Forum: HF, Funk und Felder Preiswertes Zeitnormal für TDOA Ortungssystem mit SDR


von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Hallo zusammen,

in dem folgenden Prospekt beschreibt Rohde&Schwarz ganz gut, was ich in 
etwa machen möchte:

https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_common_library/dl_news_from_rs/212/NEWS_212_TDOA_german.pdf

Ich möchte TDOA-Peilungen machen und benötige dazu vier sehr genaue 
Zeitnormale.

Das LEA-M8F wäre dafür wahrscheinlich gut geeignet.

Hier das Datenblatt:
https://www.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/LEA-M8F_DataSheet_%28UBX-14001772%29.pdf

Es kostet rund 160€ incl. Steuern:
http://www.csgshop.com/product.php?id_product=199

Das LEA-M8F hat eine 'Clear sky Time pulse accuracy' ≤ 20ns, das 
entspräche einem Messfehler von 6 Metern und wäre völlig ausreichend.

30m wären auch noch OK.

Für die Differenzmessung müssen die Zeitnormale untereinander synchron 
genug laufen. Eine gemeinsamer Offset würde sich aufheben.

Ich könnte also vielleicht auch die PPS-Pins von NEO6MV2-Modulen nehmen.
Die kosten nur für 5€.
Aber wie genau sind die?

Da die NEO6MV2 bei dieser Anwendung weitgehend die gleichen Satelliten 
sehen, verändern sich ihre Zeit-Abeichungen vielleicht sogar so 
synchron, dass eine Genauigkeit von 30 Metern (also 100ns) erreicht 
wird.

Ich könnte mir dazu eine LEA-M8F-Referenz kaufen und damit eine 
Vergleichsmessung gegenüber den NEO6MV2 vornehmen.

Was meint Ihr?

Bevor ich nun 4 Stück von diesen LEA-M8F-Teilen für über 630€ incl. 
Versand und Steuern kaufe, wollte ich Euch einmal fragen, ob Euch nicht 
noch geschicktere und vor allem preiswertere Lösungen einfallen, zumal 
ich die Peiler zeitweise unbesichtigt aufstellen möchte. Ein Verlust 
sollte also 'verschmerzlich' sein.

Das Software-Defined-Radio benötigt einen Takt mit wenig Jitter 
(Phasenrauschen). Vielleicht wäre es geschickt, den Takt auch gleich aus 
dem LEA-M8F bzw. NEO6MV2 zu erzeugen.

Das LEA-M8F liefert 30.72MHz. Ich möchte mit einem RTL-SDR anfangen, und 
das benötigt, damit USB funktioniert, exakt 28,8Mhz.

Die 28,8Mhz könnte ich z.B. über einem SI5351C erzeugen.

Lieber wäre mir der SI5351A ohne CLKIN im 10-MSOP-Gehäuse.
Das ist aber eigentlich für Quarze mit 25 oder 27 MHz ausgelegt.

Kann man dem SI5351A auch eine Eingangsfrequenz von 30.72MHz aufdrücken?
Hat das schon mal jemand ausprobiert? Das wäre cool.

Und wie würde ich aus einem 1-Hertz-PPS eines NEO6MV2 am besten die 
28,8MHz machen?

Mir fällt dazu ein µC ein, der vom SI5351A extern getaktet wird, das 
PPS-Signal gegen einen Input-Capture-Zähler vergleicht und den SI5351A 
bei Abweichungen ständig umprogrammiert.

Wer weiß, wie die Frequenz-Sprünge dann am SI5351A aussehen?

Geht das auch irgendwie schlauer?

Hier noch ein Vergleich, der mir aber auch nicht half:
Der LEA-M8F ist sicher schon eines der preiswerteren Zeitnormale. Für 
das bessere 'LTE‐Lite' habe ich keinen Preis gefunden, aber die 
Unterschiede würden für eine TDOA-Peilung eh nicht ins Gewicht fallen:
http://www.jackson-labs.com/assets/uploads/main/Comparative_analysis.pdf

VG Torsten

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Torsten C. schrieb:
> Ich möchte TDOA-Peilungen machen und benötige dazu vier sehr genaue
> Zeitnormale.

Ist es wirklich so schwierig, ein paar Zahlen anzugeben?

Über welche Laufzeiten möchtest du welche Zeitdifferenzen wie genau 
messen?

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Über welche Laufzeiten möchtest du welche Zeitdifferenzen wie genau
> messen?

Ich möchte die unterschiedlichen Laufzeiten eines gesenteten 
Funk-Signals (2m-AFu-Band, 145MHz, ca. 15s lang) zu mehreren 
Funk-Peil-Empfängern nutzen, also genauer gesagt die 
Laufzeit-Differenzen nutzen, um über die Hyperbeln gleicher 
Zeitdifferenz auf der Erdoberfläche den Standort des Senders zu 
ermitteln.

