Forum: Offtopic GPS-Auslagerung


von Kurt B. (kurt-b)


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von "drüben":

------------------

> Hat er diese Information nicht kann er nicht wissen wie lange das Signal
> zu ihm unterwegs war und somit auch nicht erkennen wo er ist.

Das ist der Denkfehler - es braucht keine bekannte Signallaufzeit um die
Position zu bestimmen, es genügt die Differenz. Beispiel:
Gesucht ist der Ort der 65 km näher bei Berlin liegt als bei Hamburg und
50 km näher an Berlin als Jena und 15 km näher an Jena als Hamburg.
Es sind keine absoluten Strecken genannt, trotzdem ist der Ort durch den
Schnittpunkt der Hyperbeln eindeutig bestimmt. Einfach mal durchrechnen
und Hyperbeln zeichnen.

> Wenn, wie oben, ständig vier SAT notwendig sind dann heisst das nichts
> anderes als dass er ständig die Systemzeiterkennung durchführt.

Aber nicht das diese nötig ist zur Ortsbestimmung.
-------------------

Den Denkfehler meinerseits sehe ich nicht.
Das Beispiel mit den Orten geht nicht denn die SAT haben keine festen 
Orte und sie senden auch nicht ihre Momentanpostion.
Somit kann ein Empfänger diese auch nicht direkt ermitteln.

Wenn das so wäre wie du sagst, also ein Empfänger aus vier SAT-Signalen 
seine Pos ermitteln könnte dann reichten dazu wenige Millisekunden aus.
Dem ist aber nicht so, nach einem Kaltstart dauert es mindesten 12,5 
Minuten bis das NAVI eine Position ermitteln kann.
Grund: erst müssen die Bahndaten der SAT und die Systemzeit bekannt 
sein.

 Kurt

von Jens N. (Firma: privat) (franzderzweite)


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Noch keine Antwort und schon 2x Minuspunkte!
Kurt ist heute schon wieder Freitag, oder wovon redest du?
Links setzen wäre zu viel verlangt, und deiner Hühner sind alle noch 
wohl auf und vollzählig? ;-)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Hier ist die vorausgegangene Diskussion:

Beitrag "Re: Zwei GPS Antennern an einem GPS-Empfänger"

von Jens N. (Firma: privat) (franzderzweite)


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Danke Jörg!

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Kurt B. schrieb:

>> Wenn, wie oben, ständig vier SAT notwendig sind dann heisst das nichts
>> anderes als dass er ständig die Systemzeiterkennung durchführt.
>
> Aber nicht das diese nötig ist zur Ortsbestimmung.
> -------------------
>
> Den Denkfehler meinerseits sehe ich nicht.

Dann ist diese Erklärungsversuch meinerseits der letzte.

> Das Beispiel mit den Orten geht nicht denn die SAT haben keine festen
> Orte und sie senden auch nicht ihre Momentanpostion.
> Somit kann ein Empfänger diese auch nicht direkt ermitteln.

Die Bahnen der Satelliten sind bekannt, sein Ort über der Erde 
wiederholt sich regelmäßig. Der Satellit sendet eine zeitmarke, seine 
innere Uhr damit ist die Position zum Zeitpunkt des aussendens 
bestimmbar.
Die Zeitmarke dient aufgrund der Periodozität als Bogenwinkel. Man kann 
deshalb als erklärungsmodell auch die übliche Sternennavigation 
hernaziehen. Ein Seemann bestimmt mit einem Sextanten den Winkel der 
Gestirne über seinen Standort einnehmen. Anhand deren Position 
zueinander kann er seine Position berechnen. eine Uhrzeit braucht er 
dafür nicht, die fällt nebenher an da die Uhrzeit der Erde an die 
Position der Himmelskörper insbes. der Sonne gekoppelt ist.


> Wenn das so wäre wie du sagst, also ein Empfänger aus vier SAT-Signalen
> seine Pos ermitteln könnte dann reichten dazu wenige Millisekunden aus.
> Dem ist aber nicht so, nach einem Kaltstart dauert es mindesten 12,5
> Minuten bis das NAVI eine Position ermitteln kann.
> Grund: erst müssen die Bahndaten der SAT und die Systemzeit bekannt
> sein.

Berechnungsdauer ist wurscht, wie die Bahnelemente in den Empfänge 
kommen ob durch das Abhören und Mitschneiden der in den seriellen Daten 
versprengten Almanachdaten oder durch Download der worausberechneten 
Ephemeriden (assisted GPS) ist für das Berechnungsverfahren an sich 
irrelevant. Die Verzögerung ergibt sich auch dadurch das die 
Kreuz-Korrelation der Goldfolge wie jede Faltung  aufwendig ist 
(Kreuzprodukt für eine hohe Anzahl von zeitlichen Verschiebungen tau 
bestimmen) da diese für alle 1024 Gold -codes ausgeführt werden muß. der 
Gold-code bestimmt die Nummer des GPS Sats. Ist also vorher bekannt 
welcher Sat sichtbar sein könnte kann man diesen Prozess abkürzen in dem 
den länger korrelationsprozeß für die erwartet sichtbaren Satelliten 
ermittelt.

