Forum: Offtopic GPS fuer Rasenmaeher (theoretisch)


von Uwe R. (aisnmann)


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Liebe Gemeinde,

das mit den Rasenmaehrobotern und deren Wegfindung, laesst mich nicht 
ganz los. Insbesondere wenn die Teile im Winter Schnee schippen sollen.

Aufgabe: Positionierung mit 10cm Genauigkeit, beim Abfahren von 
bestimmten Strecken (mit zusaetzlichen Wegsensoren/Maussensoren). 
Flaechiges Grundstueck, z.B. Sportverein mit Parkplatz (1000m^2 wiese, 
500m^2 Parkplatz). Entfernungen so gross das Ultraschall nicht reicht 
(20m zum naechsten Fixpunkt/Wand)

Dafuer wird ja regelmaessig GPS ausgeschlossen, weil man praktisch nich 
unter 1-2m Positionieren kann, und selbst das sportlich ist.

Das Problem liegt doch i.d.R. darin, das die direkte Richtung zum 
Sateliten oft etwas versperrt ist, oder man eine Reflexion empfaengt. 
Ausserdem hat man oft nur 4 Satelliten hoch oben sichtbar.

Wenn man jetzt einen festen Referenzempfaenger, wie bei DGPS benutzt, 
dann gewinnt man ja erstmal was, bzw. kommt ueberhaupt erstmal auf den 
Meter).
Erweitern moechte ich das Prinzip um eine Moeglichkeit, das das Fahrzeug 
guckt welche Satelliten es z.B. mit mehr als 20 Grad ueber dem Horizont 
sieht, und dann diese Liste zum Referenzempfaenger schickt. Der 
Referenzempfaenger bestimmt nun die Position nur mit Helfe dieser 
genannten Satelliten, und schliesst damit Differenzen wegen der Nutzung 
verschiedener Satelliten aus.

Meint ihr Damit wuerde man echt genauigkeit Gewinnen, um mit 
Hobbymitteln den Dezimeterbereich zu benutzen?

Hat jemand eine Idee ob das Umsetzbar ist, also mit einem (einfachen, 
Hobbyueblichen) Empfaenger der nicht einfach nur alles selber macht, 
sondern dem man eben bestimmte Dinge (eben so eine Satellitenliste) 
vorgeben kann?
Im Prinzip geht es mir im Wesentlichen um diese Erweiterung, die Fehler 
aus den gleichen Satelliten benutzen und dann korrigieren.

Was meint Ihr prinzipiell dazu?

von Mike M. (mikeii)


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Ich habe jetzt nicht ganz verstanden wie du das meinst, aber was spricht 
dagegen es genau nach der DGPS Methode zu machen? Ist doch sehr genau!

von Karl H. (kbuchegg)


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Uwe R. schrieb:

> Das Problem liegt doch i.d.R. darin, das die direkte Richtung zum
> Sateliten oft etwas versperrt ist, oder man eine Reflexion empfaengt.
> Ausserdem hat man oft nur 4 Satelliten hoch oben sichtbar.

Hmm. Wenn ich meinem Tom Tom so zusehe, dann hat das zu einem 
beliebeigen Zeitpunkt eigentlich mehr so 9 bis 10 Satelliten im 
Blickfeld, aus denen es dann die besten 4 auswählt.

Ausserdem hast du etwas vergessen. Die Pulse von den Satelliten werden 
in der Atmosphäre gebrochen. Nicht viel aber bei den winzigen Laufzeiten 
macht das auch was aus.

> Referenzempfaenger bestimmt nun die Position nur mit Helfe dieser
> genannten Satelliten, und schliesst damit Differenzen wegen der Nutzung
> verschiedener Satelliten aus.

Ich denke das reißt sich nicht viel. Die Auswahl der benutzten 
Satelliten wird bei allen Geräten mehr oder weniger ähnlich gelöst sein.

von Uwe R. (aisnmann)


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Mike Mike schrieb:
> Ich habe jetzt nicht ganz verstanden wie du das meinst, aber was spricht
> dagegen es genau nach der DGPS Methode zu machen? Ist doch sehr genau!

Hmm, DGPS Referenzstation hat z.B. 6 Satelliten sichtbar 1, 2, 3, 4, 5 
und 6. Das Fahrzeug sieht gerade nur 4 Stueck, 1, 3, 4, und 5, weil im 
Osten gerade Wald ist. Daraus muesste sich doch schon eine Abweichung 
ergeben, denke ich. Wenn nun die Referenzstation auch nur die 4 
Satelliten benutzt, geht die Abweichung, die zwar Absolut groesser ist, 
dann aber in die gleiche Richtung. So jedenfalls mein Gedanke.