Zwanzig Nanosekunden sind bei Lichtgeschwindigkeit ca. sechs Meter,
zur Not wäre auch eine Abweichung von max. 100ns zwischen den 
Zeitnormalen akzeptabel.

Hier noch weitere Bilder dazu:
https://www.rohde-schwarz.com/us/applications/r-s-esmd-increasing-timestamp-accuracy-in-tdoa-applications-application-card_56279-39375.html

Wolfgang schrieb:
> Ist es wirklich so schwierig, ein paar Zahlen anzugeben?
Bis auf 145MHz und 15s standen die Zahlen oben aber schon.

Grundsätzlich soll das auch bei anderen Frequenzen gehen.

von Wolfgang (Gast)


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Torsten C. schrieb:
> Ich möchte die unterschiedlichen Laufzeiten eines gesenteten
> Funk-Signals (2m-AFu-Band, 145MHz, ca. 15s lang) zu mehreren
> Funk-Peil-Empfängern nutzen

Ist das gesendete Signal speziell moduliert, oder wie machst du dich 
unabhängig von der Regelgeschwindigkeit deines Empfängers?

Und bleibt die Frage, wie lang die Signale unterwegs sind. Spielen 
Ionosphäreneffekt, wie z.B. bei Sporadic-E, eine Rolle oder über welche 
Entfernung willst du die Laufzeitdifferenzen messen.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Das gesendete Signal im 2m-Band ist FM-moduliert (Sprache) und verläuft 
über der Erdoberfläche (fast Sichtline), max. ca. 10km weit, also ohne 
Ionosphäreneffekt. Die Signale sind also max. 30µs unterwegs.

Die max. 30µs sollen also mit ca. ±10ns aufgelöst werden.

Wolfgang schrieb:
> wie machst du dich unabhängig von der Regelgeschwindigkeit
> deines Empfängers?

Wie meinst Du das? Welche Regelgeschwindigkeit? Die der PLLs bzw. VCOs?

Da in allen Empfängern die gleichen Zeitnormale sitzen werden, sind auch 
alle Regelgeschwindigkeiten gleich. Also eine Vereinfachung gegenüber 
R&S, wo auch unterschiedliche Empfänger kombinierbar sind.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Torsten,

Dein Vorhaben ist so anspruchsvoll, wie R&S viele Jahrzehnte gebraucht 
hat, um die alleinige Ortung durch Peilerei zu erweitern.

Für einen Vorteil des SDR-RTL halte ich das Fehlen von ZF-Verstärkern, 
deren AGC auch die Phase des Signals beeinflusst sowie die 
Signallaufzeit.

> in dem folgenden Prospekt beschreibt Rohde&Schwarz ganz gut, was ich in
> etwa machen möchte:
> https://cdn.rohde-schwarz.com/pws/dl_downloads/dl_...
Diese Beschreibung richtet sich vornehmlich an die Geldgeber und ist 
auch ein "Wir jetzt auch!" mit Ausrufezeichen.
Aber zum Nachbau taugt die Beschreibung ähnlich wenig wie ein 
Verkaufsprospekt für ein Kfz als Fertigungsunterlage.

Trotzdem ist TDOA interessant zum Basteln.

Aber denke bitte an das Gesamtsystem. Eine wesentliche Aufgabe: Die 
empfangenen Signale müssen zusammen geführt und korreliert werden.
Googele mal nach "Tamara" 
https://de.wikipedia.org/wiki/Tamara_(Sensorsystem) und "Ramona".
Zumindest Tamara benutzte kommerzielle Breitband-Richtfunksysteme, um 
die Signale von den Tochterstationen zur Zentralstation zu senden.
Ich befürchte, die Digitalisierung im SDR-RTL reduziert diese Bandbreite 
nur in Ausnahmefällen.

Ich vermute, R&S hat diese Schlüsselkomponente des TDOA-Systems noch gar 
nicht im Programm und wartet, bis ein Kunde bestellt.

Aber es wäre interessant, welche Ortungsgüten erzielbar sind über welche 
Reichweiten und mit welchen erschwinglichen Signalübertragungssystemen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Wolfgang H. schrieb:
> Aber es wäre interessant, welche Ortungsgüten erzielbar sind

Finde ich auch. :)

Vielleicht können wir das gemeinsam herausfinden?

Hilfe brauche ich noch in folgenden Punkten:

Wit könnten vielleicht die PPS-Pulse von NEO6MV2-Modulen nehmen. Hat 
schon mal jemand eine Vergleichsmessung zwischen den PPS-Pulsen von 
mehreren NEO6MV2 vorgenommen?

Zur Not kaufe ich mal 3 Stück und messe mal die Zeitverschiebungen der 
PPS-Flanken selbst. Natürlich muss ich dabei dafür sorgen, dass 
unterschiedliche Satelliten sichtbar sind.

Nehmen wir an, die Abweichung ist unter 100ns:

Wie würde man aus einem 1-Hertz-PPS eines NEO6MV2 am besten die 28,8MHz 
für den RTL2832U machen?

