Hallo, ich arbeite gerade mit sechs GPS-Modulen und möchte mit ihnen mit jeweils einem Microcontroller eine Zeitmessung durchführen. Ich habe aber das Problem, dass die Uhrzeit der GPS-Modulen sich um ca. 2 Sekunden unterscheidet. Manche von den Modulen sind synchron aber dann ein paar wieder um 2 Sekunden verschoben. Die Module haben alle einen PPS (Pulse per Second) Ausgang. Ich verstehe so ca. das Prinzip von PPS, also dass ich exakt jede Sekunde einen Impuls bekomme, aber ich habe leider überhaupt keine Idee wie ich damit meine GPS-Module synchronisieren kann. Kann mir vielleicht bitte jemand von euch weiterhelfen? Danke und lg Floke
Naja, eigentlich sollten sie synchron sein. Sollten sowohl die Seit gleich anzeigen, sowie den PPS Puls zur selben Zeit rauslassen. Die Satelliten sind genuegend, und die hast die Pulse mit einem Oszilloskop verglichen ?
Hallo, danke für die schnelle Antwort! Die PPS sind synchron, nur die Zeit, die mir ein GPS-Modul liefert, ist um 2 Sekunden anders als bei einem anderen Modul. Danke und lg
Florian S. schrieb: > Ich habe aber das Problem, dass die Uhrzeit der GPS-Modulen sich um ca. > 2 Sekunden unterscheidet. Vielleicht mal eine Antenne anschließen? ;-) 2 sec sind bei GPS nicht möglich, vermutlich haben deine Module keinen Fix. Entweder warten bis Sie sich mit dem System synchronisiert haben oder bessere Empfangsbedingungen schaffen.
Das kann man alles recherchieren wenn man sich nur 5 Minuten Zeit nimmt! Du kannst dir nicht erwarten, dass dir das Forum hier auf wundersame Weise deine Arbeit (die du wahrscheinlich für irgendein unnützes Schulprojekt brauchst) erledigt. Beschäftige dich erstmal selbst mit dem Thema! Wenn du damit fertig bist und immer noch keinen Plan hast, dann kannst du ja nochmal fragen, aber so wirst du hier keine Antwort bekommen. PS: Ein Oszilloskop könnte dir immens helfen, und das sollte normal zur Grundausstattung jedes Elektronikers gehören, der sich nur ein bisschen für die Materie interessiert.
Hallo, dir auch danke für deine Antwort! Ich habe bereits bei allen Modulen eine externe Antenne oben. Außerdem verwende ich das Programm U-center 20.10 um den Empfang zu überwachen. Ich bekomme auch bei allen Modulen immer einen Fix zusammen. Aber dann ist es manchmal so, dass eben die Zeit verschoben ist. Danke und lg
Florian S. schrieb: > Außerdem verwende ich das Programm U-center 20.10 um den Empfang zu > überwachen. Sind das Originale ublox Empfänger und alle vom gleichen Typ? > Aber dann ist es manchmal so, dass eben die Zeit verschoben ist. Immer um den gleichen Betrag und + oder - zur korrekten Zeit? Evtl. gibt dein Empfänger seine lokale Zeit, er hat GPS Schaltsekunden nicht mitbekommen oder macht bei der Umwandlung in UTC was falsch.
Mucky F. schrieb: >> Aber dann ist es manchmal so, dass eben die Zeit verschoben ist. oder er macht Fehler beim Wandel in das uBlox Format, auf den seriellen werden ein paar Telegramme verschluckt ...
Das sind keine originalen Empfänger. Ich verwende das Modul GT-U7. Weißt du eventuell wie man das synchronisieren kann? Danke und lg
Mucky F. schrieb: > 2 sec sind bei GPS nicht möglich, vermutlich haben deine Module keinen > Fix. Da wäre ich mir nicht so sicher, Ist sicher gestellt, dass das Modul die Anzahl der Schaltsekunden schon richtig empfangen hat? Sonst kann es die GPS-Zeit nicht richtig in UTC umzurechnen. Die Übertagung aller Almanach-Daten dauert insgesamt ungefähr eine viertel Stunde.
