DGPS korreliert nicht

Ich kenne mich mit GPS jetzt gerade (noch) nicht aus deshalb nur mal ins 
blaue gestochert:

Simon schrieb:
> die aus beiden kommen zu jeweils gleichen Zeitpunkten

Wie erfolgt denn die Synchronisierung zwischen den beiden Modulen?
So wie ich das sehe kann man die ja nicht syncen.
Nur weil Du sie gleichzeitig ausliest, heißt es ja nicht dass sie zum 
gleichen Zeitpunkt ihre Daten empfangen.

Wenn Du sie also nicht synchronisieren kannst, kannst Du dann überhaupt 
eine Aussage über die Korrelation treffen?

Du hättest damit dann zwar doppelt so viele Werte, aber zu einem 
Zeitpunkt trotzdem nur einen!
Da die Daten ja gezielt verfälscht werden, kann man dann überhaupt eine 
bessere Aussage treffen?

Acht mal drauf, ob die beiden Empfänger die gleichen Satelliten für die 
Lösung verwenden ($GPGSA-Datensatz).
Normalerweise wird beim DGPS die Position nicht anhand der gemessenen 
Positionsfehler der Referenzposition verbessert, sondern die mit dem 
Referenzempfänger bestimmten Abweichungen der Pseudorange werden für die 
Korrektur herangezogen, d.h. für jeden Satelliten wird einzeln der 
Laufzeitfehler der Signale ausgemessen.
MfG

Hi

>Da die Daten ja gezielt verfälscht werden, kann man dann überhaupt eine
>bessere Aussage treffen?

Das ist schon seit 2000 vorbei.

>ich habe folgendes Problem. Ich möchte ein DGPS bauen. Dabei habe ich
>zwei Baugleiche Empfänger genommen (allerdings unterschiedliche
>Antennen) und vergleiche nun die Positionsdaten, die aus beiden kommen
>zu jeweils gleichen Zeitpunkten. Die Antennen liegen etwa einen halben
>MEter von einander entfernt.

Das würde ich nur mit zwei wirklich identischen Systemen machen. 
Außerdem solltest du mal GSA und GSV auswerten.

MfG Spess

GPS schrieb:
> Wenn Du sie also nicht synchronisieren kannst, kannst Du dann überhaupt
> eine Aussage über die Korrelation treffen?
Die Korrelation hat eine Zeitkonstante von etlichen Sekunden. Bei DGPS 
reicht eine Korrekturdatenaktualisierung alle 10s um vernünftige 
Positionsverbesserung zu erhalten, d.h. wenn die Datensätze der beiden 
Empfänger zu etwas unterschiedlichen Zeiten bestimmt wurden, sollte das 
kein Problem sein.
In welcher Größenordnung sind denn die Positionsschwankungen? Für GPS 
ohne EGNOS und DGPS müßte bei freier Horizontsicht die 
Standardabweichung etwa bei 3,5 m liegen.

spess53 schrieb:
> Das ist schon seit 2000 vorbei.

Michael A. schrieb:
> Die Korrelation hat eine Zeitkonstante von etlichen Sekunden. Bei DGPS
> reicht eine Korrekturdatenaktualisierung alle 10s um vernünftige
> Positionsverbesserung zu erhalten, d.h. wenn die Datensätze der beiden
> Empfänger zu etwas unterschiedlichen Zeiten bestimmt wurden, sollte das
> kein Problem sein.



Danke euch 2 für die Aufklärung.

Grüße

Hi,

Danke für die schnellen Antworten.

Also, Im Datenblatt steht was von DGPS Status und RTCM aber ich verstehe 
nicht, wie das zu deuten ist.

Michael A. schrieb:
> Normalerweise wird beim DGPS die Position nicht anhand der gemessenen
> Positionsfehler der Referenzposition verbessert, sondern die mit dem
> Referenzempfänger bestimmten Abweichungen der Pseudorange werden für die
> Korrektur herangezogen, d.h. für jeden Satelliten wird einzeln der
> Laufzeitfehler der Signale ausgemessen.

Also müsste ich ja an die Rohdaten rankommen, aber das kann ich nicht.