Wie sehen die Frequenz-Sprünge ggfs. am SI5351A aus?

Siehe auch
http://nt7s.com/2016/04/si5351a-breakout-board-tcxo-upgrade/

So wie beim Fox FOX924B sollen die Frequenz-Sprünge nicht aussehen:
  http://nt7s.com/wp-content/uploads/2016/04/Fox-FOX925B-25.000.png

Besser so wie beim Abracon ASTX-H11:
  http://nt7s.com/wp-content/uploads/2016/04/Abracon-ASTX-H11-25.000MHZ-T.png

Die Bilder beziehen sich auf den TCXO, nicht auf den SI5351A. Aber 
ähniche Sprünge hätten wir ja vielleicht, wenn wir die Frequenz des 
SI5351A über einen µC korrigieren.

Alternative:
¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯¯
Falls der NEO6MV2 nicht genau genug ist (Abweichung über 100ns):

Fällt Euch noch eine geschicktere und vor allem preiswertere Lösung ein, 
als 4 Stück von diesen LEA-M8F-Teilen für über 630€ zu kaufen?

Kann man dem SI5351A auch die Eingangsfrequenz von 30.72MHz aus dem 
LEA-M8F aufdrücken?

Wolfgang H. schrieb:
> Eine wesentliche Aufgabe:
> Die empfangenen Signale müssen zusammen geführt und korreliert werden.

Danke Wolfgang. Richtig. :-)

Die Spitze in jeder Kreuzkorrelation entspricht der Differenz der 
Signallaufzeit zum Messort 1 und zum Messort 2.

Das Zeitnormal muss zusätzliche Spuren im den einzelnen Signalen 
hinterlassen, damit man nach den Kreuzkorrelationen auch die 
Sekunden-Markierungen synchronisieren kann, so ähnlich wie im Bild oder 
hier beim Pseudo-Doppler:

http://www.rtl-sdr.com/signal-direction-finding-with-an-rtl-sdr-raspberry-pi-and-redhawk/

BTW: Im R&S-Dokument ist auch die AOA-Peilung erwähnt. Der 
Pseudo-Doppler ist quasi ein TDOA-Peiler in 'klein' zwecks AOA-Peilung.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang H. (Firma: AknF) (wolfgang_horn)


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Hi, Torsten,

> Vielleicht können wir das gemeinsam herausfinden?
Danke, aber TDOA ist nur ein Nebenkriegschauplatz meines Engagements.
Weißt Du, in der Hauptsache will ich die Welt retten - oder zumindest 
einen Teil davon, so daß es sich lohnt.

> Hilfe brauche ich noch in folgenden Punkten:
Du wirst noch viel mehr Punkte finden, wenn Du das System planst und bei 
der Planung vorn an das Szenarion denkst - meinetwegen 2m-Band - und 
hinten an den User der Geschichte, der auf seinem Monitor eine Karte 
sehen will, mindestens ein Koordinatengitter, und einen Punkt, der den 
gesuchten Sender anzeigt.

Die zeitliche Synchronisation der Empfangstellen kann sehr viel 
einfacher sein, wenn im Empfangsgebiet ein Referenzsender steht, dessen 
Koordinaten genau genug bekannt sind. Beispielsweise ein 2m-Relais.
Aber mit dessen Sendesignal beginnt der Ärger im Gegensatz zur 
TDOA-Ortung eines Pulsradars:
a) Die Pulsflanken des Radars sind sehr scharf, lediglich das Ground 
Clutter bringt Störungen hinein. Dafür hat das Radarsignal eine 
Banbreite von mehreren MHz.
b) Das Signal der Basisstation ist nur ein paar kHz breit, weit 
unterhalb 25 kHz. Also sind seine Flanken ziemlich rund - was von der 
Flanke soll wo zur Messung der Eintreffzeit verwendet werden?
c) Die Trägerfrequenz lädt zur Messung der Nulldurchgänge an - aber 
wieviel sind das bei 144 MHz pro Sekunde und wie willst Du erkennen, 
welcher Nulldurchgang bei Tochterstation A zu welchem Nulldurchgang bei 
der Zentralstation Z gehört?
d) Wie viele Nulldurchgänge willst Du in A pro Ortung messen, die 
Durchgangszeiten zu Z übermitteln und wie willst Du die Ergebnisse dann 
sortieren, um sie paarweise auswerten zu können?

Ich habe leider keinen Lösungsansatz gefunden, der simpel genug ist, um 
mit Amateuermitteln realisiert zu werden.
Wenn, dann würde ich Datensignale im VHF-Bereich so orten wollen, da 
könnte ich auf alten Erfahrungen und Erprobungen aufbauen. Für solch 
eine Lösung könnte vielleicht auch der eine oder andere Mitbewerber von 
R&S interessiert werden - aber alles ein Aufwand, der mir für einen 
Nebenkriegsschauplatz viel zu hoch ist.

