Hallo, als Projekt ist geplant, auf PIC 18 Basis einen Geschwindigkeitsmesser auf GPS Basis zu erstellen. Dieser soll nur die Funktion haben die aktuelle Geschwindigkeit möglichst präzise anzuzeigen. Da habe ich gedacht gibt es mittlerweile einige günstige 10 Hz Sensoren, nur ist es ja eindeutig am klügsten, die Geschwindigkeit über den Dopplereffekt zu ermitteln. Da ich mich erst seit gestern mit der Materie beschäftige, gibt es Sonsoren, die die Geschwindigkeit im NMEA Protokoll schon selbständig über den genannten Effekt berechnen? Wenn ja, könntet ihr ein Beispiel nennen? Vielen Dank für eine Antwort, Florian
>nur ist es >ja eindeutig am klügsten, die Geschwindigkeit über den Dopplereffekt zu >ermitteln. Wie kommst du auf den schmalen Pfad? Die Geschwindigkeit wird bei NMEA mit gesendet. Was willst du mehr?
Wissen, welche Sensoren diesen über den Dopplereffekt berechnen und welche ihn über Weg Zeit berechnen
Mal so als Verständnisfrage: Mit dem Dopplererffekt kann ich mir die Relativgeschwindigkeit in Richtung des "strahlenden" Objektes bestimmen ... also in Richtung zum Satterliter hin, oder davon weg ... Wenn du keine Rakete bauen willst, ist das aber nicht die Geschwindigkeit die Du sucht ... auch wenn du alle Satelitten und deren Vektoren auswertest, kann ich mir nur schwer Vorstellen, warum das genauer sein sollte, als die differentielle Geschwindigkeitsermittlung ...
Hi >Wissen, welche Sensoren diesen über den Dopplereffekt berechnen und >welche ihn über Weg Zeit berechnen. Wo soll der herkommen. Im Vergleich mit der Geschwindigkeit eines Satelliten dürfte deine Bewegung kaum ins Gewicht fallen. MfG Spess
Ich habe folgendes gelesen: Zur Messung der Geschwindigkeit gibt es zwei Möglichkeiten. Die erste: der Empfänger vergleicht sekündlich die derzeitige Position mit der vorgehenden. Er berechnet die Distanz zwischen den beiden Positionen und weiß, daß er in einer Sekunde diese Distanz zurückgelegt hat. Damit ist die derzeitige Geschwindigkeit (zurückgelegte Distanz / pro Zeiteinheit) direkt definiert. Andere Möglichkeit: die Benutzung des Doppler-Effektes. Jeder kennt das: wer an einer Autobahn steht und ein Motorrad vorbeirauschen sieht, hört das Geräusch des Motorrades als einen Ton, dessen Frequenz immer tiefer wird: "Wriiiiiiiaaaaaaooooouuuuuuummmmmm". Der sogenannte Dopplereffekt macht, dass die gleichbleibende Frequenz einer Schallwelle oder elektromagnetischen Welle in Abhängigkeit von der Geschwindigkeit des Senders beim Empfänger verändert ankommt. Die Messung der Frequenzverschiebung erlaubt die Berechnung der Geschwindigkeit. Die meisten GPS berechnen die Geschwindigkeit über Messung des Doppler-Effektes auf die eingehende Trägerfrequenz. Allerdings ist es nicht immer einfach, verläßliche Angaben zu bekommen: wir haben zum Beispiel mehrere europäische Importateure derselben Marke gefragt, ob die GPS des Herstellers mit Dopplereffekt oder mit Positionsveränderung arbeiten. Je nach Land haben wir für ein- und dasselbe Gerät unterschiedliche Angaben bekommen! Geräte, deren Geschwindigkeiten zu SA-Zeiten wild umher sprangen, messen mit großer Wahrscheinlichkeit nicht den Dopplereffekt. aus der Seite: http://sascha-burkhardt.net/gps-d-2.html Heute Abend sieht man doch die ISS... Sie bewegt sich ja über den Horizent, und wenn man sehr schnell wäre, könnte man ihr auf der Erdoberfläche folgen. Das bedeutet, sie bewegt sich doch irgendwie in die Gleiche Richtung, nur mit wesentlich mehr Abstand zum Erdmittleren als wir. Denke man kann das auf einen Satelliten übertragen?