Wenn mann sich die Satelitten Daten ansieht (ich hab meistens so 8-11 
Satelliten) hat man je 4 Werte, deren vierter die Signalstärke angibt. 
Meistens sind einige davon 00, und in der GPGGA Zeile werden dann z.B. 
nur 4 Satelliten zur Postitionsbestimmung benutzt (stimmt nicht mit der 
Anzahl der Satelligen überein, die nicht Null sind, koomischerweise...).


Michael A. schrieb:
> In welcher Größenordnung sind denn die Positionsschwankungen?

etwa 10 Meter Radius (Hab ein paar Werte von Hand verglichen... Ich kann 
mittlerweile die MAtrix lesen...:-) allerdings hab ich auch Gebäude um 
mich.

Es ist auch so dass die GPS Werte einzeln betrachtet schlechter sind als 
die vergleichenen des DGPS, (Würde ich also den Referenzvektor bilden, 
würde ich neäher an der Ist-Position liegen als einfach nur die 
angezeigte Position zu nehmen) aber die sind eben noch nicht gut genug.

spess53 schrieb:
> Das würde ich nur mit zwei wirklich identischen Systemen machen.
> Außerdem solltest du mal GSA und GSV auswerten.

Ok, wie meinst du das?

Danke

Simon

So aus dem Stehgreif würd ich das erstmal
außerhalb von Gebäuden versuchen,
in der Regel ist das Signal drinnen viel schlecher. Nimm auch
lieber zwei gleiche Antennen,
irgendwas muss ja den Fehler verursachen,
nur wenn die Module wirklich baugleich sind, müsste echt in etwa das
gleiche rauskommen.

Trotzdem kannst du ja mal die Antennen vertauschen und schauen, ob sich
etwas
am Fehler ändert. Ich würde das
mal versuchen.

Dennoch kannst du mal
als Fehlereingrenzung die
rohen Daten
mit einem
shell Skript loggen, ist das einfach
text?
auf jeden Fall ist so ein
d-Gps schwierig hinzubekommen, dann aber ne
tolle Sache.

Ja, ok, hatte bisher noch nicht die Muse gefunden, denganzen Kabelhaufen 
in den Park zu verfrachten.Mach ich morgen

verkeckst schrieb:
> Dennoch kannst du mal
> als Fehlereingrenzung die
> rohen Daten
> mit einem
> shell Skript loggen, ist das einfach
> text?

also die Rohdaten sind NMEA Daten, die nicht den Satelliten Rohdaten 
entsprechen. D.h. es kommen nicht die Zeiten und was sonst der Satellit 
sendet aus dem Modul, sondern Datenworte, die mit Komma getrennt sind 
und vershciedene Informationenen enthalten, wie Longitude, Latitude, 
Atitude, Number of Satellites, Status Bits usw...

Kann man irgendwie mit dem GN-80 Modul kommunizieren, also ihm 
irgendwelche Korrektur daten mitteilen? Ich hatte im ersten Post das 
Datenblatt angefügt, falls jemand besser als ich versteht, ob und wie 
man Korrekturdaten verwenden kann, bitte sag es mir. Stichwörter dazu 
könnten sein RTCM und DGPS.

Weiß darüber jemand was?

Danke

Simon schrieb:
> Kann man irgendwie mit dem GN-80 Modul kommunizieren, also ihm
> irgendwelche Korrektur daten mitteilen?

Ja, kann man.
Für normalen DGPS-Empfang schickt der DGPS-Empfänger die Korrekturdaten 
im RTCM SC-104 Format an das GPS-Modul (S.4 1.2 COMMUNICATION 
SPECIFICATION).

Simon schrieb:
> (Z.B. ist ein Messwert etwa 10m südlich von da, wo er tatsächlich leigt.
> Der Messwert von dem anderen GPS Empfänger ist z.B. 5m östlicht und 3m
> südlich von seiner tatsächlichen Position. D.h die beiden GPS Module
> haben nicht den gleichen Versatz, den ich ja hätte rausrechnen können.)
>
> Was kann ich da tun?

Für einen besseren Empfang sorgen. Wie baut man eigentlich aus 2 no-name 
GPS-Receivern ein DGPS-System?

---

Ah, Danke,

Michael A. schrieb:
> Ja, kann man.
> Für normalen DGPS-Empfang schickt der DGPS-Empfänger die Korrekturdaten
> im RTCM SC-104 Format an das GPS-Modul (S.4 1.2 COMMUNICATION
> SPECIFICATION).

