerdings gar nichts mit der konkreten Messmethodik von Bernd zu tun (m.E. könnten sich von deren gründlicher Herangehensweise jedoch auch einige Leutchen gern mal eine Scheibe abschneiden, die beruflich bzw. gewerblich mit GNSS-Hardware zu tun haben), sondern v.a. mit der inzwischen schon erreichten "Demokratisierung" im Spezialgebiet der hochpräzisen Positionsbestimmung.
Ja, ganz nett beschrieben. In der Tat gibt es da auch genügend Stolperfallen für Leute, die sich schon jahrelang damit beschäftigen :wink:

Geospector
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Re: F9P-Testmessungen

Beitrag von Geospector » 03.08.2020 - 18:24

Hagen.Felix hat geschrieben:
02.08.2020 - 08:17
Dass sich derzeit die v.a. innerhalb der letzten 30 Jahre immer weiter aufgeblähte Globalisierung z.T. wieder in Rauch auflöst, so dass evtl. sogar als durchaus denkbar erscheinen mag, dass einen nicht wirklich fernen Tages dann allzu eifrige Handelsbeziehungen nach China in den Ruch von Landesverrat geraten könnten, erleichtert die Sache auch nicht gerade ... :roll:
Ich denke mal, das Rad lässt sich nicht mehr zurückdrehen, da sind die wirtschaftlichen Interessen nach den günstigsten Sourcen viel zu stark. Ich bin gerade mit einem Hersteller in China zugange, der im Bereich GNSS/IMU-Integration quasi konkurrenzlose Produkte auf den Markt bringen wird - zu einem Preis, der ein Bruchteil des hier gewohnten sein wird (1.000 USD vs. 9.000 USD). Dazu kommt dann noch eine sich abzeichnende Technologieführerschaft Asiens in Zukunft :roll:

Yups
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Re: u-blox F9

Beitrag von Yups » 27.10.2020 - 13:15

ublox hat übrigens für das F9P eine neue Firmware rausgebracht.
1.13 ist nun aktuell.

Changelog
https://www.u-blox.com/en/docs/UBX-20019211

Für viele vielleicht der interessanteste Punkt:
SBAS wurde ergänzt.

Hagen.Felix
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Re: u-blox F9

Beitrag von Hagen.Felix » 31.10.2020 - 10:22

Yups hat geschrieben:
27.10.2020 - 13:15
ublox hat übrigens für das F9P eine neue Firmware rausgebracht.
1.13 ist nun aktuell.

Changelog
https://www.u-blox.com/en/docs/UBX-20019211

Für viele vielleicht der interessanteste Punkt:
SBAS wurde ergänzt.
Zwar nicht ganz neu, aber gewiss auch jetzt noch höchst begrüßenswert! :mrgreen:

viewtopic.php?f=3&t=3727&start=30#p18458
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Yups
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Re: u-blox F9

Beitrag von Yups » 03.11.2020 - 11:48

Danke Hagen, da hab ich wohl geschlafen! :mrgreen:

Tolles Feedback zur FW von dir, danke auch dafür!

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Re: u-blox F9

Beitrag von 123-flip » 11.12.2020 - 12:15

Danke für die sehr informative Zusammenstellung. Derzeit experimentiere ich auch mit dem F9P und habe bereits Vorherfahrung mit der Auswertung über RTKLIB. Von der Performane ggü. der Verwendung von Einfrequenzempfängern mit RTKLIB bin ich schon mal sehr begeistert.

Für die ruhigen Wochen habe ich mir vorgenommen die Georeferenzpunkte rund um München aufzusuchen und die Genauigkeit zu testen. Als Basisstation würde ich gerne OBE400DEU in Oberpfaffenhofen (IGS-IP Netzwerk) verwenden.

Da die offiziellen Koordinaten des Vermessungsamtes im ETRS89 liegen und die RTCM-Koordinaten der IGS-IP Station in einem anderen Referenzframe sind, muss hier eine Umrechnung stattfinden.
Bisher hatte ich dies so gemacht, dass ich in RTKLIB nicht die Koordinaten aus der RTCM-Nachricht verwendet habe sondern stattdessen die Koordinaten in RTKLIB manuell eingegeben habe die auf der Webseite im passenden Referenzrahmen (z.B. ETRF2000 - https://epncb.eu/_productsservices/coor ... =OBE400DEU) veröffentlicht werden.
Damit habe ich dann als Ausgabe direkt die Koordinaten im richtigen Referenzrahmen erhalten.

