Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GPS - seltsames Phänomen!


von TOM (Gast)


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Hallo Zusammen,
ich habe ein paar fragen bezüglich GPS. Ich habe viel gelesen und 
gesucht, aber nicht gefunden. Ist wohl zu speziell, oder ich steh auf 
dem Schlauch.
Ich betreibe ein GPS-Modul von LINX an einem µC. Ich bekomme von diesem 
Modul jede Sekunde einen NMEA Datensatz. Diesen werte ich aus und gebe 
Länge, Breite und Speed auf einem Display aus. OK alles wunderbar.
Jetzt habe ich aber folgendes Phänomen:
Ich starte das Modul, warte, bis ich Daten empfange, warte, bis ich 
genug Satelliten (>6) „in use“ habe, dann laufe ich los. Wenn ich mich 
nur langsam bewege (spazieren), bekomme ich kein Speed angezeigt und, 
was ich sehr merkwürdig finde, die Längen und Breiten verändern sich nur 
ca. alle 30 Sek., also ich bin da schon deutlich mehr als 10-20 Meter 
weiter.
Wenn ich mich schneller bewege, fast jogge, bekomme ich Speed angezeigt 
und Länge und Breite „wandern“ mit. Wenn ich mit dem Auto Schritt fahre 
(5-10Km/h), ist auch alles OK.

Kennt jemand das Phänomen? Ist das normal? Oder bringt es was, wenn ich 
dem Modul ein Hotstart schicke, oder sonst etwas?

Bin für jeden Tipp dankbar!

von inse (Gast)


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...das ist jetzt nur eine Vermutung: vielleicht geht das Modul in eine 
Art Sparmodus, wenn keine "nennenswerte" Bewegung ermittelt wird.

von Karl H. (kbuchegg)


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TOM schrieb:

> Kennt jemand das Phänomen? Ist das normal? Oder bringt es was, wenn ich
> dem Modul ein Hotstart schicke, oder sonst etwas?

Das wird nicht viel bringen.

Das Problem, welches das Modul hat.
Auch wenn es ruhig liegt, ergibt sich für das Modul rein rechnerisch 
eine Bewegung, die systembedingt ist. Diese Bewegung muss es jetzt von 
einer realen Bewegung unterscheiden können. Die einfachste Variante: 
Alles unter einer bestimmten Geschwindigkeit wird als Messfehler abgetan 
und ignoriert.

von TOM (Gast)


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Warum, sollte es das tun?
Die Daten kommen dauernd von den Satelliten, werden vom Modul 
ausgewertet. Warum, sollte es die frischen Daten zurückhalten, nur weil 
es festgestellt hat, dass es nur 10m waren?

von JensM (Gast)


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Das könnte ein Filter sein, der verhindern soll, daß bei
stehendem GPS Empfänger die Position umherspringt.

Dieser Filter hängt eventuell mit einem Profil (PKW, Fahrrad, Füßgänger)
zusammen.

Kann der Empfänger umprogrammiert werden?
Gibt es dazu ein spezielles Tool vom Hersteller?

MfG JensM.

von TOM (Gast)


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Messfehler, das wäre eine Erklärung.

Wenn man den SiRF Binary String auswerten würde, sind da auch die 
Messfehler schon rausgefiltet oder kommt da noch Natur pur...

von Peter II (Gast)


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Der suchbegriff für Google ist

"static navigation"

von John B. (johnbauer)


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Die Geschwindigkeit wird mit Hilfe des Dopplereffektes ermittelt. Und 
dafür ist eine Mindestgeschwindigkeit erforderlich.

Gruß
John

von Helmut L. (helmi1)


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Die Geschwindigkeit wird anhand der Zeit zwischen 2 Messpunken 
ermittelt.
Ist die Differnz zwischen diesen beiden Messpunkten kleiner als die 
Aufloesung des GPS Systems wird diese Messung verworfen. Sonst kaeme da 
ein gezappel raus.

von TOM (Gast)


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John Bauer schrieb:
> Die Geschwindigkeit wird mit Hilfe des Dopplereffektes ermittelt. Und
> dafür ist eine Mindestgeschwindigkeit erforderlich.