Ich kann aus dem Datenblatt nicht erkennen, wie das geht. Hast du einen 
Anhaltspunkt? Wie komme ich an DGPS Daten von entweder meinem Referenz 
Empfänger oder sonst irgendwie. Das ist vielleicht genau das, was ich 
brauche.

Alles Gute

Simon schrieb:
> Ich kann aus dem Datenblatt nicht erkennen, wie das geht. Hast du einen
> Anhaltspunkt? Wie komme ich an DGPS Daten von entweder meinem Referenz
> Empfänger oder sonst irgendwie.

Mit dem GN-80 habe ich keine Erfahrung und die Protokollbeschreibung ist 
in der Tat bescheiden. Die RTCM-Daten werden über die serielle 
Schnittstelle an den GPS-Empfänger geschickt.

Es gibt Langwellensender, für die man dann den passenden Empfänger 
braucht. Über Internet soll es die Daten wohl auch live geben, habe aber 
leider keinen Link dazu.

Hier etwas zum Format
http://pwet.fr/man/linux/formats/rtcm_104
und die Sender der WSV
http://www.wsv.de/fvt/dgps/index.html
MfG

Simon schrieb:
> Das Problem ist, dass die Beiden Positionsangabe nicht korrelieren, also
> nicht gleichmäßig falsch sind.

Hi, Simon,

willst Du einen Kompass bauen?
Im Internet sind solche Versuche beschrieben, wo einer zwei 
GPS-Empfänger auf ein Brett montiert und dieses gedreht hat. Aber ich 
vermute, er hat sich für jede Messung Zeit gelassen und erst gemittelt 
und dann den Bordwert ausgerechnet.

Fehlerfreiheit der Korrelation ist aber nicht zu erwarten, wenn die 
beiden GPS-Empfänger ihre Satelliten eigenständig finden. Jede 
Ortsbestimmung ist dann eine Schätzung, die fortlaufend "verbessert" 
wird.

Schon gar nicht bei Unterschieden im Funkfeld.
Der eine findet sie eben etwas anders als der andere.

Deswegen erreicht man einen Nordwert eher, wenn man zwei Antennen an 
verschiedenen Orten nimmt und dann umschaltet - aber das kostet Zeit.
Höhere Präzision bei leider weit höheren Kosten ist zu erreichen, indem 
man aus zwei Antennen und zwei Empfängern eine Interferometer macht, 
welches die Trägerphase misst und auswertet. Bei dem Aufwand ist der 
Kauf eines solchen handelsüblichen GPS-Kompass (~6k€ laut meiner 
"Datenbank") wohl deutlich preiswerter als eine Neuentwicklung.


Ciao
Wolfgang Horn

Ich bin nicht seht tief in der Materie drin, aber hat nicht den größten 
Anteil am Fehler die "Uhr" im Empfänger selbst? Die Positionsberechnung 
basiert ja auf dem Vergleich der Laufzeitunterschiede mit einer 
Zeitbasis im Empfänger, die ebenfalls aus den empfangenen Informationen 
abgeleitet wird. Diese Zeitbasis ist natürlich mit einem Fehler behaftet 
(Jitter), gerade in den low-cost-Empfängern.

Deshalb produzieren zwei unabhängige Empfänger auch unabhängige, 
zufällige Fehler. Man müsste da ansetzen, den Fehler für beide Antennen 
möglichst gleich zu machen.

Wäre es evtl. eine Lösung, statt fertiger Empfänger zwei GPS-Chipsets zu 
nehmen, und dann für beide den Takt aus dem gleichen Oszillator nehmen? 
Dann wäre die Zeitbasis wenigstens synchron. Das Problem der Auswertung 
unterschiedlicher Satteliten würde allerdings weiterhin bestehen.

Das Umschalten der Antenne hat den Nachteil, dass die Algorithmen in den 
Empfängern nicht dafür gemacht sind, d.h. sie versuchen, plötzliche 
Sprünge durch ein Modell der dynamischen Bewegung zu eleminieren.

Ich weiß, dass in professionellen Lösungen die Rohdaten herangezogen 
werden und die Trägerphase ausgewertet wird. Neben den dazu nötigen 
Spezielkenntnissen funktioniert das leicher auch mit den 
low-cost-Empfängern nicht. Weil diese die Rohdaten nicht hergeben.

