ublox - GPS - cm Genauigkeit

Fragen und Hinweise zu Software, die mit dem Thema GPS zu tun hat. Egal ob PC oder Handheld.

Moderator: Roland

Winner
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ublox - GPS - cm Genauigkeit

Beitrag von Winner » 31.08.2007 - 08:43

Hallo ich habe mir vor kurzen den ublox AEK-4T gekauft.

Hat damit einer erfahrung??

Ich würde gerne die Daten (Rohdaten) im UBX Format einlesen können um diese an eine Korrektursoftware zuschicken, die mir dann meine Positon auf wenige cm genau zurückgibt. Dafür brauche ich aber die Rohdaten des Empfängers, die er aufzeichnet. Also keine fertige Lösung wie sie in NMEA bereitgestellt wird, sondern die Empfangenen Satelittendaten.

Die Komunikation erfolgt über einen COM Port. So komme ich auch schon an die NMEA Daten ran, die mir aber leider für dieses Projekt nicht weiter helfen.

Schon mal besten dank und ein schönes WE

LG

ssquare_de
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Beitrag von ssquare_de » 01.09.2007 - 12:31

Hallo Winner,

hab mit dem Vorgänger erste vielversprechende Versuche getätigt.

Im Schnelldurchlauf:

Genauigkeiten im cm-Bereich lassen sich zuverlässig über Basislinien von 20-30 km Länge ab Beobachtungszeiten >20 min erreichen.

Zunächst muss die Rohdatenausgabe des u-blox aktiviert und geloggt werden.
Dann Umwandlung/Erzeugung in eine(r) RINEX-Datei.

Und zum Schluss das Einfachste aber auch Schwierigste.
Die Rinex-Datei des u-blox (Rover) zusammen mit einer Rinex-Datei (Referenz) in ein Postprocessing-Programm stecken und Roverkoordinaten, Basisliniendaten...auslesen.

Schwierig ist es, an ein professionelles Softwarepaket heranzukommen/dieses nutzen zu dürfen...wobei, richtig schwierig ist auch das nicht, eher kostspielig...;-)


Stefan

PS.: Trimble Geomatics Office, Leica Geo Office, Waypoint GrafNav...heissen die teueren Träume...

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Jörn Weber
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Beitrag von Jörn Weber » 01.09.2007 - 21:22

ssquare_de hat geschrieben: Schwierig ist es, an ein professionelles Softwarepaket heranzukommen/dieses nutzen zu dürfen...wobei, richtig schwierig ist auch das nicht, eher kostspielig...;-)
Mit der unregistrierten Version von XRapS kann man zumindestens ein Basisilinie berechnen. Wenn man mehr will, wie eine virtuelle Referenz-Station benötigt man allerdings Vollversion.

Gruss Joern Weber

ssquare_de
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Beitrag von ssquare_de » 01.09.2007 - 21:59

Servus Jörn,

leider kann mit XRapS und einem L1-Empfänger ( wie es der u-blox einer ist ) nur eine Code-Lösung berechnet werden.
Genauigkeiten schätze ich mal im Meterbereich bis runter auf 70cm bei guten Bedingungen

" You will need GPS observation data on both frequencies L1 and L2 to resolve the ambiguities and to compute coordinates with cm-accuracy. Moreover, there must be valid phase observations on L1 and L2 and valid observations of one code to at least 5 satellites available. [b]If pure L1-data will be processed, only a code solution is available.[/b] The maximum sampling rate is 2 Hz or 0.5 seconds."

Um zuverlässig mit dem u-blox und anderen L1-Empfängern in den cm-Bereich ( 1-3-5cm) vorzudringen, brauchts diese verflixte "ambiguity resolution", die das Softwarepaket leisten muss...und da wirds leider bislang eben teuer.

Stefan

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Jörn Weber
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Beitrag von Jörn Weber » 02.09.2007 - 10:40

Hallo Stefan,
ssquare_de hat geschrieben: leider kann mit XRapS und einem L1-Empfänger ( wie es der u-blox einer ist ) nur eine Code-Lösung berechnet werden.
Genauigkeiten schätze ich mal im Meterbereich bis runter auf 70cm bei guten Bedingungen
Korrekt. Ich selber habe bisher auch nur den Bereich um 1 Meter erreicht. Es fehlt einfach an einer preiswerten Postprozessor-Software Software.