Reicht doch wennsich die spess53 schrieb: > Wo soll der herkommen. Im Vergleich mit der Geschwindigkeit eines > Satelliten dürfte deine Bewegung kaum ins Gewicht fallen. > > MfG Spess Aber es reicht doch, wenn der Satellit sich schnell bewegt? Wenn ich stehe und ein Auto mit Martinshorn fährt vorbei, muss ich mich ja auch nicht bewegen um den Dopplereffekt zu erfahren
Hi Willst du die Geschwindigkeit des Satelliten, oder Deine? MfG Spess
Meine natürlich :) Die machen es wohl auch so: http://www.leitspeed.de/driftbox/sonstigeInfos/GPS-Funktion.php
Hi > Die machen es wohl auch so: > http://www.leitspeed.de/driftbox/sonstigeInfos/GPS... Okay, sieht so aus. Allerdings ist Preisniveau auch erheblich über dem von handelsüblichen GPS-Modulen. MfG Spess
spess53 schrieb: > Hi > >> Die machen es wohl auch so: >> http://www.leitspeed.de/driftbox/sonstigeInfos/GPS... > > Okay, sieht so aus. Allerdings ist Preisniveau auch erheblich über dem > von handelsüblichen GPS-Modulen. Im Grunde kann es nur so funktionieren: Mittels Dopplerverschiebung kann man nur bestimmen ob und wie schnell sich die Distanz zum Satelliten verändert. Und zwar auf direktem Weg. D.h. es gibt 2 Problemkreise Zum einen muss man wissen, wei schnell sich der Satellit bewegt und wo er (von mir aus gesehen) gerade am Himmel ist. Denn diese Information benötigt man um die einzelnen Geschwindigkeitsvektoren um den Anteil des Satelliten (Löwenanteil) zu bereinigen und anschliessend die Einzelvektoren zusammenzufassen. Dazu muss man aber wieder die Position exakt kennen, so dass dort schon wieder die Ungenauigkeit der Positionsmessung reinkommt. Wie stark die sich allerdings auswirkt - das müsste man durchrechnen. Das ist das eine. Das andere besteht darin, dass man einen Empfänger benötigt, mit dem sich die Empfangsfrequenz des Trägers exakt feststellen lässt. Mit extrem schmalbandigen Filtern und einer PLL zur Nachführeng wird das sicherlich gehen. Kostet aber auch entsprechend viel.
Am besten ich bestelle so ein Produkt von Leitspeed, schraube es auseinander und schaue was die für einen GPS-Chip verwendet haben! Nein, ich kann es mir wirklich nicht erklären, auch aus google wird man zu dem Thema nicht wirklich schlau, zwar taucht immer wieder das Stichwort Doppler im Zusammenhang mit GPS auf, aber meistens nichts sehr konktretes. Danke schonmal soweit für die Antworten!
Die GPS-Empfänger in Wetterballon-Sonden arbeiten auch mit dem Doppler-Effekt. Ich habe so einen GPS-Empfänger gekauft, in der falschen Meinung, es sei ein kompletter GPS-Empfänger, aber der wertet nur die Relativbewegung zu einem GPS-Referenzempfänger am Boden aus, um die Windgeschwindigkeit zu messen. http://www.darkerview.com/darkview/index.php?/archives/1323-Vaisala-RS80-Radiosonde-Teardown,-Part-2.html "The GPS unit emits doppler data, not location data. Useful to track a radiosonde from a fixed station, but not suffcient to perform other common GPS operations."
Wer immernoch nicht glaubt, dass man diesen Effekt nutzt: http://www.naviboard.de/vb/showthread.php?t=45536 Hier sind umfangreiche Dokumente zu diesem Thema zu finden. Zur Grundfrage: Praktiziert wird es definitiv. Es gibt sogar einige GPS-Logger die sich mit diesem Thema beschäftigen. Komisch ich wollte gerade auch so einen Thread aufmachen ...