Genau das, was Wolfgang schreibt ist der Knackpunkt: GPS-Zeit und UTC (also die Standardzeit ohne Zeitzone) laufen mit jeder offiziellen Schaltsekunde weiter auseinander. Bei allen GPS-Modulen, die ich kenne, ist die anfänglich ausgegebene Zeit nach erstem GPS-Fix von Firmware-Erstellung bis erster darauf folgender Schaltsekunde korrekt. Bei 2 s Offset dürfte die Firmware deiner Module etwa aus 2013 / 2014 stammen, da sie die letzten 2 Schaltsekunden in 2015 und 2016 noch nicht kennen. Der Offset GPS-Zeit zu UTC wird alle 12.5 Minuten von den Satelliten abgestrahlt, somit dürften deine Probleme nach jeweils einer Viertelstunde GPS-Empfang von allein verschwinden.
Beitrag #6596410 wurde vom Autor gelöscht.
Hallo, danke für deine sehr hilfreichen Informationen! Ich habe aber trotzdem noch eine Fragen für mein Verständnis: Nach ca. einer viertel Stunde ist dieser Offset verschwunden, sind von da an die GPS-Module synchron, oder muss ich sie trotzdem noch synchronisieren??? Danke und lg Floke
Florian S. schrieb: > Nach ca. einer viertel Stunde ist dieser Offset verschwunden, sind von > da an die GPS-Module synchron, oder muss ich sie trotzdem noch > synchronisieren??? Drücke es mal anders aus: Erst nach einer viertel Stunde ungestörtem Datenempfang kennt der GPS-Empfänger sicher die Anzahl der Schaltsekunden, die er für die korrekte Umrechnung GPS-Zeit nach UTC benötigt. Die GPS-Zeit berechnet der GPS-Empfänger zusammen mit dem Standort. Da gibt es nichts zu synchronisieren - vorausgesetzt, die Software von deinem Modul macht alles richtig.
Worauf willst du die GPS-Module synchronisieren? Die können sich doch nur auf ihr empfangenes GPS-Signal synchronisieren. Qualitativ ordentliche GPS-Module geben das PPS-Signal erst aus, wenn sie einen ausreichend genauen GPS-Fix mit 5 Satelliten bestimmen konnten. Der PPS-Puls sollte dann auf wenige µs genau sein. Wurde dann auch noch der Offset GPS-Time zu UTC empfangen, sind die Zeitanzeigen (in UTC) der GPS-Module so gut und genau, wie ihr GPS-Empfang: Sieht das GPS-Modul nur einen kleinen Himmelsausschnitt, dauert es teilweise "ewig" bis zum ersten GPS-Fix - und wenn später wieder zu wenige Satelliten "gesehen" werden, kann die Zeitgenauigkeit auch auf ms Fehler abdriften... Also: Wie genau brauchst du es? Übliche GPS-Module können nur bei guter Himmelssicht auf µs (oder besser) genau sein. Die "DOP"-Werte VDOP, HDOP, PDOP (möglichst klein) können hier zur "Vertrauensbildung" beitragen.
Kurt schrieb: > Übliche GPS-Module können nur bei guter Himmelssicht auf µs (oder > besser) genau sein. Die Genauigkeit der Zeit ist prinzipiell nicht schlechter als die Position. Wenn die Position auf 10 m genau ist, entspricht das einer Zeitgenauigkeit von bestimmt besser als 100ns. So denn die Empfängerhardware ordentlich gebaut ist, kommt das auch so am 1PPS-Ausgang raus.
Kurt schrieb: > Qualitativ ordentliche GPS-Module geben das PPS-Signal erst aus, > wenn sie einen ausreichend genauen GPS-Fix mit 5 Satelliten bestimmen > konnten. Ich habe es gerade nicht mehr im Kopf: Ich habe vor längerer Zeit mit GPS gespielt, war ein Sony-Chipsatz, der seriell NMEA liefert. Da gibt es eine Info, müsste ein Bit im Datensatz sein, die mir miteilt, ob die Zeit gut ist. Der Sekundentakt wurde aber schon vorher geliefert - also mal die Specs lesen. Hier gibt das eine schöne Website, wo man die Satelliten in Echtzeit verfolgen kann. Die nächstliegende Stadt wählen, die Karte passend drehen und man sieht, in welchem Winkel die Satelliten stehen. Ich habe das über lange Zeiten mit einem stationären Empfänger verglichen und man kann gut sehen, wenn z.B. nahe Gebäude abschatten. Das habe ich nicht rein als Hobby getan, ich habe beruflich getestet, GPS ist nicht ganz so simpel, wie es dem Handynutzer erscheint. https://in-the-sky.org/satmap_radar.php?year=2021&month=2&day=21 Wenn man mal in die Beschreibungen von GPS schaut, wird weltweit lediglich der Empfang von drei Satelliten garantiert, in der Praxis im freien Feld sind es meistens mehr.