Ciao
Wolfgang Horn


P.S:
> Wie würde man aus einem 1-Hertz-PPS eines NEO6MV2 am besten die 28,8MHz
> für den RTL2832U machen?
Wozu? Der Muttertakt speist einen Zähler, der GPS-Sekundenpuls setzt den 
auf Null, durch Vergleich mit dem Referenzsender werden die 
Zeitunterschiede bestimmt und rauskalibriert.

> So wie beim Fox FOX924B sollen die Frequenz-Sprünge nicht aussehen:
>   http://nt7s.com/wp-content/uploads/2016/04/Fox-FOX...
>
> Besser so wie beim Abracon ASTX-H11:
>   http://nt7s.com/wp-content/uploads/2016/04/Abracon...
Das mit den Frequenzsprüngen ist nicht klar genug: Zeigen die einen Scan 
über die Frequenz an?

> Die Spitze in jeder Kreuzkorrelation entspricht der Differenz der
> Signallaufzeit zum Messort 1 und zum Messort 2.
Ja, aber die Kreuzkorreltation der Signale von Tochterstation A und 
Zentralstation Z erfordert selbst dann einen hohen Aufwand, wenn sowohl 
an A als auch an Z eine FFT durchgeführt und dann die Differenz der 
Koeffizienten ermittelt wird.
>
> hier beim Pseudo-Doppler:
> http://www.rtl-sdr.com/signal-direction-finding-wi...

Das Peildreieck ist gezeichnet, also gelogen. Ich kenne genug 
Peildreiecke bester Ortungsbasen mit Dopplerpeilern. Reflektionen und 
Streuungen garantieren Messfehler, bei realen Peildreiecken schneiden 
die Peilstrahlen nie einen Schnittpunkt.
Bei dem minimalen Durchmesser der "Peilantenne" in dem Bericht sind 
allein die Antennenfehler schon groß.

> BTW: Im R&S-Dokument ist auch die AOA-Peilung erwähnt. Der
> Pseudo-Doppler ist quasi ein TDOA-Peiler in 'klein' zwecks AOA-Peilung.
Ja, aber nur in einer sehr theoretischen Betrachtung. Im Internet finden 
sich viele Angebote für simpelste "Pseudo-Doppler"-Peiler, in denen ein 
einziger FM-Empfänger bei jedem Antennenwechsel einen Phasensprung 
anzeigt.
Die Empfindlichkeit dieses Prinzip ist erbärmlich.

Die Dopplerpeiler von R&S waren sehr viel empfindlicher. Dafür hatten 
sie zwei Empfangszweige, die von demselben Local Oscillator gefüttert 
wurden. Ein Empfänger, der Referenzempfänger, empfing das Signal einer 
stationären Antenne. Der andere, der Peilempfänger, das Signal der 
umgeschalteten Peilantennen. Referenz- und Peilsignal wurden so 
gemischt, dass die Differenz zwischen beiden mit hoher Empfindlichkeit 
gemessen werden konnte.

Die Schwierigkeit dabei: Wo kann man schon einen 2-Kanal-Empfänger mit 
gemensamen LO kaufen? Frage an den RTL-SDR-Fan: Können die beiden LO mit 
minimalem Phase-Jitter sycnronisiert werden?

Ab er Torsten - wenn Du mit Deiner Lösung etwas vorzeigen kannst, dann 
hat Deine Bewerbung biem Leiter des Peillabors von R&S gute Chancen.

Ciao
Wolfgang Horn

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Hallo zusammen,

erstmal muss das Problem mit dem Zeitnormal gelöst werden.

Hat damit schon jemand Erfahrung?
Oder vielleicht eine Antwort auf eine meiner Fragen?

Wolfgang H. schrieb:
>> Vielleicht können wir das gemeinsam herausfinden?
> Danke, aber TDOA ist nur ein Nebenkriegschauplatz meines Engagements.

Sei mir bitte nicht böse:
Mit 'wir' meine ich 'wir gemeinsam in diesem Forum'.

> Die zeitliche Synchronisation der Empfangstellen kann sehr viel
> einfacher sein, wenn im Empfangsgebiet ein Referenzsender steht, dessen
> Koordinaten genau genug bekannt sind.

Cool, damit bräuchte man gar kein lokales Zeitnormal. :)

Da wir nur die o. g. 15s Zeit haben, müsste ein 2m-Relais jedoch auch
genau dann einen geeignet modulierten Träger senden. TDOA geht nur, 
wenn auch Informationen übertragen werden. So ist es auch im 
R&S-Dokument erklärt.

Dein Vorschlag würde viel besser gehen, wenn ich einen eigenen 
Referenzsender aufstellen würde.
Ich möchte aber keine Debatten mit der BNetzA.
Synchrone Zeitnormale wären weniger 'Bürokratie'.

> Zeigen die einen Scan über die Frequenz an?
Ja, X = Zeit und Y ist mit Hz beschriftet.
Das Bild war nur gedacht, um den befürchteten Effekt zu zeigen, ohne ein 
eigenes Bild malen zu müssen.