Es gibt beispielsweise von µBlox halbwegs bezahlbare GPS-Module, bei 
denen man an die Rohdaten herankommt. Das sind die Modelle, die für 
"Timing-Anwendungen" gedacht sind und ein "T" im Namen haben. Sie sind 
ungefähr doppelt so teuer wie die low-cost-Variante.

Wenn jemand Links zu GPS-Kompass-Projekten hat, wäre ich sehr 
interessiert daran! Wollte so etwas auch schon immer mal bauen.

Gerhard schrieb:
> Ich bin nicht seht tief in der Materie drin, aber hat nicht den größten
> Anteil am Fehler die "Uhr" im Empfänger selbst?

Die Uhr im Empfänger muß nur eine Kurzzeitgenauigkeit (ms) haben. Wie 
falsch die geht, ist völlig egal, weil die Uhrzeit, genauso wie die 
Entfernung zu den Satelliten  aus der Zeitdifferenz der 
Satellitensignale bestimmt wird, d.h. auch oft der Begriff Pseudo Range.
Sonst müßte jeder Empfänger eine Atomuhr haben. Man muß deshalb immer 
einen Satelliten mehr zur Verfügung haben, als für die reine 
Ortsbestimmung nötig.

Michael A. schrieb:
> Es gibt Langwellensender, für die man dann den passenden Empfänger
> braucht. Über Internet soll es die Daten wohl auch live geben, habe aber
> leider keinen Link dazu.

Ja, aber nicht von allen und somit auch das eigentliche Problem. Ein 
DGPS-Empfänger ist schon ratsam wenn man genaue Positionsdaten benötigt. 
Wie gut die Auflösung dann wird ist auch wieder vom eigentlichen 
GPS-Empfang abhängig und vom Wetter, da die DGPS-Sender einen relativ 
großen Bereich mit einer Station abdecken müssen.

Wenn es EGNOS-Onlinedaten (realtime) geben würde, wäre das eine bessere 
Alternative.

Ich habe mir vor längerer Zeit mal einen DGPS-Empfänger gebaut, mehr 
schlecht als recht, aber ich konnte die DGPS-Daten mit einem PC 
dekodieren und an meinen GPS-Empfänger schicken. Die Position wurde 
teilweise besser.

---

Hallo,

danke für die vielen hilfreichen Antworten.
Also mein Vorgehen jetzt: Ich gehe jetzt raus in den Park und versuche 
mein Glück dort, ob die Werte besser werden.
Das teile ich dann mit.

Dann werde ich mich mit dem RCTM Kram beschäftgen und sehen, wie ich die 
Korrekturdaten in den Empfänger rein bekomme und ob ich das vielleicht 
noch hinbekomme.
Kennt jemand eines dieser Funkmodule? Wo gibts die?
Wo kann man die Korrekturdaten aus dem Internet herholen/streamen?

Danke

Was mir auch aufgefallen ist, ist, dass man beim GN80 Satelliten "von 
Hand" ausschalten kann. Könnte es helfen, die Positionsmessung nur immer 
von den gleichen Satelitten machen zu lassen, d.h. dass sich beide 
Module verständigen und eines als Master festlegt, welche Satelliten 
rausgeschmissen werden beim anderen? Könnte das eine Idee sein?

Gerhard schrieb:
> Wenn jemand Links zu GPS-Kompass-Projekten hat, wäre ich sehr
> interessiert daran! Wollte so etwas auch schon immer mal bauen.

Hi, Gerhard,

such mal unter "Attitude" "Determination" "GPS" "unmanned vehicle".
An diesem Thema haben sich mehrere Doktoranden versucht.

Schau Dir auch mal die kommerziellen GPS-Kompasse an, beispielsweise von 
FURUNO für ~6k€ für Yachten.

Als Bastler sehe ich derzeit keinen Zugang zur Trägerphase des 
GPS-Signals, wie ich es gern hätte für interferometrische Peilungen der 
GPS-Satelliten höchster Genauigkeit.
Geostationäre Satelliten sind mit ihren Signalen dazu zugänglicher.

Ciao
Wolfgang Horn

Hallo,

so, war jetzt draußen und habe meine Versuche im Park gemacht (die haben 
mich angeguckt, als ich mit meinem Kabelsalat ankam...).