MfG,

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Jens N. schrieb:
> Noch keine Antwort und schon 2x Minuspunkte!
> Kurt ist heute schon wieder Freitag, oder wovon redest du?
> Links setzen wäre zu viel verlangt, und deiner Hühner sind alle noch
> wohl auf und vollzählig? ;-)

Kurt ist daran unschuldig, diese Unterbrechung wurde von eine Moderator 
verlangt. Ich halte das für übertrieben und weise die Anschuldigungen

Jörg W. schrieb:
> Das geht hier nicht, hier klaust
> du dem TE seinen Thread.  Das ist zumindest arg unhöflich.

strikt von mir. Ich klaue hier keine threads, die Diskussion hat sich 
bereits mit der ersten Antwort in Richtung Antennen-Laufzeitbetrachtung 
bei simultaner Nutzung zweier Antennen entwickelt. Das es nur um eine 
seltene Umschaltung handelt ist aus dem Threadthema nicht ersichtlich. 
Ich stelle hier Hintergrundwissen zu GPS zur Verfügung, folge dem 
Diskussionpfad wie er sich eben grad entwickelt und werde dann als "arg 
unhöflich" klassifiziert.

Um es klar zu machen, durch diese völlig ungerechtfertigte Äußerung 
fühle ich mich angepisst!

Einfach die Diskussion weiterlaufen lassen wäre eindeutig die 
hilfreichere Moderation gewesen.

MfG

von Rainer W. (rawi)


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Fpga K. schrieb:
> Ein Seemann bestimmt mit einem Sextanten den Winkel der
> Gestirne über seinen Standort einnehmen. Anhand deren Position
> zueinander kann er seine Position berechnen. eine Uhrzeit braucht er
> dafür nicht

Na, na, na. Da fehlen aber ein paar Grundlagen, die die Britische 
Admiralität und John Harrison schon Anfang des 18. Jahrhunderts als ganz 
wesentlich erkannt haben.

Ein Seemann versteht unter seiner Position seinen Ort nach geogr. Länge 
und Breite. Genau der Längengrad des Beobachtungsortes verschiebt sich 
durch die Erddrehung gegen den Sternenhimmel. Sonst würde die Sonne 
morgens nicht aufgehen.

Und genau für diese Längenbestimmung ist bei der Astronavigation die 
genaue Uhrzeit essentiel

von Kurt B. (kurt-b)


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Fpga K. schrieb:
> Kurt B. schrieb:
>
>>> Wenn, wie oben, ständig vier SAT notwendig sind dann heisst das nichts
>>> anderes als dass er ständig die Systemzeiterkennung durchführt.
>>
>> Aber nicht das diese nötig ist zur Ortsbestimmung.
>> -------------------
>>
>> Den Denkfehler meinerseits sehe ich nicht.
>
> Dann ist diese Erklärungsversuch meinerseits der letzte.

Ich versuche aber noch einen.


>> Das Beispiel mit den Orten geht nicht denn die SAT haben keine festen
>> Orte und sie senden auch nicht ihre Momentanpostion.
>> Somit kann ein Empfänger diese auch nicht direkt ermitteln.
>
> Die Bahnen der Satelliten sind bekannt,

Sie sind erst dann bekannt wenn er Empfänger sie hat, der SAT sendet sie 
nicht in Bezug zu seiner momentanen Position.

> sein Ort über der Erde
> wiederholt sich regelmäßig.

Stimmt aber nicht, die Bahn überstricht ständig andere Bereiche.


> Der Satellit sendet eine zeitmarke, seine
> innere Uhr damit ist die Position zum Zeitpunkt des aussendens
> bestimmbar.

Nein, der SAT sendet keine Zeitmarke, der SAT verbreitet die Systemzeit, 
dabei sind diese Parameter nur eine von vielen die in den 
Navigationsnachrichten enthalten sind.
Darin ist auch die Anzahl der Z-Epochen enthalten, diese Zahl beginnt 
immer am vorherigem Sonntag um 00:00 Uhr und daraus kann der Empfänger 
die momentan empfangene "Sendung" erkennen und erst dann die Systemzeit 
bestimmen.


> Die Zeitmarke dient aufgrund der Periodozität als Bogenwinkel. Man kann
> deshalb als erklärungsmodell auch die übliche Sternennavigation
> hernaziehen. Ein Seemann bestimmt mit einem Sextanten den Winkel der
> Gestirne über seinen Standort einnehmen. Anhand deren Position
> zueinander kann er seine Position berechnen. eine Uhrzeit braucht er
> dafür nicht, die fällt nebenher an da die Uhrzeit der Erde an die
> Position der Himmelskörper insbes. der Sonne gekoppelt ist.

Das hat mit GPS nichts zu tun.
Ohne Systemzeit ist es dem NAVI nicht möglich seine Pos zu bestimmen.


>> Wenn das so wäre wie du sagst, also ein Empfänger aus vier SAT-Signalen
>> seine Pos ermitteln könnte dann reichten dazu wenige Millisekunden aus.
>> Dem ist aber nicht so, nach einem Kaltstart dauert es mindesten 12,5
>> Minuten bis das NAVI eine Position ermitteln kann.
>> Grund: erst müssen die Bahndaten der SAT und die Systemzeit bekannt
>> sein.
>
> Berechnungsdauer ist wurscht,

Es geht nicht um irgendeine Berechnungsdauer, sondern darum dass der 
Empfänger erst dann etwas berechnen kann wenn er alle notwendigen Daten 
bereit hat, und das Übertragen dieser dauert nach einem Kaltstart 
mindestens 12.5 Minuten, vorher geht nichts.
Somit ist gezeigt dass es eben nicht reicht einfach vier SAT-Signale 
miteinander zu verwursteln.