Hallo Michael, hast du dich schon weiter in diese Materie eingearbeitet? Vll könnte ich mich mal deswegen bei dir melden?
Florian A. schrieb: > als Projekt ist geplant, auf PIC 18 Basis einen Geschwindigkeitsmesser > auf GPS Basis zu erstellen. Dieser soll nur die Funktion haben die > aktuelle Geschwindigkeit möglichst präzise anzuzeigen. Fluggerät, Schwimm- oder Landfahrzeug?
Soll ins Auto, an die Frontscheibe! Wie ein normales Navi eigentlich!
Warum nimmst du dann nicht lieber einen amplitudenmodulierten Lang- Mittel- Kurzwellensender? Richtung und Frequenz hast du ja, mit deinem 1s Takt kannste koppeln und der Rest ist eine Phasenwinkelmessung oder meinetwegen auch Dopplermessung. Ist doch ganz einfach oder? Denke das es auf jedem Fall einfacher ist als sich aus dem Spreizbandgehoppel des quasizufallsverschobenen CA PRN modulierten GPS Signals (dessen Träger unter der Rauschgrenze liegt) eine sinnvolle Sinuskurve zur Dopplermessung zu generieren. Zumal sich deine Quellen auch noch in 20 000 km Entfernung mit 3,9km/s = 14 000 km/h in allen möglichen Winkeln auf dich zu schräg von dir weg oder sonstwie bewegen und auch nur 1x pro Sekunde funken. (GPS ist ein Zeitmultiplexverfahren). Egal: Einfacher ist es wohl auf jeden Fall du zapfst die Wegimpulse aus dem ABS System ab. Zumin. ist das der gängige wenn auch eher "zulassungsproblematische" Weg.
Ich habe einen Chip mit 10 Hz und 0,1 m/s Genauigkeit auf lineare Geschwindigkeiten gefunden. Denke die werden dann mit Doppler berechnet. Habe gelesen, dass bei Doppler bei 0,1 m/s Schluss sein soll. Vll ist er ja interessant: http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9133 Oder ist sowas in der anwendung in nem Auto ungeeignet? Gruß, Flo
> Ist doch ganz einfach oder? Denke das es auf jedem Fall einfacher ist > als sich aus dem Spreizbandgehoppel des quasizufallsverschobenen CA PRN > modulierten GPS Signals (dessen Träger unter der Rauschgrenze liegt) > eine sinnvolle Sinuskurve zur Dopplermessung zu generieren. Zumal sich > deine Quellen auch noch in 20 000 km Entfernung mit 3,9km/s = 14 000 > km/h in allen möglichen Winkeln auf dich zu schräg von dir weg oder > sonstwie bewegen und auch nur 1x pro Sekunde funken. (GPS ist ein > Zeitmultiplexverfahren). Selten so einen Quatsch gelesen. GPS ist (und war schon immer) CDMA. Und jeder einzelne GPS-Empfänger hoppelt sich aus dem Spreizbandsignal den Träger zusammen, da die Amplitude des korrelierten Signal mit sin(x)/x mit der Dopplerfrequenz abnimmt (Erste Nullstelle bei +-500Hz für L1 C/A). Sinnvolle Trägermessungen können vernünftig entwickelte Empfänger mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich durchführen. Ob ein Consumer-Empfänger (das sind die Dinger < 200€ alle) gute Geschwindigkeitsmessungen produziert, musst du im Einzelfall selber ausprobieren. Das kommt im einzelnen auch darauf an, wie stark die Geschwindigkeitsausgabe gefiltert ist und ob dir bei deiner Anwendung die Zeitkonstante des Filters weh tut.