Genau, Wolfgang ... für eine genaue Position braucht man eine gute Himmelssicht auf schön über den Himmel verteilte Satelliten. - Erst damit wird auch eine genaue Zeit möglich! Hat das GPS-Modul nur Ausblick auf eine kleine Himmelsfläche, kann je nach Satellitenkonstellation die Positionsberechnung und damit auch die Zeitanzeige auch wieder ungenauer werden. Genau das zeigen die DOP-Daten - und genau darum habe ich deren Auswertung für die Abschätzung der Genauigkeit empfohlen.
Aso ok danke für die Informationen! Also ich bin mit meinen Modulen draußen und habe immer guten "Himmelsicht". Ich habe mir gedacht, dass für eine Zeitmessung auf Hundertstel (0.01 Sekunden genau) genau die GPS-Module mit dem PPS-Ausgang synchronisiert werden müssen. Aber anscheinend machen sie das dann nach ca. 15 Minuten selbst, sowie ich das jetzt verstanden habe, oder? Danke lg Floke
Florian S. schrieb: > Ich habe mir gedacht, dass für eine Zeitmessung auf Hundertstel (0.01 > Sekunden genau) genau die GPS-Module mit dem PPS-Ausgang synchronisiert > werden müssen. Aber anscheinend machen sie das dann nach ca. 15 Minuten > selbst, sowie ich das jetzt verstanden habe, oder? Die 1PPS Pulse sind schon lange vorher richtig (sobald ein 3D-Fix geklappt hat). Nur die Umrechnung in UTC kann hängen. Ob das für deine Zeitmessung stört, hängt von deinem System ab.
Ok danke! Ja des ist bei meinem System nicht vorteilhaft, da ich in kurzer Zeit mehrere Zeiten von unterschiedlichen GPS-Module nehme. Und wenn da eines 2 Sekunden hinten nach ist, wäre das blöd. Wie funktioniert das synchronisieren mit PPS und der TinyGPS++ Library beim Arduino? Danke und lg Floke
Viele GPS-Receiver haben ja eine batteriegepufferte Echtzeituhr, die auch ohne Empfang zumindest einen Tag sekundengenau laufen sollte. Nur bin ich mir nicht sicher, ob die nicht mit dem nächsten Fix ohne Schaltsekundenabgleich wieder falsch gestellt wird!?
Ein GPS-Modul kann die Zeit nur zyklisch bereitstellen. Eine Uhr für gewünschte Zeitmessungen muss im µC verwirklicht sein. Die Sekunden-Nachkommastellen in der µC-Uhr werden von z.B. einem 1 ms-, oder 10 ms-Timer-Interrupt umlaufend von 0..999 bzw. 0..99 hochgezählt. Mit dem PPS-Puls werden sie auf Null synchronisiert. Ein externer Interrupt wäre dafür optimal. Die Zeitangaben in den GPGGA- und GPRMC-Zeilen liefern die Zeit als HHMMSS.sss sowie das Datum. (Nach 1/4 Stunde sauberem Empfang auch im UTC-Zeitmaß.) Allerdings sind die Nachkommastellen (.sss) wenig hilfreich, da der Übertragungszeitpunkt nicht definiert ist. Hier kann nur der PPS für Genauigkeit sorgen. Solange alle zyklisch ausgegebenen NMEA-Sätze in < einer Sekunde übertragen (Baudrate, ...) und ausgewertet werden können, ist der Abgleich von Zeit (ohne Nachkommastellen) und Datum beim µC auf die vom GPS-Modul gelieferten Angaben problemlos. Ob so ein Arduino alles für eine im ms-Bereich exakt synchronisierbare und auslesbare Uhr bereitstellt? - Keine Ahnung... Sowas habe ich bisher nur direkt mit einem µC gemacht.
Was hast du eigentlich für einen chip von ublox? Es gibt welche mit PPS und noch einem zusätzlichen pulse Ausgang. Wenn du die zwei Signale auf einen timer gibst, kannst du den PPS auf einen capture und mit dem anderen signal den timer takten lassen. Ich hatte den ublox neo m8t benutzt. Auch solltest du mit den ublox Protokollen arbeiten ... Im NAV PVT ist eigentlich alles drin, um zu erkennen, ob Position und Daten gültig sind. Ps es gibt von ublox auch Chips mit einem "Externem trigger" Signal. Dann generiert der ublox einen zeitstempel und der uc ist komplett entlastet. Hth, Adib.
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