> wie die Bahnelemente in den Empfänge
> kommen ob durch das Abhören und Mitschneiden der in den seriellen Daten
> versprengten Almanachdaten oder durch Download der worausberechneten
> Ephemeriden (assisted GPS) ist für das Berechnungsverfahren an sich
> irrelevant.

Es mag ja für das Berechnungsverfahren aus mathematischer Sicht 
unerheblich sein, mit der realen Funktion vom GPS hat das aber nichts zu 
tun.

> Die Verzögerung ergibt sich auch dadurch das die
> Kreuz-Korrelation der Goldfolge wie jede Faltung  aufwendig ist
> (Kreuzprodukt für eine hohe Anzahl von zeitlichen Verschiebungen tau
> bestimmen) da diese für alle 1024 Gold -codes ausgeführt werden muß.

Die möglichen 37 GOLD-Codes dienen zur Identifizierung des SAT und zur 
phasenmässigen Erfassung des zeitlichen Abstandes zur Systemzeit und 
trägt selber keine Information.

Der SAT sendet keine direkte Information wo er gerade ist und welche 
Systemzeit gerade herrscht.
Auch wird seine Uhr nicht mit der Systemzeit synchronisiert.

Die zur Pos-Bestimmung notwendigen Sende- und Empfangspunkte werden erst 
im Empfänger berechnet und nicht vom SAT gesendet.

Dazu reicht es nicht einfach vier GOLD_codes auszuwerten und zu 
verrechnen, sondern dazu müssen die Bahndaten und die Systemzeit im 
Empfänger vorhanden sein, das ist auch der Grund warum es nach einem 
Kaltstart so lange dauert bis die erste Positionsaussage erstellt werden 
kann.


Zu den zwei Empfangsantennen:
Wenn es nur darauf ankommt überhaupt eine Pos-Bestimmung zu erhalten und 
nicht auf grosse Genauigkeit dann kann es durchaus sinnvoll sein zwei 
Antennen zu verwenden.
Es kann dann die Antenne verwendet werden die gerade nicht durch 
Fading/destruktive Überlagerung kein Signal liefert.

Jedoch sollte dann für jeden SAT ein eigener Empfänger vorhanden sein 
der nur diesen einen SAT beobachtet.
Denn es kann durchaus vorkommen dass eine Antenne SAT1 gerade gut 
empfängt, SAT2 aber nicht, die andere Antenne SAT1 nicht aber SAT2 gut.
Da bringt dann eine Umschaltung auf eine der beiden Antennen auch 
nichts.

Hat jeder SAT "seinen" Empfänger dann kann sich dieser jeweils die 
Antenne aussuchen die diesen einen gerade gut empfängt.

Heisst im Klartext: pro zu empfangendem SAT ist ein eigener Empfänger 
mit Umschaltmöglichkeit auf die gerade "bessere" Antenne notwendig.

 Kurt

von Timm T. (Gast)


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Fpga K. schrieb:
> Ein Seemann bestimmt mit einem Sextanten den Winkel der
> Gestirne über seinen Standort einnehmen. ... eine Uhrzeit braucht er
> dafür nicht

Wie jetzt, da haben also die ganzen Uhrmacher, die sich über 
Jahrhunderte um ganggenaue, langzeitstabile Schiffsuhren Gedanken 
machten und dafür aufwendige Konstruktionen zum Ausgleich von 
Temperatureinflüssen usw. erfanden, völlig umsonst bemüht?

Hätten sie mal lieber Dich gefragt, hätten sie viel Zeit gespart.

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Timm T. schrieb:
> Fpga K. schrieb:
>> Ein Seemann bestimmt mit einem Sextanten den Winkel der
>> Gestirne über seinen Standort einnehmen. ... eine Uhrzeit braucht er
>> dafür nicht
>
> Wie jetzt, da haben also die ganzen Uhrmacher, die sich über
> Jahrhunderte um ganggenaue, langzeitstabile Schiffsuhren Gedanken
> machten und dafür aufwendige Konstruktionen zum Ausgleich von
> Temperatureinflüssen usw. erfanden, völlig umsonst bemüht?

Natürlich nicht, den die Navigation nach den Gestirnen funktionniert nur 
wenn eben die Gestirne sichtbar sind. Das ist nun mal nicht immer 
gegeben, entweder durch wetter oder das die Sonne die anderen gestirne 
überstrahlt.

Und anhand der Sonne als einzelnen Peilpunkt kann man eben nur die 
Breite bestimmen (eine Kreislinie) und nicht eine Schnittpunkt. Und das 
auch nur zum Höchstand der Sonne den man aber in einer messreihe leicht 
ermitteln kann.

Nachts stehen mehr Gestirne zur Navigation zur Verfügung  und da sich 
die sichtbaren Sternzeichen nach der Länge ändern (bspw das Kreuz des 
Südens das erst in aquatornähe sichtbar ist) ist auch die Länge 
bestimmbar.

Wenn der Seemann wohl ein unglücklich gewähltes Beispiel ist, bleibt es 
bei der Grundaussage, die Position kann in Relation zum Himmelskörper 
bestimmt werden ohne das die Kenntniss der Uhrzeit nötig ist.