Gruss Joern Weber

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Beitrag von ssquare_de » 02.09.2007 - 13:13

Hallo Jörn,


mit welcher Ausrüstung ( Empfänger/Chipsatz ) hast du deine Versuche angestellt?
Wenn du Rinex-Files ( Obs. + Nav. ) erzeugen kannst, mit Phasenmessungen, dann schau dir mal MSTAR näher an:

ftp://ftp.magellangps.com/Mobile%20Mapp ... cts/MSTAR/

Den Rinex-Converter in dem Verzeichnis unbedingt auch downloaden und nutzen! Wegen des Y2k-Bugs der MSTAR-Software!!!

Hat mir heute Mittag keine Ruhe gelassen, dass die Software einfach weg sein sollte..., da hab ich eben den ganzen Server umgegraben. :-)

Also alles in dem MSTAR-Verzeichnis und den Rinex-Converter schnell downloaden...und gut sichern!!!

Ist halt schon eine alte Software, ein wenig unkomfortabel, aber in der Not.... ;-)

Vielleicht nutzt dir die Software was.
Die leistet Code- und Phasenmessungsauswertung.



Stefan

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Jörn Weber
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Beitrag von Jörn Weber » 02.09.2007 - 15:38

Hallo Stefan,
ssquare_de hat geschrieben: mit welcher Ausrüstung ( Empfänger/Chipsatz ) hast du deine Versuche angestellt?
Garmin Geko 201
Async.exe und gar2rnx.exe

http://artico.lma.fi.upm.es/numerico/mi ... nio/async/

Die Ephemeriden stammen vom BKG und werden auf Servern des IGS und der NASA gelagert.

ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gps/data

Die Beobachtungsdaten einer 90 Kilometer entfernten Referenzstationen in Leipzig ziehe ich mir per NTrip aus dem IGS-Netz. (http://www.igs-ip.net/) und speichere sie mit dem BKG Ntrip Client von Leos Mervart, TU Prag in eine rinex-Datei. Man kann auch die Bahndaten auf diese Weise beschaffen.

Für die Antennenkalibration wird ein Fake-Datei verwendet.

http://igs.ifag.de/ntrip/ntrip_down.htm

Dann wird alles XRapS zu Fraß vorgeworfen. Das ist zwar einfachste Technik, aber für den Meter-Bereich bis Submeterbereich ausreichend.
Hat mir heute Mittag keine Ruhe gelassen, dass die Software einfach weg sein sollte..., da hab ich eben den ganzen Server umgegraben. :-)
Großen Dank! Es ist zwar keine allgemein gültige Lösung, hilft aber erst einmal bei meinen Laborversuchen.

Gruss Joern Weber

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Taurus
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Beitrag von Taurus » 02.09.2007 - 16:44

Guten Dark,
und ein nettes Hallo an alle... bin nämlich neu hier ;-)

Ähm... 90km Basislinie ist aber schon ziemlich optimistisch ;-)
Denn der Ionosphären-Fehler verändert sich bei 90km doch schon recht ordentlich...
Interpolation von mehreren Basislinien aus ist da zweckmäßiger.
Hab aber keine Ahnung welche Software sowas anbietet.

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Jörn Weber
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Beitrag von Jörn Weber » 02.09.2007 - 17:09

Taurus hat geschrieben:Guten Dark,
und ein nettes Hallo an alle... bin nämlich neu hier ;-)

Ähm... 90km Basislinie ist aber schon ziemlich optimistisch ;-)
Denn der Ionosphären-Fehler verändert sich bei 90km doch schon recht ordentlich...
Korrekt. SAPOS ist mir aber zu teuer.
Interpolation von mehreren Basislinien aus ist da zweckmäßiger.
Die nächsten greifbaren Referenzstationen sind außer Leipzig in Dresden, Prag und Frankfurt/Main mit jeweils rund 250 km Entfernung. Das Acos-Netz würde mir auch nicht mehr bringen. XRapS lässt in der Freeware-Version aber auch nur ein Dreieck zu.
Hab aber keine Ahnung welche Software sowas anbietet.
Genau, es fehlt eine kostenfreie oder kostenarme Software in diesem Bereich der virtuellen Referenzstationen.

Gruss Joern Weber

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Taurus
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Beitrag von Taurus » 02.09.2007 - 17:40

Brauchst dazu kein Sapos... brauchst eigentlich nur einen Egnos-Empfänger. Musst dann aber von Hand die korrekturen zu jedem Satelliten berechnen, aber das lässt sich ziemlich einfach in C umsetzen (da bin ich nämlich aktuell beruflich mit beschäftigt).
Bin damit auf ca. 40cm Genauigkeit gekommen, und da war die troposphärische Korrektur nicht mit dabei.