Aha, gibt es da einen fixen Wert?

von Karl H. (kbuchegg)


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TOM schrieb:
> John Bauer schrieb:
>> Die Geschwindigkeit wird mit Hilfe des Dopplereffektes ermittelt. Und
>> dafür ist eine Mindestgeschwindigkeit erforderlich.
>
>
> Aha, gibt es da einen fixen Wert?

Das wird jeder Hersteller nach Gutdünken festlegen.

Sein Problem: theoretisch hat er kein Problem. Funkwellen breiten sich 
geradlinig aus.
In der Praxis hat er aber ein Problem: Die Funkwellen müssen durch die 
Atmosphäre durch. Und da gibt es speziell in den oberen Schichten 
Effekte, die die Wellen beeinflussen. Und diese Schichten sind immer in 
Bewegung. Drum ist GPS auch nicht auf den Zentimeter genau. Drum 
errechnet ein GPS Empfänger für sich selbst, selbst wenn er fix 
verankert ist, immer eine Bewegung rund um den Punkt an dem er 
tatsächlich ist.

von j. c. (jesuschristus)


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Jupp, kenn ich auch aus nem uralt Modul. Unterhalb von 5 km/h keine 
Geschwindigkeit und nur langsames Update.

von Karl H. (kbuchegg)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:

> In der Praxis hat er aber ein Problem: Die Funkwellen müssen durch die
> Atmosphäre durch. Und da gibt es speziell in den oberen Schichten
> Effekte, die die Wellen beeinflussen. Und diese Schichten sind immer in
> Bewegung. Drum ist GPS auch nicht auf den Zentimeter genau. Drum
> errechnet ein GPS Empfänger für sich selbst, selbst wenn er fix
> verankert ist, immer eine Bewegung rund um den Punkt an dem er
> tatsächlich ist.

Dazu kommen dann noch Effekte in deiner unmittelbaren Umgebung. Jede 
Hausmauer, jedes Blatt reflektiert die Wellen. Auch wenn es nicht viel 
ist, aber es summiert sich. ZUmindest soweit, dass die genaue exakte 
Frequenz soweit verschliffen wird, dass man unterhalb einer Grenze nicht 
mehr sagen kann, ob das jetzt eine echte Dopplerverschiebung ist, oder 
ob das ein Interferenzeffekt ist, der zu einer Aufweitung der 
Trägerfrequenz führt. Kannst du aber die exakte Trägerfrequenz nicht 
mehr feststellen, ist es auch Essig mit einer Dopplerauswertung bei 
kleinen Werten.

von Kurt (Gast)


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Ist mir neu, dass bei Billig-Modulen die Doppler-
Verschiebung der Sendefrequenz ausgewertet wird.

Allerdings entspricht in Mitteleuropa eine Breiten-
Sekunde 30 m und eine Längensekunde 20 m.
Zeigt man nix "hinterm Komma" an, passt das also
schon mal für die Koordinaten.

Ansonsten darf man davon ausgehen, dass die Auswerte-
algorithmen sich an die vorgefundenen Bewegungstendenzen
anpassen:

Liegt die Bewegung im "Grundrauschen" der empfangenen
Position wird eben lieber Speed = 0 ausgegeben.

Eine Abschätzung der Höhe des "Grundrauschens" liefert
der "DOP"-Wert. Den sollte man auch zur Anzeige führen!
Je kleiner dieser Wert, desto besser die Positions-
bestimmung.

von Jobst M. (jobstens-de)


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Hmmm ...

Bei meiner Maus wandern die Koordinaten auch. Aber die Geschwindigkeit 
steht auf 0mph.
Wenn ich mich (beliebig langsam) bewege, wird Geschwindigkeit angezeigt.
Die Wanderungen der Koordinaten sind aber schneller als wenn ich zu Fuß 
gehe.
Bei diesem Teil wird die Geschwindigkeit also wohl nicht aus den 
Koordinaten erzeugt ...