Dieses Modell wird wohl bei Windsurfern ganz gerne zur Geschwindigkeitsmessung eingesetzt: http://www.locosystech.com/product.php?zln=en&id=30 Und arbeitet laut Homepage mit einem SiRF Star III Chipsatz. Gruß, Ludwig
Tja, und ich dachte immer, daß zur absoluten Geschwindigkeitsberechnung mit dem Dopplereffekt neben den eigenen Relativgeschwindigkeiten von Sender und Empfänger der Winkel eine entscheidende Rolle spielt, sprich die relative Bewegung von Sender und Empfänger zueinander im dreidimensionalen Raum ...
Ludwig F. schrieb: > Dieses Modell wird wohl bei Windsurfern ganz gerne zur > Geschwindigkeitsmessung eingesetzt: > http://www.locosystech.com/product.php?zln=en&id=30 > > Und arbeitet laut Homepage mit einem SiRF Star III Chipsatz. > > Gruß, Ludwig SiRF III ist ja nun nichts so besonderes. Aber SiRF arbeitet ja nicht mit dem Dopplereffekt oder hab ich irgendwas verpasst? Florian A. schrieb: > Hallo Michael, > > hast du dich schon weiter in diese Materie eingearbeitet? Vll könnte ich > mich mal deswegen bei dir melden? Aber selbstverständlich doch. Ich bin immer auf der Suche nach Bastlerkollegen...
Ein Gast schrieb: > Selten so einen Quatsch gelesen. GPS ist (und war schon immer) CDMA. ... Mea culpa, da hab ich wohl ein falsches Modell im Kopf. > Sinnvolle Trägermessungen können vernünftig entwickelte Empfänger > mit einer Genauigkeit im Millimeterbereich durchführen. Ich lern ja gern weiter, da möchte ich mal das Theoriemodell für sehen. Nach 20 000 km Lauf davon die "letzte Meile" quer durch die Turbulenzen und Temperaturverschiebungen der Atmosphäre. Trägerphasenmessungen sind (meines Wissens ich werd da mal ganz vorsichtig) Vergleichsmessungen zwischen L und P Code und keine Dopplermessungen. Subdezimeter Messungen sind auch "nur" ruhend und per Iteration möglich. Gekoppelt wird bei genauen mobilen Systemen entweder per RTK oder zusätzlicher Sensorik wie Beschleunigungs- oder Radaufnehmer usw.. Ludwig F. schrieb: > Dieses Modell wird wohl bei Windsurfern ganz gerne zur > Geschwindigkeitsmessung eingesetzt: Der wird wohl auch ein paar Sensoren extra haben.
Florian A. schrieb: > Da habe ich gedacht gibt es mittlerweile einige günstige 10 Hz Sensoren, > nur ist es ja eindeutig am klügsten, die Geschwindigkeit über den > Dopplereffekt zu ermitteln. Da ich mich erst seit gestern mit der > Materie beschäftige, gibt es Sonsoren, die die Geschwindigkeit im NMEA > Protokoll schon selbständig über den genannten Effekt berechnen? > Wenn ja, könntet ihr ein Beispiel nennen? Die Geschwindigkeit wird im Regelfall über die Dopplerverschiebung ausgewertet. Siehe dazu Abschnitt 3.3 im folgenden Dokument: http://www.navcen.uscg.gov/pubs/gps/gpsuser/gpsuser.pdf Christian.