DGPS in kaeuflicher Version ist klar, das ist noch viel Genauer, mit 
solchen runden Antennen wo mehrere Antennen drinnen sind, fuer etliche 
1000,-.

Das ganze einfacher mit 2 100 EUR-Empfaengern, das wird noch nicht so 
viel bringen, oder? Mein einfacher GPS-Logger springt immer so im 10m 
Radius rum, wenn er still da liegt.

bye Uwe

von Uhu U. (uhu)


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Sieh dir das mal an: Beitrag "Merkwürdige GPS-Fehler über 17 Minuten"

Die ungünstigen Satelliten werden von den GPS-Chips schon automatisch 
ausgeschieden.

Ob DGPS immer die erforderliche Genauigkeit bringt, damit der Rasenmäher 
sicher Muttis Blumen verschont weiß ich nicht, aber ich habe so meine 
Zweifel - es kommt auch Zentimeter an.

Generell ist GPS wohl nicht für derlei Geschichten geeignet, denn es ist 
ein Navigationssystem, das für globale Navigation konstruiert ist, nicht 
zum Rangieren im Garten.

von Uwe R. (aisnmann)


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Karl Heinz Buchegger schrieb:
> Uwe R. schrieb:
>
>> Das Problem liegt doch i.d.R. darin, das die direkte Richtung zum
>> Sateliten oft etwas versperrt ist, oder man eine Reflexion empfaengt.
>> Ausserdem hat man oft nur 4 Satelliten hoch oben sichtbar.
>
> Hmm. Wenn ich meinem Tom Tom so zusehe, dann hat das zu einem
> beliebeigen Zeitpunkt eigentlich mehr so 9 bis 10 Satelliten im
> Blickfeld, aus denen es dann die besten 4 auswählt.
>
> Ausserdem hast du etwas vergessen. Die Pulse von den Satelliten werden
> in der Atmosphäre gebrochen. Nicht viel aber bei den winzigen Laufzeiten
> macht das auch was aus.

Hmm, da sollten dann eben die 4 GLEICHEN Satelliten auch die gleiche 
Brechung ergeben. So ist meine Vorstellung davon. Insbesondere wenn nun 
ein relevanter satellit gerade hinterm Baum ist.

Werden bei 9 Sichtbaren wirklich nur die 4 besten benutzt?

>> Referenzempfaenger bestimmt nun die Position nur mit Helfe dieser
>> genannten Satelliten, und schliesst damit Differenzen wegen der Nutzung
>> verschiedener Satelliten aus.
>
> Ich denke das reißt sich nicht viel. Die Auswahl der benutzten
> Satelliten wird bei allen Geräten mehr oder weniger ähnlich gelöst sein.

Das wuerde bedeuten das man schon recht gute Chancen hat, wenn man 
klassisch den gleichen Empfaenger aufs Dach schraubt. Vorrausgesetzt es 
werden eh immer nur die 4 obersten genommen, dann reisst es da nix, 
stimmt. Mal sehen was die anderen Meinen.

THX, bye Uwe

von Uwe R. (aisnmann)


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Uhu Uhuhu schrieb:
> Sieh dir das mal an: Beitrag "Merkwürdige GPS-Fehler über 17 Minuten"

Ja, den kenn ich, hab ihn aber nicht wiedergefunden (doof angestellt) 
;o))
Genau diese Abweichungen moechte ich Rauskorrigieren, und das ohne teure 
Spezialantenne.

> Die ungünstigen Satelliten werden von den GPS-Chips schon automatisch
> ausgeschieden.

OK, das ist schonmal gut.

> Ob DGPS immer die erforderliche Genauigkeit bringt, damit der Rasenmäher
> sicher Muttis Blumen verschont weiß ich nicht, aber ich habe so meine
> Zweifel - es kommt auch Zentimeter an.

Achja, stimmt, die Blumen... Da sollte man noch ne Sicherung vorsehen. 
Ist im Nahbereich ja eh angebracht (Auto zerkratzen etc.). Das ist aber 
unkritisch, denke ich. Meine frage zielt eher darauf, wie kann ich 40m 
weit fahren, und die Abweichung von Hin und Rueckweg betraegt je 10cm 
seitlich, wenn ich keinen weiteren Fixpunkt habe. Also nur noch Weggeber 
und GPS.

> Generell ist GPS wohl nicht für derlei Geschichten geeignet, denn es ist
> ein Navigationssystem, das für globale Navigation konstruiert ist, nicht
> zum Rangieren im Garten.

Naja, die Landvermesser vermessen sich nicht so oft wie die 
Berufsbezeichnung vermuten laesst, denke ich jedenfalls ;o))

THX, bye uwe

von Uhu U. (uhu)


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Uwe R. schrieb:
> Genau diese Abweichungen moechte ich Rauskorrigieren, und das ohne teure
> Spezialantenne.