Nun habe ich in der F9P Konfiguration einen ähnlichen Punkt gesucht mit dem ich im Rover-Modus die Koordinaten der Basisstation aus der RTMC3-Nachricht ignorieren kann und stattdessen modifizierte Koordinaten eingeben kann. Ist dies jemandem hier bekannt?
Leider habe ich diese Möglichkeit nicht gefunden. Ich habe nur den Punkt gefunden, an dem man für den Modus des F9P als Basisstation die Koordinaten eingeben kann. Im Rover-Modus scheinen diese aber nicht genutzt zu werden.

Als zweite Möglichkeit habe ich versucht die integrierte Datums-Umrechung im F9P (CFG-DAT) zu verwenden. Hierfür habe ich die Parameter verwendet, die ich eigentlich immer erfolgreich mit QGIS(/Proj4) verwendet habe. In einer Gegenüberstellung von einer Umrechnung eines Punktes des F9P und parallel in QGIS(/Proj4) mit den gleichen Parametern (Helmert-Transformation) bekomme ich leider Ergebnisse die ca. 20cm auseinanderliegen. Hat hier irgendjemand Erfahrung an was das liegen könnte bzw. hat jemand die CFG-DAT im F9P schon einmal erfolgreich verwendet?

Als dritte Unklarheit frage ich mich immer in welchem Referenzrahmen die Koordinaten in der RTCM3-Nachricht der IGS-IP Stationen gesendet werden. Ich habe hier immer Abweichungen der veröffentlichten Daten ggü. der in RTKLIB angezeigten Daten.
Beispiel mit Daten von https://epncb.eu/_productsservices/coor ... =OBE400DEU (Stand 07.11.2020):

Code: Alles auswählen

OBE400DEU
               X             Y           Z
ETRF2000:  4186704.792 / 834903.204 / 4723664.510 (Veröffentlichte Koordinaten)
ETRF2014:  4186704.748 / 834903.159 / 4723664.561 (Veröffentlichte Koordinaten)
IGb14:     4186704.310 / 834903.663 / 4723664.860 (Veröffentlichte Koordinaten)
ITRF2008?: 4186704.522 / 834903.601 / 4723664.961 (Ausgabe der Basestation Koordinaten in RTKLIB aus RTCM3-Nachricht)
Kann mir jemand diese Unterschiede zur Ausgabe in der RTCM3-Nachricht erklären bei den IGS-IP-Stationen? Bisher bin ich davon ausgegangen, dass es sich dabei um den ITRF2008-Referenzrahmen handelt. Ist das richtig?
//Edit: Nach Rückfrage beim Betreiber kann ich das beantworten: Die im RTCM3-Datenstrom gesendeten Koordinaten sind nur ungefähre Näherungskoordinaten. Für genaue Messungen sollte man also die Koordinaten selbst parametrieren.

Vielen Dank für die Unterstützung!

Hagen.Felix
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Transformation im F9P-Modul?

Beitrag von Hagen.Felix » 22.12.2020 - 02:14

123-flip hat geschrieben:
11.12.2020 - 12:15
... die integrierte Datums-Umrechung im F9P (CFG-DAT) ... Parameter .... erfolgreich mit QGIS(/Proj4) ...
So regelrecht atemberaubend das von u-blox mit der F9-Generation erreichte Leistungsniveau m.E. zweifellos schon geworden ist (erst recht natürlich angesichts seiner Preisklasse), würde ich trotzdem keine übermäßigen Ansprüche an alle evtl. möglichen Funktionalitäten stellen.

Eine interne Transformation würde ich jedenfalls allerhöchstens solchen Urgesteinen wie NovAtel & Co. anvertrauen, und selbst in dieser Preisklasse wohl noch immer nicht mit sozusagen blindem Vertrauen ... :roll:

Wenn es wirklich mal notwendig sein sollte, derartige Umrechnungen noch vor dem eigentlichen Endgerät (Computer o.ä.) erledigt zu bekommen, würde ich angesichts der enormen Fortschritte bei den MCU-Platinen stets viel lieber diesen Weg wählen.

So bietet z.B. das aktuelle Teensy 4.1 bereits eine so üppige Rechenleistung (insbesondere auch mit Gleitkommazahlen), dass es für meinetwegen fünf solcher Transformationen pro Sekunde wohl schon völlig überdimensioniert erschiene.

Allemal genug Spielraum also, den MCU-Takt durchaus beherzt abzusenken, und schließlich ist der zusätzliche Stromverbrauch einer solchen Extra-MCU in Relation zum F9P-Modul schon gar nicht mehr so schlimm ... :wink:
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