Also ich hatte folgende Abweichungen:

   NordSüd  OstWest

      1,9m  1,77m
        0m  1,44m
     3,75m  0,66m
     4,63m  6,22m
      1,7m  4,4m
        3m  0,88m

Ist jetzt immer unter einem Radius von 10m, aber könnte weit besser 
sein.
Die Messwerte habe ich etwa alle Minute gemacht, sodass sie etwas 
repräsentativ werden.

Was sagt ihr nun zu meiner Idee, den beiden Empfängern nur jeweils 
gleiche Satelitten zur Berechung zuzulassen und wie kann man das mit dem 
RCTM machen?

> Als Bastler sehe ich derzeit keinen Zugang zur Trägerphase des
> GPS-Signals, wie ich es gern hätte für interferometrische Peilungen der
> GPS-Satelliten höchster Genauigkeit.

Warum nicht?

Das noch erschwingliche und gut von Hand lötbare LEA-6T-Modul von µBlox 
liefert dir für jeden in Sicht befindlichen Satelliten neben der 
Signalqualität außerdem:

- Carrier phase measurement [L1 cycles]
- Pseudorange measurement [m]
- Doppler measurement [Hz]
- Space vehicle number (SVN)

Das sollte doch reichen, oder? Das geht natürlich nicht über NMEA raus, 
dazu  muss man sich schon mit dem (gut dokumentierten) proprietären 
Format von µBlox beschäftigen und die entsprechenden Daten pollen.

Ja, Gerhard,

> - Carrier phase measurement [L1 cycles]
> - Pseudorange measurement [m]
> - Doppler measurement [Hz]
> - Space vehicle number (SVN)
> Das sollte doch reichen, oder?

Doppler nutze ich, gibt mir aber keinen Kompasswert.
Kompasswert mit einem rollenden Fahrzeug bekommt man über den Vektor, 
wenn man nur lange genug exakt geradeaus fährt. Das ist die billigste 
Lösung.
(Magnetischer Kompass ist viel zu ungenau.)

Ich vermute, ein GPS-Interferometer mit zwei oder drei Antennen 
entschlüsselt erst für ausgewählte Satelliten den Träger, so dass dessen 
Phase messbar ist - dann funktioniert Interferometrie.
Dieser Aufwand ist für Bohrplattformen gerechtfertigt, für mich aber 
hoch.

Falls ich mal die Zeit dazu finde, wäre der nächste Schritt ein 
Antennenarray aus drei Antennen mit Multiplexer für eine "simulierte 
Bewegung".

Carrier phase wäre der nächste Schritt.
Dann möchte ich die folgende Frage beantworten für zwei GPS-Empfänger 
auf einem gemeinsamen drehbaren Balken: "Die Carrier Phase kann nur eine 
Mittelung sein, gewonnen über den Messzeitraum (~100ms) über alle 
vermessenen Satelliten gleichzeitig. Wie könnte ich zwei GPS-Rx zeitlich 
so synchronisieren, dass sie synchron messen und dann mit gewählten 
Verzögerungen?"

Alle Satelliten bewegen sich mit Fluchtgeschwindigkeit, die Phasen rasen 
noch schneller. Für die Positionsbestimmung genügen dem GPS-Rx die 
Differenzphasen, wenn er mehrere Satelliten zeitgleich gemessen hat.

> Das geht natürlich nicht über NMEA raus,
Natürlich nicht. Aber auch die anderen Messages, die ich dem dicken 
Dokument bisher entnommen habe, sind dafür zu langsam - es sei denn, ich 
könnte zwei GPS-Rx überreden,
a) zeitgleich zu messen, wobei das "zeitgleich" noch zu definieren wäre
b) dieselben Satelliten zu nehmen.

Derzeit habe ich Anderes zu tun. Wenn Du bereits Antworten hast, wäre es 
nett. Einen potentiellen Kunden habe ich in Sichtweite.

Ciao
Wolfgang Horn

Kurti schrieb:
> Wenn es EGNOS-Onlinedaten (realtime) geben würde, wäre das eine bessere
> Alternative.

Die EGNOS Daten werden doch direkt von den geostationären Satelliten 
(Inmarsat AOR-E, Artemis und Inmarsat IOR-W) auf der GPS Frequenz L1 
verbreitet, d.h. jeder normale GPS Empfänger hat die automatisch in 
Echtzeit zur Verfügung.