> bei realen Peildreiecken schneiden die Peilstrahlen nie einen
> Schnittpunkt.
Nein, es wird keine gemeinsamen Schnittpunkte von mehr als 2 Linien 
geben, eher sowas wie 'Fehlerdreiecke' bei 3 Peilungen.

Wenn man jede Peilung mit zwei Linien aufmalt, also eine angenommene 
Messungenauigkeit einzeichnet, ergeben sich schon bei zwei AOA-Peilungen 
Fehler-Vierecke. Die werden um so größer, je größer die Entfernungen 
werden.

Man könnte - wie gesagt - TDOA und AOA kombinieren, mit 4 Stationen 
messen, die Antenen dabei vielleicht etwas bewegen und unplausible 
Messwert-Ausreißer vor der Berechnung entfernen.

Durch die Bewegung könnte man vielleicht erkennen, wo ggfs. Reflektionen 
im Spiel sind.

> Wo kann man schon einen 2-Kanal-Empfänger mit gemensamen LO kaufen?
> Frage an den RTL-SDR-Fan: Können die beiden LO mit minimalem Phase-
> Jitter sycnronisiert werden?

Ja, alle RTL-SDR bekommen ggfs. die gleichen stabilen 28,8MHz,
siehe oben und z.B. https://ptrkrysik.github.io/

Liebe Grüße,
Torsten

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Erst mal waere interessant zu wissen ob die Peilstationen fest oder 
beweglich sind. Das PPS Signal kannst du naehmlich vergessen bis es 
vernuenftig gelockt ist, was eine Viertelstunde dauert. Dh du solltest 
mindestens 1000 Sekunden warten.
Im Prinzip genuegt ein Masterclock um die Peilststationen zu 
synchronisieren. Wenn man machen, dh senden, kann was man will ..

Nebenbei muss das Empfangssignal der Peilstationen kommuniziert werden, 
dann kann man auch gleich den Frequenzlock darueber machen. Also 
eigentlich geht es nicht um den Frequenzloch, sondern um den Zeitlock. 
Die Peiler muessen ja ueber die Zeitlaengendifferenz informieren 
koennen.

Bei einer erdachten Genauigkeit von Metern reden wird wir von einzelnen 
2m Perioden, die aufgeloest werden muessen. Das bedeuten, das Signal 
muss Pseudorandom codiert sein, sonst wird das nichts. Etwas FM ist da 
nicht genug. Das Signal ist zu lang um abgespeichert zu werden fuer 
nachherige Kreuzkorrelation, und zu kurz, um irgendwelche PLLs und AGCs 
zu locken.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Hallo liebe bislang hier akive Thread-Teilnehmer,

merkt Ihr was? Nun habe ich fleißig Eure Fragen zur Anwendung des 
Zeitnormals beantwortet, aber die Fragen zum Zeitnormal selbst und zu 
den daraus zu erzeugenden (nicht ganz kohärenten) 28,8MHz sind alle 
noch offen.

Die gesuchten Sender verändern ihre Position wärend der Peilmessungen 
übrigens auch nicht. Eine Frage dazu hatte m.E. aber noch niemand 
gestellt. ;)

Oh D. schrieb:
> Das PPS Signal kannst du … vergessen bis es vernuenftig gelockt ist

Die Zeit für ein GPS-Lock muss man vor der Peilung einplanen. In der 
Praxis würde man die GPS-Empfänger also bei Positionsveränderungen 
möglichst aktiv lassen, damit sie den 'GPS-Lock' nicht verlernen.

Es stimmt schon: Ein Beacon-Signal wäre sofort verfügbar.
Aber die BNetzA…

Oh D. schrieb:
> Nebenbei muss das Empfangssignal der Peilstationen kommuniziert werden,
> dann kann man auch gleich den Frequenzlock darueber machen.

Der Frequenzlock bzw. Zeitstempel/Zeitlock muss während der Messung 
synchronisiert werden. Das das Empfangssignal wird zwischengespeichert 
und später kommuniziert.

Oh D. schrieb:
> Das Signal ist zu lang um abgespeichert zu werden fuer
> nachherige Kreuzkorrelation

Das Signal wird hinter dem FM-Demodulator abgespeichert und vor dem 
Bandpass, siehe oben: PPS-Pulse_im_Datenstrom.png.

Liebe Grüße, Torsten

PS: Ich schrieb:
> Hilfe brauche ich noch in folgenden Punkten:
>
> Hat
> schon mal jemand eine Vergleichsmessung zwischen den PPS-Pulsen von
> mehreren NEO6MV2 vorgenommen?

Annahme:
Es sind dabei teilweise unterschiedliche Satelliten eingerastet.

> Nehmen wir an, die Abweichung ist unter 100ns:
>
> Wie würde man aus einem 1-Hertz-PPS eines NEO6MV2 am besten die 28,8MHz
> für den RTL2832U machen? Mit einem SI5351A?