Timm T. schrieb:
> Hätten sie mal lieber Dich gefragt, hätten sie viel Zeit gespart.

Nö, damals lebte ich noch nicht also haben sie Galileo Galilei gefragt. 
Der konnte ihnen auch erklären wie man ohne mitgeführte Uhr auf GMT die 
Zeit bestimmt:

https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_longitude#Proposed_methods_of_determining_time

Oder sie haben aus den Mondistanzen die Zeit bestimmt, das konnten sie 
schon seit dem Mittelalter:
https://de.wikipedia.org/wiki/Monddistanz

Aber mit Uhr ist halt bequemer, öfter, zuverlässiger und mit nur 
Verstand für einen Thaler im Kopf bestimmbar ;-) SCNR

MfG,

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Rainer W. schrieb:


> Und genau für diese Längenbestimmung ist bei der Astronavigation die
> genaue Uhrzeit essentiel


Wobei die Astronavigation aber auch Methoden kennt diese Uhrzeit aus der 
Himmelsbeobachtung zu bestimmen. Die Zeit muss weder in Form einer 
genaugehenden Uhr mitgeführt werden noch durch eine Funkverbindung 
abgefragt werden um erfolgreich mit den Sternen die Position zu 
bestimmen.

MfG,

von Matthias L. (limbachnet)


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Fpga K. schrieb:
> Nö, damals lebte ich noch nicht also haben sie Galileo Galilei gefragt.
> Der konnte ihnen auch erklären wie man ohne mitgeführte Uhr auf GMT die
> Zeit bestimmt:

Nicht auf See. Auszug aus dem von dir geposteten Artikel:

> To be successful, this method required the observation of the moons
> from the deck of a moving ship.

Yo, klar. Die Jupitermonde vom schwankenden Schiffsdeck aus beobachten. 
Das geht heutzutage, aber nicht zu Galileos Zeiten:

> The practical problems were severe and the method was never used at sea.
> However, it was used for longitude determination on land.

von Fatal E. (Firma: Fatal Error) (fatalerror)


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>Wobei die Astronavigation aber auch Methoden kennt diese Uhrzeit aus der
>Himmelsbeobachtung zu bestimmen.

Zur Positionsbestimmung war neben der aktuellen lokalen Uhrzeit auch die 
Uhrzeit von Greenwich erforderlich.

https://de.wikipedia.org/wiki/Greenwich_Mean_Time#Geschichte

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Fatal E. schrieb:
>>Wobei die Astronavigation aber auch Methoden kennt diese Uhrzeit aus der
>>Himmelsbeobachtung zu bestimmen.
>
> Zur Positionsbestimmung war neben der aktuellen lokalen Uhrzeit auch die
> Uhrzeit von Greenwich erforderlich.
>
> https://de.wikipedia.org/wiki/Greenwich_Mean_Time#Geschichte

Die sich durch astronomische Beobachtungen ermittelt lässt:

https://en.wikipedia.org/wiki/Lunar_distance_%28navigation%29
Zitat:"... for about a hundred years (until about 1850) mariners lacking 
a chronometer used the method of lunar distances to determine Greenwich 
time as a key step in determining longitude"

Matthias L. schrieb:
> Yo, klar. Die Jupitermonde vom schwankenden Schiffsdeck aus beobachten.
> Das geht heutzutage, aber nicht zu Galileos Zeiten:

Es geht hier nicht primär wie Seemänner in der nautischen Steinzeit die 
Position ihrer Nussschale halbwegs abschätzen. Das das Beispiel Seemann 
unglücklich ist habe ich bereits eingeräumt.

Ausgangspunkt des Exkurses in die Astronavigation ist die Behauptung man 
müsse prinzipiell die Zeit kennen, resp. das Delta zu einer Referenzzeit 
übermitteln damit man (mit GPS) eine Position kann. Dem ist aber nicht 
so, was man neben den genannten Beispielen der vor-Greenwich-Uhr 
Geodäsie auch an den Transatlantischen Koordinatenbasierten Weltkarten 
des 16 Jhr. ablesen kann, also deutlich vor der Zeit in der man Uhren 
Ganggenau über die Ozeane schippern konnte. 
https://en.wikipedia.org/wiki/File:Mercator_World_Map.jpg

MfG,

von Kurt B. (kurt-b)


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Fpga K. schrieb:


> Ausgangspunkt des Exkurses in die Astronavigation ist die Behauptung man
> müsse prinzipiell die Zeit kennen, resp. das Delta zu einer Referenzzeit
> übermitteln damit man (mit GPS) eine Position kann. Dem ist aber nicht
> so

Ohne die GPS-Systemzeit zu kennen (ob nun synchron oder mit bekanntem 
Offset behaftet, ist sekundär) ist beim GPS keine POS-Bestimmung 
möglich.

Denn die Bahnen der SAT, und damit die Punkte die sie befahren, sind 
eindeutig mit der Systemzeit verknüpft.
Fehlt eins davon geht nichts.

Wenn du da eine Möglichkeit siehst das trotzdem zu machen dann zeige sie 
auf.

 Kurt

von Timm T. (Gast)


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Fpga K. schrieb:
> Die sich durch astronomische Beobachtungen ermittelt lässt:
...
> a chronometer used the method of lunar distances

Was lernt die heutige Jugend eigentlich in der Schule?