Die Antenne ist wohl nicht das Problem, eher der Zugang zu diesen 
kostenpflichtigen Diensten und die notwendigen professionellen Geräte.

Durch einfaches Korrigieren mit den Daten eines stationären GPS-Gerätes 
gehts jedenfalls nicht.

> Naja, die Landvermesser vermessen sich nicht so oft wie die
> Berufsbezeichnung vermuten laesst, denke ich jedenfalls ;o))

Die verlassen sich auch nicht ausschließlich auf GPS, sondern messen 
selbst und das fast immer imt optischen Methoden.

von Uwe R. (aisnmann)


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Uhu Uhuhu schrieb:
> Uwe R. schrieb:
>> Genau diese Abweichungen moechte ich Rauskorrigieren, und das ohne teure
>> Spezialantenne.
>
> Die Antenne ist wohl nicht das Problem, eher der Zugang zu diesen
> kostenpflichtigen Diensten und die notwendigen professionellen Geräte.
>
> Durch einfaches Korrigieren mit den Daten eines stationären GPS-Gerätes
> gehts jedenfalls nicht.

hmm, schade, wieso eigentlich nicht?

Ich meine, OK, die besseren Geraete korrigieren nicht einfach nur die 
Position sondern die Signallaufzeiten zu den einzelnen Satelliten (hab 
ich gerade gelesen). Andererseits so wenigstens in den Submeterbereich 
zu kommen koennte wohl gehen, haette ich gedacht.

Ich glaube, ich muss das mal mit 2 Loggern ausprobieren. Ob die beide 
den gleichen kram aufzeichnen, oder still liegend halbwegs in die 
gleiche Richtung abweichen. Hat das mal einer probiert?

bye uwe

von Uhu U. (uhu)


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Uwe R. schrieb:
> Ich glaube, ich muss das mal mit 2 Loggern ausprobieren.

Kannst du dir sparen. Die Ergebnisse meiner Versuche mit zwei Loggern 
kannst du in dem oben verlinkten Thread nachlesen.

Ich hatte noch einen weiteren Versuch gemacht, bei dem der stationäre 
Logger ganz freie Sicht nach oben hatte - die Ergebnisse waren nicht 
besser, als beim ersten Versuch, dessen Ergebnis ich dort beschrieben 
hatte.

von Hermann K. (r2d2)


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Wenn du zwei Empfänger mit Sirf-Chipsatz auftreibst könntest du Erfolg 
haben. Die können nicht nur eine Position ausgeben sondern auch die 
Pseudoranges (Entfernung zum Satelliten+x). (Laut Datenblatt, ich habs 
noch nicht getestet). Damit kannst du dann im Prinzip selber rechnen und 
dir ein DGPS nachbauen. Wie du schon sagst am besten nur die Satelliten 
nehmen, die beide Empfänger sehen.

Ich würds an deiner Stelle einfach mal ausprobieren. Die Empfänger gibt 
oft schon für ein paar Euro auf Ebay.

von Uhu U. (uhu)


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R2 D2 schrieb:
> Wenn du zwei Empfänger mit Sirf-Chipsatz auftreibst könntest du Erfolg
> haben.

Ich habe zwei Navilock BT-338 GPS-Mäuse für den Versuch verwendet. Die 
haben den Sirf-II Chipsatz. Allerdings habe ich nur das NMEA-Format 
ausgewertet.

> (Laut Datenblatt, ich habs noch nicht getestet)

Glaubst du wirklich, daß die Firmware in den Sirf-Chips so dämlich ist, 
daß sie nicht das Beste aus den Meßwerten herausholt?

Das Problem ist nicht, daß der Sirf-II die Geometrie nicht kann, sondern 
daß es nicht möglich ist, aus den Meßwerten mit Bordmitteln die 
Störungen zu eliminieren. Es ergeben sich überbestimmte 
Gleichnungssysteme, für die nur Lösungsintervalle bestimmt werden 
können.

von Uwe R. (aisnmann)


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Uhu Uhuhu schrieb:
> Uwe R. schrieb:
>> Ich glaube, ich muss das mal mit 2 Loggern ausprobieren.
>
> Kannst du dir sparen. Die Ergebnisse meiner Versuche mit zwei Loggern
> kannst du in dem oben verlinkten Thread nachlesen.
>
> Ich hatte noch einen weiteren Versuch gemacht, bei dem der stationäre
> Logger ganz freie Sicht nach oben hatte - die Ergebnisse waren nicht
> besser, als beim ersten Versuch, dessen Ergebnis ich dort beschrieben
> hatte.