Und wenn ein µC bei Abweichungen den SI5351A ständig umprogrammiert:

> Wie sehen die Frequenz-Sprünge ggfs. am SI5351A aus?

Und falls die Lösung ein LEA-M8F ist:

> Kann man dem SI5351A auch eine Eingangsfrequenz von 30.72MHz aufdrücken?

: Bearbeitet durch User
von жтампф ден троль (Gast)


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> .. und zu den daraus zu erzeugenden (nicht ganz kohärenten) 28,8MHz sind alle 
noch offen.

Aus einem Zeitnormal einfache 28.8MHz zu generieren ist nicht schwierig. 
Eine Frage der Randbedingungen... Synchron zu was ? Und synchron womit ?

von Wolfgang (Gast)


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Torsten C. schrieb:
> erstmal muss das Problem mit dem Zeitnormal gelöst werden.

Das halte ich für das kleinste Problem. Erstmal brauchst du ein Signal, 
dass du zeitlich vermessen kannst, d.h. bei dem sich alle Empfänger 
einig sind, welches der relevante Bezugszeitpunkt ist.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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жтампф ден троль schrieb:
> Synchron zu was ? Und synchron womit ?

Seit dem Ursprungspost mehrfach beschrieben: Vier Zeitnormale in vier 
Peilempfängern müssen synchron untereinander laufen, damit man 
Zeitstempel exakt übereinander legen kann.

Wolfgang schrieb:
> Erstmal brauchst du ein Signal, dass du zeitlich vermessen kannst

Die zu ortende Signalquelle sendet ca. 15s lang Sprache auf ca. 145MHz, 
FM-moduliert, max. ca. 10km weit. Also z.B. ein AFu-Rufzeichen und etwas 
Gerede.

> Torsten C. schrieb:
>> erstmal muss das Problem mit dem Zeitnormal gelöst werden.
> Das halte ich für das kleinste Problem.

Und wie würdest Du dieses kleine Problem lösen?
Vielleicht durch den Kauf von vier LEA-M8F-Modulen für über ca. 630€?

: Bearbeitet durch User
von Purzel H. (hacky)


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Ein Zeitnormal, zB als GPS-gelockten 10MHz OCXO.
zB von Digikey

FTS125-COO-010.0M   435$
FTS125-CTV-010.0M   229$
CW686-ND            215$

http://www.digikey.com/product-detail/en/connor-winfield/FTS125-COO-010.0M/CW684-ND/2356073
http://www.digikey.com/product-detail/en/connor-winfield/FTS125-CTV-010.0M/CW682-ND/2356072
http://www.digikey.com/product-search/en?keywords=CW686-ND

Das sind dann aber 10MHz Generatoren. Die synchronisierte Zeit hat man 
dann noch nicht. Um eine von den 10MHz abgeleitete Frequenz, zB auf 
28MHz ge-pll-t, synchron zu haben, muesst man eine Zeitreferenz haben.
Einfacher ist es allerdings synchrone Clocks, wie oben, zu haben und 
einfach ein Nullpunkt fuer alle zu definieren.

von Hans (Gast)


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Ortung mittels TDOA wird auch beim Distributed Ground Station Network 
(DGSN) oder bei Blitzortung gemacht. Vielleicht helfen Informationen von 
dort weiter.
Bei DGSN wird der 1PPS-Impuls von GPS in das HF-Signal gemischt, damit 
man eindeutige Zeitmarken hat.

Siehe auch:
https://hackaday.io/project/10743-the-distributed-ground-station-network
http://de.blitzortung.org/cover_your_area.php

von Pandur S. (jetztnicht)


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Abgesehen vom Jitter des 1 PPS Signales...

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Marcel Colman Eric Stieber kommt übrigens zu dem Ergebnis, dass das 
Pseudo-Doppler-Verfahren nicht geeignet ist, um ein einfaches und 
preiswertes System zu entwickeln. Bei TDOA mit GPS kommt er auf 333m 
Genauigkeit:

> The 1μs timing accuracy of the GPS used in this project, signal
> locations could be determined to 333m accuracy.
http://digitalcommons.calpoly.edu/cgi/viewcontent.cgi?article=1938&context=theses

Allerdings geht aus dem Dokument nicht hervor, was Argent Data Systems 
genau gemacht hat, also ob damit gemeint ist, dass der Jitter des 1 PPS 
Signales ±500ns beträgt.

: Bearbeitet durch User
von Horst (Gast)


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Torsten C. schrieb:
>
> http://digitalcommons.calpoly.edu/cgi/viewcontent....
>

Was für eine unansehnliche Arbeit, und das von einer Eliteuni in den 
USA..

von Werner (Gast)


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Horst schrieb:
> Was für eine unansehnliche Arbeit, und das von einer Eliteuni in den
> USA..