Mann, Mondphasen, Mann! Neben schlechtem Wetter hast Du schonmal gut 7 
Tage an jedem Mondmonat, wo Du den Mond gar nicht, oder keine der 
relevanten Sterne neben dem Mond sehen kannst.

Sowas war früher mal Allgemeinwissen.

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Kurt B. schrieb:

>
> Wenn du da eine Möglichkeit siehst das trotzdem zu machen dann zeige sie
> auf.

Das lass ich mal den Vater des GPS, Bradford Wells Parkinson,  erklären:

https://www.youtube.com/watch?v=H--Mi1CNlJ4 ab 1:10

Ich höre das so:
"And so as that Satellite is going around in orbit, we have stored in 
it, where it is going be. So its part of the message going down, it 
keeps saying 'I am here, time is this' 'I am here, time is this' We look 
up on that signal, look up on that from 3 others and we find out were we 
are"

Ich versteh das so das in dem Signal die Position der Satelliten 
übermittelt und das deren Bahn sehr wohl vorausberechenbar ist, etwas 
was Du nach meiner Interpretation immer wieder verneinst:

Kurt B. schrieb:
>> Die Bahnen der Satelliten sind bekannt,
>
> Sie sind erst dann bekannt wenn er Empfänger sie hat, der SAT sendet sie
> nicht in Bezug zu seiner momentanen Position.

Kurt B. schrieb:
> Der SAT sendet keine direkte Information wo er gerade ist und welche
> Systemzeit gerade herrscht.
> Auch wird seine Uhr nicht mit der Systemzeit synchronisiert.

Auch die "Langfassung" von Parkinsons Vortrag ist sehenswert:
https://www.youtube.com/watch?v=Flo-lQ1uyP0
ab 12:50 gehts an die Details, so bei 14:e0 wird erwähnt das keine 
präzise Synchronisierung an UTC nötig ist, entscheident ist die 
"internal consitency"

MfG,

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Timm T. schrieb:
> Fpga K. schrieb:
>> Die sich durch astronomische Beobachtungen ermittelt lässt:
> ...
>> a chronometer used the method of lunar distances
>
> Was lernt die heutige Jugend eigentlich in der Schule?
>
> Mann, Mondphasen, Mann! Neben schlechtem Wetter hast Du schonmal gut 7
> Tage an jedem Mondmonat, wo Du den Mond gar nicht, oder keine der
> relevanten Sterne neben dem Mond sehen kannst.
>
> Sowas war früher mal Allgemeinwissen.

Ich nutze die Gelegenheit um einen sarkastischen Dank an den Moderator 
zu richten, der durch Abschieben diese Threads aus dem Fachforum "Funk" 
in die Forums - Laberecke "Offtopic" dafür sorgte das jeder mit 
bestenfalls einem halben Thaler Verstand und Anstand ein Podium  für 
sein Geplubber erhält.

MfG,

von Rainer W. (rawi)


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Fpga K. schrieb:
> Und anhand der Sonne als einzelnen Peilpunkt kann man eben nur die
> Breite bestimmen (eine Kreislinie) und nicht eine Schnittpunkt.

Das ist doch Unfug. Guck mal nach draußen, in welcher Richtung die Sonne 
z.B. um 10h bzw. um 14h steht. Die zwei Standlinien, die du aus diesen 
beiden Beobachtungen gewinnen kannst, bilden einen wunderbaren 
Schnittpunkt.

Fpga K. schrieb:
> Wobei die Astronavigation aber auch Methoden kennt diese Uhrzeit aus der
> Himmelsbeobachtung zu bestimmen. Die Zeit muss weder in Form einer
> genaugehenden Uhr mitgeführt werden noch durch eine Funkverbindung
> abgefragt werden um erfolgreich mit den Sternen die Position zu
> bestimmen.

Dann mach mal eine Fehlerrechnung auf. Weder bei der Beobachtung der 
Jupitermonde noch bei Zeitbestimmung durch Monddistanzen 
(Winkelabstandsmessung Erdmondes - Sonne od. Stern) kommst du auf 
vernünftige Genauigkeiten. Außerdem musst du gleichzeitig drei 
Beobachtungen durchführen (Monddistanz, Mondhöhe und Sonnen-/Sternhöhe) 
was die Sache zudem auch noch aufwändig macht, aber das nur nebenbei.

von Winfried J. (Firma: Nisch-Aufzüge) (winne) Benutzerseite


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ruhig  Rainer

es geht um die Theorie welche bei der Satellitennavigation auch ganz 
praktisch quasi zeitgleich( mit bekanntem delta) und unbekannter 
Signallaufzeit funktioniert.

Namaste

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Rainer W. schrieb:
> Fpga K. schrieb:
>> Und anhand der Sonne als einzelnen Peilpunkt kann man eben nur die
>> Breite bestimmen (eine Kreislinie) und nicht eine Schnittpunkt.
>
> Das ist doch Unfug.
...

> Dann mach mal eine Fehlerrechnung auf. Weder bei der Beobachtung der
> Jupitermonde noch bei Zeitbestimmung durch Monddistanzen
> (Winkelabstandsmessung Erdmondes - Sonne od. Stern) kommst du auf
> vernünftige Genauigkeiten. Außerdem musst du gleichzeitig drei
> Beobachtungen durchführen (Monddistanz, Mondhöhe und Sonnen-/Sternhöhe)
> was die Sache zudem auch noch aufwändig macht, aber das nur nebenbei.