Hersteller ist Holux - mehr Infos habe ich nicht. Habe ich für 10€ als 
Zubehörteil für einen Dell Axim X5 gekauft. (Ich besitze dieses 
Dell-Teil nicht, aber ich brauchte ja auch nur die Maus)


Gruß

Jobst

von Jean P. (fubu1000)


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Jobst M. schrieb:
> Wenn ich mich (beliebig langsam) bewege, wird Geschwindigkeit angezeigt.
> Die Wanderungen der Koordinaten sind aber schneller als wenn ich zu Fuß
> gehe.
> Bei diesem Teil wird die Geschwindigkeit also wohl nicht aus den
> Koordinaten erzeugt ...

Ich lehne mich mal aus dem Fenster und wette das der FIR oder IIR Fliter 
(plus sonstiges) so eingestellt ist, das deine Position nicht ständig 
hin und her zappelt, wie oben schon gesagt. Deswegen werden lahme 
Fussmärsche nur sporadisch erkennbar sein.
Gruß

von Stefan (Gast)


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Ist in dem GPS-Modul ein SiRF III Chip?
Wenn ja, dann ist "Static Navigation" aktiviert. Unterhalb von ca. 4 
km/h wird dann z.B. die Position eingefroren und Geschwindigkeit 0 
gesendet und der Trackwinkel ausgelassen (was genau passiert ist 
herstellerabhängig). Erst wenn die Mindestgeschwindigkeit überschritten 
wird oder sich die Position um etwa 200 m geändert hat werden die 
Positionsdaten aktualisiert. Bei vielen SiRF III Empfängern kann man 
Static Navigation deaktivieren und sie so fußgängertauglich machen.

von TOM (Gast)


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Hallo Zusammen,
vielen Dank für die Erklärungen. Jetzt ist mir das Ganze schon etwas 
einleutender. :-)
Gut, also muss ich damit leben :-)
Könnt Ihr mir noch eine Einschätzung geben:
Und zwar, werde ich mit diesem Effekt, Probleme bekommen, wenn ich mich 
langsam einem gelockten Punkt nähere, dass dies dann innerhalb einer 
Minute erkannt wird? Anders gesagt, wenn ich langsam gehe und stehen 
bleibe, ziehen die Werte innerhalb einer Minute nach?


Gruß
TOM

von TOM (Gast)


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Hallo Stefan,
ja, solche Chipsätze sind da drinne. Genau dieser hier
SiRF Star III, GSC3f/LPx 7990


Ist diese Abschaltmöglichkeit generell gegeben im Chipsatz, oder muss 
das vom Modul-Hersteller bereitgestellt werden.

Finde ich das in diesem SiRF Binary protocol.
Und ich bin mal faul, wenn du mir da einen Hinweis geben könntet, wo 
oder nach was ich da suchen muss, also in dem Protokoll meine ich.

Danke!

von Michael K. (mmike)


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Hallo Tom,

bei vielen Empfängern kann man die Einstellung, die dieses Verhalten 
erzeugt verändern. Das Ganze läuft unter dem Namen: Navigation Engine 
Settings.

Bei ublox Empfängern kann man das verändern, siehe hier:

http://www.navilock.de/view/HandbuchSLASHManual/u-blox5_Referenzmanual/571

Seite 110.

Da kannst du das "Dynamic platform model auswählen":

0-Portable
2-Stationary
3-Pedestrian
4-Automotive
5-Sea .... usw.

Für Dich ist wohl der Fall 0 oder 3 am besten. Dann hast Du zwar mehr 
Rauschen auf den Positions- und Geschwindigkeitsdaten, aber dafür ein 
kontinuierliches Update der Werte ...

Irgendwann hab ich da auch mal Kommandos zum setzen per NMEA gefunden, 
wenn ich wieder weiß wo, dann poste ich die auch noch ....

Grüße,
Michael

von pff (Gast)


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> Die Geschwindigkeit wird anhand der Zeit zwischen 2 Messpunken
> ermittelt.

Nein, das wäre zu ungenau. Deshalb wird die Geschwindigkeit über den 
Dopplereffekt bestimmt.

von TOM (Gast)


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Hallo zusammen,
folgendes habe ich gefunden:

Static Navigation – Message ID 143

Allows the user to enable or disable static navigation to the receiver.