Vielleicht liegt dort der Schwerpunkt mehr auf dem Inhalt und nicht so 
sehr auf irgendwelchen Äußerlichkeiten.

von Horst (Gast)


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Werner schrieb:
> Horst schrieb:
>> Was für eine unansehnliche Arbeit, und das von einer Eliteuni in den
>> USA..
>
> Vielleicht liegt dort der Schwerpunkt mehr auf dem Inhalt und nicht so
> sehr auf irgendwelchen Äußerlichkeiten.

Wahrscheinlich aber nicht, wenn ich mir die grausam zusammengefrickelte 
Platine anschaue, die bis 3 GHz durchgemessen wurde. Völlig unnötig und 
unsinnig bei den verwendeten Frequenzen.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Horst schrieb:
> Was für eine unansehnliche Arbeit

Das stimmt schon. Auch die Schlussfolgerungen kann ich nicht 
nachvollziehen. Da werden Äpfel mit Birnen verglichen.

Aber egal, das ist hier bitte nicht das Thema.

Also:
* besser als mit LEA-M8F für den gleichen Preis oder
* so gut wie der LEA-M8F für weniger Geld?

Ich selbst habe in der Zwischenzeit auch nix weiter gefunden.

Außer vielleicht ein Zeitnormal in einem gut isolierten und thermisch 
geregelten Aluminium-Block, das man 24/7 laufen lässt oder mindestens 
eine Woche mit GPS synchronisiert hat, bevor man es benutzt.

von жтампф ден троль (Gast)


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Ein Master, auch an einer Califormia Uni, hat eben seine Limiten...

Ich wuerd's trotzdem mit einem GPS Normal und dem 1PPS Puls machen. Den 
Jitter kriegt man weg, indem man einen PLL den Jitter wegmitteln laesst.
Das Timing Normal lockt einen 10MHz Oscillator drauf. Der bildet nicht 
wirklich ein Null fuer andere Frequenzen. Nun kann man auch noch ein 
10kHz drauf locken und hat dann ein Null fuer andere Frequenzen.

von Gerd E. (robberknight)


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Es gibt von Navspark ein günstiges Timing-Modul:
http://navspark.mybigcommerce.com/ns-t-precision-timing-frequency-generation-gps-receiver/

Wenn man das intelligent mit einem OCXO kombiniert, sollte man eine gute 
Zeitgenauigkeit erreichen können.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


Angehängte Dateien:

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Ich schrieb:
> Hier noch ein Vergleich …:
> http://www.jackson-labs.com/assets/uploads/main/Comparative_analysis.pdf

Das Bild ist von Seite 8. Das Modul 'LEA-M8F' würde demnach dicke 
ausreichen. Der 'LTE‐Lite' wäre schon unnötig genau.

жтампф ден троль schrieb:
> Den Jitter kriegt man weg, indem man einen PLL den Jitter wegmitteln
> laesst.

* Kennst Du ein PLL-Modul, das zwischen τ=35ns und τ≈30s
  genau genug ist (σ_y < 20ns, siehe Bild)?
  Also von 28,8Mhz bis zum geschätzten Schnittpunkt (siehe unten)
  mit σ_y des GPS?

* Wie würdest Du "жтампф ден троль" auf Deutsch übersetzen?

* Troll hier nicht rum! ;-) :-p

Gerd E. schrieb:
> Es gibt von Navspark ein günstiges Timing-Modul

Da steht "6ns timing accuracy".
Das klingt erstmal gut. Aber richtig günstig ist das nicht.

Ich schrieb:
> Und wie würde ich aus einem 1-Hertz-PPS eines NEO6MV2 am besten die
> 28,8MHz machen?

Die Frage stellt sich auch beim Navspark.
Für die 28,8Mhz muss ich wohl noch einen genauen PLL-Baustein haben.

Und wenn dieser PLL bis τ≈30s die 20ns-Bedingung erfüllt, dann reicht 
vermutlich auch ein billiges NEO6MV2-Modul.


Heinz Wäscher schrieb im 
Beitrag "Re: 10MHz Oszillator mit extrem(?) geringem Phasenrauschen, PLL-diszipliniert von Rb-Frequenzsstanda"
> Eine hilfreiche  Übersicht zu dem Thema findet sich dem Artikel von
> Ulricht Bangert: "Über die Stabilität von Frequenznormalen"
> http://ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf

Diese Lektüre hat mir damals sehr zu einem besseren Verständnis der 
Problematik verholfen.

Der "Schnittpunkt mit σ_y des GPS"^^ ist dort auf den Seiten 22 und 23 
erläutert.

: Bearbeitet durch User
von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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PS @ Gerd E. (robberknight): Ich nehme ich zurück,
was ich schrieb:
> … richtig günstig ist das nicht.
Gegenüber dem 'LEA-M8F' ist es deutlich günstiger!
Auch ohne σ-τ-Diagramm: Das sollte reichen. Danke! :-)
Es bleibt noch die Frage nach einem geeigneten PLL.
Kann man TIMEPULSE2 irgendwie nutzen? Ich finde dazu nix.