Noch mal deutlich zu den bereits oben gesagten, es geht hier nicht um 
die Bewertung von Prä-GPS Navigationsverfahren, es geht um den Einfluss 
der Signallaufzeit beim GPS-Pseudoranging. Dieser Thread entstammt dem 
Forum "HF, Funk & Felder"; er ist nicht zum Offtopic-Geblubber um 
Bauernweisheiten zur Ortsbestimmung gedacht.

Und damit verabschiede ich mich - für Offtopic-Gesäusle ist mir meine 
Zeit zu schade.

MfG,

von Rainer W. (rawi)


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Kurt B. schrieb:
> Ohne die GPS-Systemzeit zu kennen (ob nun synchron oder mit bekanntem
> Offset behaftet, ist sekundär) ist beim GPS keine POS-Bestimmung
> möglich.
>
> Denn die Bahnen der SAT, und damit die Punkte die sie befahren, sind
> eindeutig mit der Systemzeit verknüpft.
> Fehlt eins davon geht nichts.

Jedes GPS Signal, was beim Empfänger ankommt, trägt die Information über 
den Zeitpunkt der Aussendung. Damit verfügt der Empfänger, über die 
Rechnung mit den Almanach Daten, über alle vier Koordinaten der 
Signalaussendung (Raumkoordinaten X,Y,Z, GPS-Zeit). Was fehlt dir jetzt?

von Paul B. (paul_baumann)


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Rainer W. schrieb:
> Was fehlt dir jetzt?

Ein Sextant, um einen der GPS-Satelliten anzupeilen.
;-)

MfG Paul

von Fpgakuechle K. (Gast)


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Paul B. schrieb:
> Rainer W. schrieb:
>> Was fehlt dir jetzt?
>
> Ein Sextant, um einen der GPS-Satelliten anzupeilen.
> ;-)
>
> MfG Paul

Paul im Thread, jetzt kann man den nur noch ins /dev/null kippen.
Nochmals vielen sarkastischen Dank für die Strafversetzung ins Offtopic 
:-(

MfG,

von Paul B. (paul_baumann)


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Fpga K. schrieb:
> Paul im Thread, jetzt kann man den nur noch ins /dev/null kippen.

Manchmal beschleicht mich das leise Gefühl: Du liebst mich mehr.

SCHLUCHZ! Ich werfe mich aus dem Kellerfenster.

Im Ernst: Du hast doch nur wirres Zeug geschrieben und bist mehrfach 
widerlegt worden. Das hält Dich aber nicht ab, verbal um Dich zu 
schlagen und unbedingt Recht haben zu wollen.

-Paul-

von Matthias L. (limbachnet)


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Ah, dem feinen Herrn ist das Publikum nicht genehm. Nun gut..

von Timm T. (Gast)


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Fpga K. schrieb:
> Nochmals vielen sarkastischen Dank für die Strafversetzung ins Offtopic

Und warum bist Du eigentlich immer noch da?

Paul B. schrieb:
> Du hast doch nur wirres Zeug geschrieben und bist mehrfach
> widerlegt worden.

Dabei ist seine obige leichte Konfusion bezüglich Längen- und 
Breitengraden noch gar nicht erwähnt worden. ;-)

von Kurt B. (kurt-b)


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Rainer W. schrieb:
> Kurt B. schrieb:
>> Ohne die GPS-Systemzeit zu kennen (ob nun synchron oder mit bekanntem
>> Offset behaftet, ist sekundär) ist beim GPS keine POS-Bestimmung
>> möglich.
>>
>> Denn die Bahnen der SAT, und damit die Punkte die sie befahren, sind
>> eindeutig mit der Systemzeit verknüpft.
>> Fehlt eins davon geht nichts.
>
> Jedes GPS Signal, was beim Empfänger ankommt, trägt die Information über
> den Zeitpunkt der Aussendung. Damit verfügt der Empfänger, über die
> Rechnung mit den Almanach Daten, über alle vier Koordinaten der
> Signalaussendung (Raumkoordinaten X,Y,Z, GPS-Zeit). Was fehlt dir jetzt?

Mir fehlt nichts, es ist alles vorhanden.

Aber: nicht so wies hier angedeutet wurde, sondern so wie ich es 
beschrieben habe, und das ist doch aus der Angabe/Aussage: "mindestens 
12.5 min" klar und eindeutig erkennbar.
Erst wenn der Empfänger alle Daten kennt, also die Bahndaten des SAT 
und die Systemzeit, kann er den Sendepunkt und die Laufzeit vom 
Sendepunkt zu ihm berechnen und dann berechnen wo er sich letztendlich 
befindet.

Vorher geht halt nichts, das ist halt nunmal so.
Und das bedeutet eben dass der SAT nicht ständig seine Pos sendet und 
auch nicht ständig die GPS-Zeit.


 Kurt


Überlege dir mal was dein Satz:

> Jedes GPS Signal, was beim Empfänger ankommt, trägt die Information über
> den Zeitpunkt der Aussendung.

bedeutet, überlege was "jedes Signal" ist, was ein Signal ist.