Ist ja mal wieder toll, welch geballtes Halbwissen in diesem Thread zu finden ist. Fakt ist: Allein um das Signal vom Satelliten empfangen zu können, MUSS JEDER GPS Empfänger die Doppler-Verschiebung berücksichtigen. Damit bekommt JEDER GPS Empfänger die Relativgeschwindigkeit zu dem jeweilgen Satelliten heraus. Außerdem ist dem Empfänger aus den Almanach-Daten und der Zeit bekannt, wo sich welcher Satellit befindet, und mit welcher Geschwindigkeit er sich in welcher Richtung bewegt. Wenn der Empfänger nun mindestens 4 Satelliten empfängt, dann kann er nicht nur x, y, z und t, sondern auch dx/dt, dy/dt und dz/dt, also seine absolute Geschwindigkeit im Raum bestimmen. (Natürlich haben die relativ schnellen Satelliten i.d.R. den größten Ateil an der Doppler-Verschiebung, aber der kann herausgerechnet werden.) Und wie der Themenstarter schon festgestellt hat, rücken dummerweise die meisten Consumer-Level-GPS-Geräte diese Geschwindigkeiten nicht heraus. Noch ein kleiner Tipp: Die meisten "populärwissenschaftlichen" Erklärungen des GPS-Systems sind schlicht und ergreifend falsch. Da hat es offensichtlich der erste, der das versucht hat, selber nicht verstanden, und (fast) alle anderen haben es einfach abgeschrieben. Wer wissen möchte, wie es wirklich funktioniert, dem kan nich als Einstieg den Bowditch: American Practical Navigator ... (Pub 9) empfehlen: http://www.nga.mil/NGAPortal/MSI.portal?_nfpb=true&_pageLabel=msi_portal_page_62&pubCode=0002 Ist kostenlos downloadbar und vom Betreiber des Navstar-GPS Systems. Und die sollten ja wohl besser wissen, wie das funktioniert, als z.b. ein segelnder Richter im Ruhestand ;-) Beste Grüße, ein anderer Lutz. p.S.: @Florian A.: Leider kenne ich auch keinen Chipsatz, der definitiv die Doppler-Geschwindigkeiten ausgibt.
Lutz (ein Anderer als der da oben ;-) schrieb: > p.S.: @Florian A.: Leider kenne ich auch keinen Chipsatz, der definitiv > die Doppler-Geschwindigkeiten ausgibt. Ich denke, Florian möchte nicht selbst die Geschwindigkeit seines GPS-Empfängers aus den Rohdaten ermitteln. Sondern er sucht einen Empfänger, der seine Geschwindigkeit intern auf Grundlage der Doppler-Verschiebung berechnet und nicht z.B. aus den Positionsdifferenzen. Falls doch Rohdaten benötigt werden, kann man z.B. den u-blox LEA-4T nutzen. Anbei ist ein Beispiel mit Dopplerfrequenzen, die dieser Empfänger liefert. Florian A. schrieb: > ja eindeutig am klügsten, die Geschwindigkeit über den Dopplereffekt zu > ermitteln. Da ich mich erst seit gestern mit der Materie beschäftige, > gibt es Sonsoren, die die Geschwindigkeit im NMEA Protokoll schon > selbständig über den genannten Effekt berechnen? Wie weiter oben schon geschrieben, nutzen fast alle GPS-Empfänger die Doppler-Verschiebung, um die Geschwindigkeit zu berechnen. Christian.
Ja, Christian hat recht: Ich suche einen ganz normalen Baustein, der seine Geschwindigkeit über das Protokoll ausspuckt wie jeder andere, aber der es intern über Doppler berechnet. Ich denke, es wird der oben gelinkte von Sparkfun werden. Ich danke allen, vor Allem Christian und Lutz für die interessanten und lehrreichen Tipps! Wenn jemand noch einen passenden Baustein sieht, nur her damit :) Grüße, Florian
Florian A. schrieb: > Ich habe einen Chip mit 10 Hz und 0,1 m/s Genauigkeit auf lineare > Geschwindigkeiten gefunden. Denke die werden dann mit Doppler berechnet. > Habe gelesen, dass bei Doppler bei 0,1 m/s Schluss sein soll. Vll ist er > ja interessant: > > http://www.sparkfun.com/commerce/product_info.php?products_id=9133 Dort wird der Venus 634FLPx von SkyTraq genannt. Aufgrund der genannten Genauigkeit gehe ich auch davon aus, daß dieser Empfänger wie viele andere auch die Geschwindigkeit mithilfe der Doppler-Verschiebung berechnet. Ohne Werbung machen zu wollen: Das o.g. Board gibt es z.B. auch bei Watterott und Elmicro, so daß man den möglicherweise komplizierten Import umgehen kann. Viele Grüße, Christian.
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