: Bearbeitet durch User
von Pandur S. (jetztnicht)


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Das Problem ist ja nicht die 28.8MHz aus dem GPS abzuleiten, sondern 
unabhaengig vom Ort, mit verschiedenen GPS Einheiten, etwas 
untereinander nicht nur Phasengelocktes, sondern Phasenidentisches zu 
bekommen.

Dazu laesst man einen VCOCXO oder einen VCTCXO mit 28.8MHz laufen, oder 
einen DDS, der die Frequenz kann. Man laesst einen Zaehler laufen und 
latcht bei jedem 1PPS, laesst aber weiterlaufen. Dann zieht man die 
28'800'000 vom Zahler ab, integriert also nur die Differenz. Und diese 
Differenz benutzt man zum Regeln, mit einer sehr grossen Zeitkonstante.

: Bearbeitet durch User
von Gerd E. (robberknight)


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Torsten C. schrieb:
> PS @ Gerd E. (robberknight): Ich nehme ich zurück,
> was ich schrieb:
>> … richtig günstig ist das nicht.
> Gegenüber dem 'LEA-M8F' ist es deutlich günstiger!
> Auch ohne σ-τ-Diagramm: Das sollte reichen. Danke! :-)
> Es bleibt noch die Frage nach einem geeigneten PLL.
> Kann man TIMEPULSE2 irgendwie nutzen? Ich finde dazu nix.

Ich habe dieses Modul nicht und ich habe mich auch noch nicht eingehend 
damit beschäftigt. Ich hatte es nur mal für interessant befunden und in 
meine Bookmarks aufgenommen. Was mich allerdings etwas wundert ist daß 
ich bei den time-nuts zu diesem Modul noch nix gefunden habe.

Vielleicht kannst Du dort mal fragen, vielleicht hat es ja doch einer 
dort schon ausprobiert und genauer untersucht.

von Torsten C. (torsten_c) Benutzerseite


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Wolfgang schrieb:
> Torsten C. schrieb:
>> erstmal muss das Problem mit dem Zeitnormal gelöst werden.
> Das halte ich für das kleinste Problem. Erstmal brauchst du ein Signal,
> dass du zeitlich vermessen kannst.

Das Signal, das zeitlich vermessen werden muss, ist ja - wie gesagt - 
NFM-modulierte Sprache, ca. 15 Sekunden lang.

Man versucht wohl am besten gar nicht, die Teile der 'Sendung' zu 
vergleichen, die ohnehin am wenigsten mit einem pseudo-random-noise 
gemeinsam haben.

Am besten sucht man sich wohl z.B. die 'Zischlaute' und die 
'Verschlusslaute' heraus, also kurze Audio-Stückchen, die für sich 
genommen bei t_Δ=0 einen hohen Spitzenwert in der Kreuzkorrelation 
erzeugen.

Da sich Sender und Empfänger während der Messung nicht bewegen, kann man 
diese 'Stückchen' vergleichen und die Korrelogramme addieren, statt 
immer die ganzen 15 Sekunden zu korrelieren.

Das dürfte Rechenleistung sparen und vor allem können die Peil-Stationen 
kleinere Datenmengen zur Basis verschicken.

Es sind ein paar Nächte vergangen, in denen man nochmal 'darüber 
schlafen' konnte. Wie gesagt,
ich schrieb:
> Ich möchte mit einem RTL-SDR anfangen …

Vielmehr liegt dort wohl 'der Hase im Pfeffer'.

Geht man davon aus, dass man mit dem RTL2832U nicht über eine 
Samplingrate von 2.048MHz hinaus geht, kommt man ohnehin nur auf eine 
Auflösung von ca. 150m. :(

Ein Jitter von bis zu ≈250ns macht den Kohl dann nicht mehr fett.

Also folgt daraus:
❶ Entweder ein Billig-SDR (RTL2832U) mit Billig-GPS (NEO6MV2)
❷ oder ein genaues Zeitnormal, dann aber mit einem besseren SDR

Man muss sich also was für ❷ überlegen;
und für ein 'proof of concept' kann man erstmal mit ❶ anfangen.

: Bearbeitet durch User
von golf2010 (Gast)


Angehängte Dateien:

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Torsten C. schrieb:
>>> erstmal muss das Problem mit dem Zeitnormal gelöst werden.

Ich hab für sowas damals Frequenznormale mit dem AD9548 genutzt. Als 
GPS-Chip Skytraq S1216F8, der hat 10 nsec Time-Accuray. Heute gibts wohl 
bessere. Mit dem AD9548 und einem Synthesizerchip dabei können fast 
beliebige genaue Frequenzen erzeugt werden, auch diese 28,8 MHz 
notfalls.
Als SDRs nutze ich auch Eigenbauten(von 2006) mit dem AD6636 drauf, die 
können max. ca. 8 Mhz Bandbreite fehlerfrei aufnehmen über USB2 
(40MB/sec).

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