.

von Fritz G. (fritzg)


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Kurt B. schrieb:
> Aber: nicht so wies hier angedeutet wurde, sondern so wie ich es
> beschrieben habe, und das ist doch aus der Angabe/Aussage: "mindestens
> 12.5 min" klar und eindeutig erkennbar.
> [...]
> Und das bedeutet eben dass der SAT nicht ständig seine Pos sendet und
> auch nicht ständig die GPS-Zeit.

Das ist aber eher historisch. Moderne GPS Empfänger brauchen unter guten 
Bedingungen max. 2 Minuten für den Kaltstart.

Habe ich gerade getestet, mit 3 Tagen alten Almanach-Daten sind es bei 
mir 48 Sekunden gewesen. Wobei meine Antenne noch dazu unter dem 
Hausdach ist.

Und warum soll der Satellit nicht ständig die Zeit senden? Kein 
Zeitstempel heisst keine Position.

von Pandur S. (jetztnicht)


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Der Kaltstart benoetigt die gesammten, neuen Tabellen. waehrend ein 
Warmstart von den letzten, gespeicherten Tabellen extrapoliert. Deren 
Fehler wird mit der Zeit immer groesser.

: Bearbeitet durch User
von Fritz G. (fritzg)


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Ich habe mich geirrt, sorry. Nicht 2 Minuten, sondern 30 Sekunden für 
den Kaltstart.
Siehe 
https://www.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/NEO-7_DataSheet_(UBX-13003830).pdf 
Seite 6.

von Kurt B. (kurt-b)


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Fritz G. schrieb:
> Ich habe mich geirrt, sorry. Nicht 2 Minuten, sondern 30 Sekunden für
> den Kaltstart.
> Siehe
> 
https://www.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/NEO-7_DataSheet_(UBX-13003830).pdf
> Seite 6.

Hm. es ist schon erstaunlich was da jetzt alles geht.

Erklärungsversuch:

Über vier SAT holt sich der Empfänger die Systemzeit vom GPS-System.
In den ersten 5 Subframes (dauern 30 sek) sind das HOW (hand over word)
enthalten welches die Anzahl der Z-Epochen enthält.

Die Bahndaten befinden sich in Subframe 2 und 3 und in 1 die 
Uhrenkorrekturdaten des jeweiligen SAT.

Damit kann er schon einen Zusammenhang zu den Bahnparametern und zur 
Systemzeit, und somit zu den Sendepunkten, herstellen.
Der Rest ist dann Be-verrechnen der Laufzeiten.


 Kurt

von Kurt B. (kurt-b)


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Fritz G. schrieb:

> ... Wobei meine Antenne noch dazu unter dem
> Hausdach ist.

Was mich am meisten fasziniert und ein wenig neidisch macht sind diese 
Angaben:

Tracking & Navigation -162 dBm


 Kurt

von Pandur S. (jetztnicht)


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>Tracking & Navigation -162 dBm

Das kommt vom gespreizten Spektrum, bei der Kompression bekommt man den 
Spreizfaktor wieder zurueck.

von Kurt B. (kurt-b)


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Oh D. schrieb:
>>Tracking & Navigation -162 dBm
>
> Das kommt vom gespreizten Spektrum, bei der Kompression bekommt man den
> Spreizfaktor wieder zurueck.

In mir zwängt sich immer die Vorstellung:
je geringer die Bandbreite desto geringer der Rauschanteil.
Aber das scheint nur die halbe "Wahrheit" zu sein.

Wie läuft so eine "Kompression" ab?


 Kurt

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Kurt B. schrieb:
> je geringer die Bandbreite desto geringer der Rauschanteil.

So ist es.  Die effektive Bandbreite dieser Modulationsarten ist
einfach sehr gering.  Die Bitrate ist dann deutlich höher als die
Datenrate.  Damit musst du aber (bildlich gesprochen) nur noch einen
geringen Anteil der Bits sauber empfangen und hast trotzdem noch
alle Informationen da.

Mal bildlich übertragen: wenn du zehnmal das Wort „42“ sagst, genügt
es dem Empfänger, wenn er es einmal so sauber empfangen hat, dass
er sich dessen sicher ist, dass er es jetzt weiß.  Welche der zehn
gleichartigen Aussendungen er empfangen konnte, spielt dabei für ihn
keine Rolle.

von Baku M. (baku)


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Jörg W. schrieb:
> Kurt B. schrieb:
>> je geringer die Bandbreite desto geringer der Rauschanteil.
>
> So ist es.

Einspruch, euer Ehren, so ist es eben nicht.
Mir fällt es sehr schwer, dafür ein Bild zu finden, ohne Mathematik zu 
bemühen...
Auch bei minimalster Bandbreite wäre das Rauschen höher als das 
Nutzsignal und würde es überdecken. (CW geht bei -162 dBm trotz der 
überaus geringen Bandbreite auch nicht, egal wie langsam du tastet und 
wie schmal dein Filter ist!)
Der Trick ist der, das Nutzsignal trotz seiner an sich geringen 
Bandbreite über ein möglichst breites Frequenzband zu verteilen 
('spreizen' eben), und es hinterher wieder zusammenzufalten. Das 
überlagernde Rauschen hebt sich dabei, aufgrund seiner rein 
statistischen Verteilung, gegenseitig auf, während das Nutzsignal, das 
man anhand seiner bekannten Eigenschaften, eben der Spreizungsfunktion, 
wieder zurückgewinnt, sich selbst verstärkt.

