Abstandsmessung zwischen zwei Funkmodulen

Gast #3098989
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Mahlzeit!
gibt es eine Möglichkeit, mit zwei Funk-Transceivern (433MHz o.ä.) eine 
Abstandsmessung zu realisieren? Modul 1 sendet und Modul 2 misst die 
Laufzeit o.ä. Die Auflösung sollte <=10m betragen. Die Messung von 
digitalen Signalen im ns-Bereich sollte mit einem schnellen 
Mikrocontroller (z.B. STM32F4) möglich sein. Da ich in unwegsamem 
Gelände messen möchte, scheidet eine Signalstärkemessung aus. Wer hat 
Ideen?
Gast #3099012
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Zwei sehr genaue Uhren in beiden Geräten und dann irgendwie versuchen, 
die Störungen rauszubekommen.

A sendet, B empfängt und sendet mit bekannter Verzögerung zurück an A. 
Aus der Zeit zwischen Senden und Empfangen kann A die Entfernung 
bestimmen. Ob das praktisch machbar ist, ist die andere Frage.
#3099025
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Adam Delzmann schrieb:
> Modul 1 sendet und Modul 2 misst die Laufzeit o.ä.
Das Prinzip ist theoretisch ganz einfach. M1 sendet die Uhrzeit und M2 
guckt auf die Uhr wenn das Datenpaket angekommen ist.
Bei 10m und 30cm/ns wäre das dann 33,33 ns später. Auf jeder Seite eine 
Atomuhr und das klappt.

Einfacher wäre es, wenn M2 das Signal einfach zurück sendet. also wie 
ein Spiegel arbeitet. Dann hätte man
Hinlaufzeit + Verarbeitungszeit + Rücklaufzeit
Verarbeitungszeit sollte konstant sein und kann rausgerechnet werden. 
Dann sollten da am Ende 67ns bei 10m rauskommen.

Ohne Atomuhr schlagen die Quarztoleranzen von ein paar ppm dabei 
natürlich so richtig ins Kontor, was die ohnehin schwierige praktische 
Umsetzung nicht gerade vereinfacht oder sehr teuer macht.

Aber Laser-Abstandsmesser kriegen das ja auch hin.

mfg.
Gast #3099045
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Thomas Eckmann schrieb:
>> Modul 1 sendet und Modul 2 misst die Laufzeit o.ä.
> Das Prinzip ist theoretisch ganz einfach. M1 sendet die Uhrzeit und M2
> guckt auf die Uhr wenn das Datenpaket angekommen ist.
> Bei 10m und 30cm/ns wäre das dann 33,33 ns später. Auf jeder Seite eine
> Atomuhr und das klappt.
>

Man muss nicht unbedingt die Uhrzeit mitsenden. Es reicht aus wenn der 
Sender Pulse im definierten Abstand sendet und man den Empfänger bei 
Beginn der Aktion bei bekanntem Abstand synchronisiert. Dann könnte auch 
Quarzgenauigkeit für ein paar Stunden Nutzseit ausreichen, muss man aber 
nachrechnen.

Weitere Probleme sind aber Mehrfachempfang und indirekter Empfang, d.h 
man empfängt nur ein reflektiertes Signal. Die Software des Empfängers 
muss das erkennen und entsprechend den Messwert als ungültig bzw 
fragwürdig Anzeigen.
(z.B. dadurch dass ein Fussgänger nicht plötzlich einen 1000m Schritt 
machen kann.)
Gast #3099049
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Wenn man des TOs "Spezifikation" kreativ interpretiert geht das auch 
wesentlich einfacher als einen Stapel Atomuhren rumzutragen: 'Sender' 
und 'Empfänger' bekommen je einen GPS-Empfänger oder eine andere 
Möglichkeit, absoulte Positionen einfach und hinreichend genau 
festzustellen. Sodann wird selbige vom Sender übertragen und der 
Empfänger berechnet die Differenz. Feddisch.

HTH
Gast #3099050
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Thomas Eckmann schrieb:
> Ohne Atomuhr schlagen die Quarztoleranzen von ein paar ppm dabei
> natürlich so richtig ins Kontor, was die ohnehin schwierige praktische
> Umsetzung nicht gerade vereinfacht oder sehr teuer macht.

Wieso schlagen die Quarztoleranzen da nennenswert zu? Wenn die Laufzeit 
auf ein paar ppm ungenau bestimmt wird, ist die Entfernung auch auf ein 
paar ppm ungenau. Jedes GPS-Empfängermodul bestimmt auch ohne Atomuhr 
prima die Signallaufzeitendifferenzen von den Satelliten.
Gast #3099082
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Ich habe es mal nachgrechnet.
Mit einer Abweichung der Uhren zwischen Sender und Empfänger von 30ppm 
(poppel Quarz), nimmt die Genauigkeit der Messung pro Stunde um 3m ab.

Mit GPS als Zeitbasis muss man sich die Frage stellen warum nicht gleich 
differenziellen GPS verwenden?
In Situation wo das nicht geht (z.B. dichter Wald) wird es auch mit 
direktem Funkempfamg sehr schwierig.
#3099093
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g457 schrieb:
> Feddisch.
Da die Genauigkeit eines normalen GPS-Empfängers(Navi) aber nur ca. 10m 
beträgt, können sich zwei Empfänger, die tatsächlich 10m entfernt 
stehen, in den Extremfällen in der gleichen Position oder 30m 
voneinander entfernt wähnen. Oder der linke glaubt er steht rechts und 
der rechte entsprechend links. Also sowas kann ich pi mal Auge besser 
schätzen.

Wenn ein Navi die errechneten Daten nicht mit den hinterlegten Karten 
abgleichen würde, würdest du auch ständig mit deinem Auto neben der 
Autobahn fahren oder zum Geisterfahrer werden.

mfg.
#3099120
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Noch'n Spinner schrieb:

>> Das geht m.E. wohl nur per Triangiluation, also entweder zwei Sender
>> oderr zwei Empfänger.
>> Gruss
>> Harald
>
> Wie soll denn das mit zwei Sender oder zwei Empfängern gehen?

Wie der Name schon sagt, braucht man insgesamt drei Geräte dafür.
Vielleicht hätte ich besser schreiben sollen: "Mit einem zweiten
Sender oder Empfänger." :-)
Gruss
Harald
Gast #3099127
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Danke für die Kommentare.

Wenn ich die Antworten richtig deute, ist es zumindest für Bastler noch 
nicht im Bereich des Möglichen.
Was ist die Chirp-Technologie? Konnte nichts brauchbares in dem 
Zusammenhang googlen. Gibts dafür einen Link, der auch für 
Nichtwissenschaftler verständlich ist?
Gast #3099132
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Helmut Lenzen schrieb:
> Braucht dazu aber mehrere Satelliten um seine interne Uhr mit denen der
> Atomuhr im Satellit zu synchronsieren.

Beim GPS wird die vierte Messung aber nur gebraucht, weil dort nicht 
jeder Nutzer ein Signal zum Satelliten schicken kann, was dort 
"reflektiert" wird. Die Zeit als vierter Parameter neben den 3 
Raumkoordinaten dient nur zur Herstellung eines gemeinsamen 
Bezugszeitpunktes, aber nicht zur Laufzeitmessung.

Lattice User schrieb:
> Mit einer Abweichung der Uhren zwischen Sender und Empfänger von 30ppm
> (poppel Quarz), nimmt die Genauigkeit der Messung pro Stunde um 3m ab.
Die Genauigkeit nimmt nicht ab, sondern die absolute Genauigkeit hängt 
von der Signallaufzeit ab - dann passt das.

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