Ah, tatsaechlich. Da hatte ich ja auch schon die frage nach dem Abgleich 
der zu benutzenden Satelliten gestellt.
Hm, nen halbes Jahr ist es her und schoenwieder vergessen...

Naja, THX, bye uwe

von Knecht L. (gonz)


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Hilft es vielleicht, mehrere GPS-Empfänger im Rasenmäher zu verbauen und 
die Werte zu mitteln?

Ich denke da an 5 Empfänger in Kreuzform X.

von Uhu U. (uhu)


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Knecht Lötrich schrieb:
> Hilft es vielleicht, mehrere GPS-Empfänger im Rasenmäher zu verbauen und
> die Werte zu mitteln?
>
> Ich denke da an 5 Empfänger in Kreuzform X.

Lies den oben verlinkten Thread, dann wirst du mit ein klein wenig 
Übrlegung die Antwort finden.

von Uwe R. (aisnmann)


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Uhu Uhuhu schrieb:
> Knecht Lötrich schrieb:
>> Hilft es vielleicht, mehrere GPS-Empfänger im Rasenmäher zu verbauen und
>> die Werte zu mitteln?
>>
>> Ich denke da an 5 Empfänger in Kreuzform X.
>
> Lies den oben verlinkten Thread, dann wirst du mit ein klein wenig
> Übrlegung die Antwort finden.

Also, nachdem wir nun geklaert haben das man nicht einfach mehrere 
Empfaenger zusammenschalten kann, kommen wir nochmal zur urspruenglichen 
Fragestellung:

Kennt einer ne einfache Variante wie man einem GPS-Empfaenger (z.B. 
Conrad 372874):
1. entlocken kann welche Satelliten er zur Bestimmung benutzt
2. welche er dazu explizit benutzen soll.

Ich sehe da nicht recht durch, man kann ja dem Ding offenbar alles 
moegliche sagen und alles unmoegliche fragen ;o))

Abgesehen davon kann man wohl auch RAW-Daten abrufen. Sind diese dann 
womoeglich potentiell zum selberrechnen geeignet?

THX, bye uwe

von Frank P. (mauz)


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Uwe R. schrieb:
> Abgesehen davon kann man wohl auch RAW-Daten abrufen. Sind diese dann
> womoeglich potentiell zum selberrechnen geeignet?

Ich denke schon ;-) Musst Dich halt mal durch beispielsweise: 
http://www.navilock.de/files/11409.download wühlen.
Viel Erfolg!

von Matthias S. (Firma: matzetronics) (mschoeldgen)


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Unter Umständen ist es günstiger 2 oder 3 Ortungssysteme zu nehmen und 
dann selber zu mitteln. GPS und GLONASS sind ja online und auf Galileo 
muss man nicht mehr soo lange warten.

von Uwe R. (aisnmann)


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Frank P. schrieb:
> Uwe R. schrieb:
>> Abgesehen davon kann man wohl auch RAW-Daten abrufen. Sind diese dann
>> womoeglich potentiell zum selberrechnen geeignet?
>
> Ich denke schon ;-) Musst Dich halt mal durch beispielsweise:
> http://www.navilock.de/files/11409.download wühlen.
> Viel Erfolg!

Ja, danke, ich hab das hier: 
http://www.u-blox.com/images/downloads/Product_Docs/u-blox5_Protocol_Specifications%28GPS.G5-X-07036%29.pdf
und versuche daraus schlau zu werden ;o)

Die Frage ist halt, ob es sich lohnt oder schonmal einer vergeblich das 
gleiche probiert hatte.

Aber danke dir, scheint also nicht vollkommen verquer zu sein ;o))

bye uwe

von Hermann K. (r2d2)


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Uhu Uhuhu schrieb:
> Glaubst du wirklich, daß die Firmware in den Sirf-Chips so dämlich ist,
> daß sie nicht das Beste aus den Meßwerten herausholt?

Die Firmware kann aus den Meßwerten tatsächlich nichts besseres raus 
holen, aber eine eigene Software kann es! Und zwar weil die eigene 
Software den Fehler in der Signallaufzeit zu jedem einzelnen Satelliten 
kennt (vom anderen Empfänger, der die Daten liefert). Wenn ich nur die 
schon zu einer Position verrechneten Daten habe und da die Unterschiede 
bestimme bringt das natürlich nichts, weil jeder Empfänger selber die 
verwendeten Satelliten auswählt und unter Umständen unterschiedlich 
gewichtet.

von Uhu U. (uhu)


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Es gibt eine viel simplere Lösung:

http://de.wikipedia.org/wiki/Egnos

Man braucht nur einen GPS-Empfänger, der die EGNOS-Signale mit 
auswertet.

Allerdings dürfte eine Genauigkeit von 1-3 m für einen Rasenmäher auch 
nicht sonderlich befriedigend sein...

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