Example:
A0A20002 – Start Sequence and Payload Length
8F01 – Payload // Hier muss ich dann 8F00, für disable setzen
0090B0B3 – Message Checksum and End Sequence // Checksum anpassen


Vorher von NMEA-Mode auf SiRF-Mode umstellen und danach wieder zurück.

Kann das funktionieren?

von Michael K. (mmike)


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klingt doch gut ... Versuch macht kluch ;-)

Grüße,
Michael

von M. G. (looking)


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Static Navigation müsste auch mit dem SirfDemo Tool abschaltbar sein:
http://www.falcom.de/uploads/media/setupSiRFDemo3.87.zip

von Harald N. (harald_)


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Mit der Auswertung von GPS, Glonass und Galileo erhöht man erst mal die 
Genauigkeit. Dann nimmt man noch ein paar MEMS oder im Auto die Signale 
vom CAN-Bus dazu. Deinen uC brauchst du nicht mehr. Der Code kann auch 
dem Modul laufen.

GNSS module supports GPS (US), Glonass (Russia), Galileo (EU), Compass 
(China), QZSS (Japan)
http://www.gsm-modem.de/M2M/m2m-componets/gnss-module-gps-glonass-galileo-compass-qzss/
    GNSS systems: GPS (US), Glonass (Russia), Galileo (EU)*, Compass 
(China)*, QZSS (Japan) *
    Dead Reckoning: Odometer pulse, Gyro, CAN bus DWP*
    * by firmware update
    Differential GPS: RTCM104, SBAS (WAAS, Egnos)
    Assisted GPS support: ST Self-Trained Assisted GPS (ST-AGPS) 5 days, 
GPStreamTM 7 days
    Channels: 32
    Ultra High Sensitivity -162 dBm(Tracking)
    Cold start sensitivity -146dBm
    Power consumption: 80 – 150mW (depending on supported GNSS systems)
    I2C, SPI, GPIO, 2 UARTs, 1 USB, 1 CAN,1PPS
    3 axis gyro, 3 axis magnetometer, 3 axis accelerometer, pressure 
sensor, EEPROM on I2C
    Anti-Jamming detection and removal
    JTAG interface
    Running on your on program on GNSS module
    Support of ARM Realview 3.1 compiler and Lauterbach ICE, GNU 
compilers(planned)
    AEC-Q100 automotive qualified (option)
    Small form factor: 16.2mm x 18.8mm x 2.3mm

The MEMS and gyros offer the option on indoor locating. A-GPS will help 
with a GPS fix in worst case conditions indoor or in urban canyon. The 
running own program on the module will save the micro controller. The 
rising of the number of visible satellites by combination of GPS plus 
Glonass will increase the accuracy.

Testfahrt in Dallas:
http://www.gsm-modem.de/M2M/m2m-componets/gps-versus-hybrid-glonass-gps/

Video 17 Satelliten Empfang indoor:
http://www.gsm-modem.de/M2M/m2m-componets/bye-bye-gps-welcome-glonass/

Tolles Teil. Ich habe es live gesehen. GPS war gestern. Glonass ist 
heute und Galileo ist morgen.

MFG
Harald

von TOM (Gast)


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Hallo Zusammen,
so, ich habe es hinbekommen! Danke noch mal für die guten Tipps und 
Erklärungen! Das hätte mich viel Zeit gekostet...

Wie habe ich es gemacht:

Man nehme, diese Software:
http://www.falcom.de/uploads/media/setupSiRFDemo3.87.zip

Man beobachtet den Datenverkehr mit einer 
"Com-Schnittstellen-Beobachtungsoftware"

Man sendet dann mit dem µC, das, was SiRFDemo sendet und fertig!

Nochmals Dank!

Gruß
TOM

von TOM (Gast)


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Hallo Zusammen,
ich habe jetzt doch noch Probleme mit dem Static Navigation.

Und zwar funktioniert es nicht immer.
Also im Moment, schalte ich das Static Navigation nur an Anfang meines 
Programms ab, sprich vor der Hauptschleife in main.

Kann es sein, dass diese Einstellung irgendwie "verloren" geht?


Oder ist das wetterabhängig :-)

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