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Beitrag von ssquare_de » 02.09.2007 - 17:51

Hallo Jörn,


ganz supertollgenau (für unsre Amateurzwecke) wäre es, wenn du zwei Garmin hättest, die die Rinexdatengenerierung erlauben.
(Oder 2 andere Low-Cost-Empfänger, die das leisten)

Einen stationierst du über einer dir bekannten Koordinate,

( schon genau vermessener Punkt oder du kannst dir für einen Tag hochwertiges Messequipment ausleihen und schaffst dir zu Hause an geeigneter Stelle einen Referenzpunkt )

mit dem anderen nimmst du zeitgleich unbekannte Punkte auf. Mit MSTAR kannst du den Rover auch bewegen ( kinematisch ), wenn ich mich recht erinnere.

Hauptvorteil: kurze Basislinien, hohe Genauigkeit, die Messungen des Rovers sind im selben System, wie die Koordinate des Referenzempfängers, keine Umrechnungen oder Transformationen nötig,
Unabhängigkeit vom Internet.

Vielleicht gibts noch ein paar günstige Antarisboards, die liefern gute Rohdaten....



Stefan

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Taurus
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Beitrag von Taurus » 02.09.2007 - 18:00

Noch geiler bist du, wenn du die referenzstation, so wie du sie meinst,ssquare_de, beibehälst und dann statt einem Empfänger zwei Empfänger nimmst, und zwischen denen einen Stab einspannst, so dass du quasi immer an jedem Aufnahmepunkt zwei Messungen machst, die genau die Länge des Stabes von einander enzfernt sind.
Und das ganze jagst du durch einen Ausgleichungsalgorithmus, das setzt aber ein ganz kleines bisschen geodätisches Wissen vorraus... bzw ein wenig Schulwissen über die Methode der kleinsten Quadrate. Und ein MatheProg wäre auch sinnvoll... (MatLab,MatCAD,...)

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Beitrag von ssquare_de » 02.09.2007 - 18:12

Hallo Taurus,


ja, auf dem Gebiet könnten wir uns hier in nächster Zeit ein wenig spielen...;-)

Ich habe die Low-Cost-Hardware schon seit einigen Monaten in der Ecke liegen, bin aber, ausser in ersten Versuchen, wegen Zeitmangel nicht weiter gekommen.

Muss mal die Antarisboards aufrüsten von schreibtischtauglich auf outdoortauglich. :-)


Stefan

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Jörn Weber
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Beitrag von Jörn Weber » 02.09.2007 - 18:13

Hallo Stefan,
ssquare_de hat geschrieben:Hallo Jörn,
ganz supertollgenau (für unsre Amateurzwecke) wäre es, wenn du zwei Garmin hättest, die die Rinexdatengenerierung erlauben.
Man brauch auf jeden Fall eine virtuelle Referenzstation. Der in deinem Modell als Referenz dienende Garmin-Empfänger kann keine Bahnfehler der Satelliten ermitteln. Das Maximum des machbaren wäre, eine mit einem lokalen Garmin-Empfänger abgestützte virtuelle Referenzstation.

Gruss Joern Weber

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Beitrag von Jörn Weber » 02.09.2007 - 18:17

Hallo Taurus,
Taurus hat geschrieben:Noch geiler bist du, wenn du die referenzstation, so wie du sie meinst,ssquare_de, beibehälst und dann statt einem Empfänger zwei Empfänger nimmst, und zwischen denen einen Stab einspannst, so dass du quasi immer an jedem Aufnahmepunkt zwei Messungen machst, die genau die Länge des Stabes von einander enzfernt sind.
Gute Idee, aber ist die Meßstrecke dann nicht doch etwas arg klein?
Und das ganze jagst du durch einen Ausgleichungsalgorithmus, das setzt aber ein ganz kleines bisschen geodätisches Wissen vorraus... bzw ein wenig Schulwissen über die Methode der kleinsten Quadrate. Und ein MatheProg wäre auch sinnvoll... (MatLab,MatCAD,...)
Gauss kleinste Fehlerquadrate ist noch zu ungenau, Kalman's dynamischer Filter ist besser. Leider verstehe ich ihn nicht vollständig.

Gruss Joern Weber

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