Herrjeh, es ist im Grunde so einfach... Aber schwer zu vermitteln.
Naja. Ich habe es zumindest versucht. Aber auch wenn man es auch nicht 
so einfach und bildlich verstehen kann, funktioniert es trotzdem!

IdS!
Lang lebe die moderne Nachrichtentechnik :-)
wünscht
Baku

P.S.: HA, ist mir doch noch ein Bild eingefallen, um bei deiner '42' zu 
bleiben:
Wenn du 40dB unter dem Rauschen '42' sagst, hört das niemand. Auch 
nicht, wenn du es 1000 mal sagst.
Wenn du aber die 1000 Aufnahmen nimmst, und exakt zum jeweils gleichen 
Zeitpunkt addierst, dann wird sich das Rauschen rausmitteln und die '42' 
irgendwann aus dem Rauschen rauskommen.

von Baku M. (baku)


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Ergänzung:
Und das macht man nun nicht auf der gleichen Frequenz 1000 mal 
hintereinander, sondern auf 1000 Frequenzen gleichzeitig nebeneinander. 
Und fertig ist die Laube :-)
Oder das Bild...

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Baku M. schrieb:
> CW geht bei -162 dBm trotz der überaus geringen Bandbreite auch nicht,
> egal wie langsam du tastet und wie schmal dein Filter ist!

Doch: siehe QRSS (auf 137 kHz üblich).

Allerdings sind natürlich irgendwo die Grenzen der Analogtechnik,
ein Filter von 0,1 Hz Bandbreite kann man eben nur noch digital
machen.

Die Physik bleibt aber auch bei GPS intakt. ;-)

von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Als kleine Ergänzung, dass der Spreizgewinn keine „schwarze Magie“ ist:
beim AT86RF231 kannst du zwischen dem standardkonformen, gespreizten
OQPSK-250-Signal gemäß IEEE 802.15.4 und dem rohen 2-Mbit/s-Signal
ohne jegliche Spreizung (nur noch ein Scrambler drin, damit kein
pures CW entsteht bei konstanten Nullen oder Einsen) in insgesamt vier
Stufen umschalten.  Du kannst im Datenblatt deutlich erkennen, dass die
Empfindlichkeit sich gleichermaßen mit ändert; es sind nicht ganz
exakt die 3 dB, die man jeweils bei einer Verdoppelung bzw. Halbierung
der Datenrate erwarten würde, die dann real gemessen werden, aber
dass die Physik insgesamt noch funktioniert, sieht man schon.  Real
werden 12 dB Spreizgewinn zwischen 250 kbit/s und 1 Mbit/s erreicht,
wo man von der Rechnung her 9 dB erwarten würde – der Rest sind halt
die „Dreckeffekte“ realer Hardware.  Durch die Spreizung holt man
halt noch etwas mehr heraus, eben deshalb macht man ja auch den ganzen
Zirkus überhaupt (gerade natürlich bei GPS).

von Pandur S. (jetztnicht)


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Ein anderer Ansatz. Bei statistisch weissem Rauschen. Das 
Signal-zu-Noise verbessert sich mit der Wurzel aus den Samples. Deswegen 
gewinnt man 10dB S/N pro Dekade Spreizkompression. Die Spreizkomplession 
rechnet sich als 1Mbit (chips) / 50 Bit datenrate = 20000 -> 43dB 
Gewinn.
Oder sind's 86dB ?

: Bearbeitet durch User
von Jörg W. (dl8dtl) (Moderator) Benutzerseite


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Oh D. schrieb:
> 43dB Gewinn.
> Oder sind's 86dB ?

43 dB passt schon.

von Kurt B. (kurt-b)


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Oh D. schrieb:
> Ein anderer Ansatz. Bei statistisch weissem Rauschen. Das
> Signal-zu-Noise verbessert sich mit der Wurzel aus den Samples. Deswegen
> gewinnt man 10dB S/N pro Dekade Spreizkompression. Die Spreizkomplession
> rechnet sich als 1Mbit (chips) / 50 Bit datenrate = 20000 -> 43dB
> Gewinn.

Verstehversuch:

Mittelwertbildung des Rauschens im Bandbreitenbereich verringert das 
Gesamtrauschen (relativ).

Das Nutzsignal wird aus der Bandbreite "zusammengequetscht" und ist 
daher gegen das verringerte Rauschen wieder erkennbar.

Ist das ein Ansatz um das ganze Drumrum zu verstehen?


 Kurt

von Pandur S. (jetztnicht)


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Die Pseudozufallsfolge gibt vor wie das Signal aufaddiert werden muss. 
Man kann sich diese Modulationsart als ein Lock-in mit 
Pseudozufallsfolge anstelle eines Rechtecks als LO vorstellen. Der 
Gewinn eines Lock-in ist auch das Verhaeltnis von Modulationsfrequenz zu 
Filterbandbreite.
Aus Modulationsfrequenz wird Chip-Frequenz, und aus Filterbandbreite 
wird Bitrate.
Die Korrelationsfolge muss am Empfaenger phasengelockt zum Sender sein, 
auf chiplevel.
Der Unterschied zum Lock-in ist dass Sender und Empfaenger beim GPS erst 
mal die Pseudozufallsfolge phaselocken muessen.

: Bearbeitet durch User
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