Forum: Analoge Elektronik und Schaltungstechnik DCF-Sekundenmarke und GPS-PPS


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von Konak (Gast)


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Das DCF-Signal braucht für die 415 km von Mainflingen zu mir etwa 1,4 
ms. DCF-Module sind schmalbandig, womit die Flanken der Sekundenpulse 
zusätzlich verzögert werden. Wenn man dazu was im Netz findet, werden 
"vielleicht 10 bis 30 ms" genannt.

DCFTest_dn_100.png
Mit einem Signalgenerator wollte ich es genauer wissen, um meine Uhr mit 
Pollin-Modul auf vielleicht 10 ms genau zu haben.

DCFTest_Delay.png
Gegenüber dem internen Sekundenpuls des Signalgenerators (jeweils CH2) 
zeigt sich am DCF-Modul eine Verzögerung von 48...50 ms. Ohne Ausreißer 
über 20 Minuten.

DCF_vs_GPS-PPS.png
Ein GPS-Modul war auch noch da: Hier ist das DCF-Signal aber nur etwa 18 
ms hinter dem GPS-PPS. Das GPS-Modul lief schon 1/2 Stunde stabil mit 
EGNOS-DGPS und kannte schon alle Schaltsekunden seit 1980...
Auch diese Messung war über 1/2 Stunde auf 17...19 ms stabil.

Kann der GPS-PPS eines preisgünstigen GPS-NAV-Moduls im eingeschwungenen 
Zustand gerne mal 30 ms stabil neben UTC liegen, oder wo ist mein 
Messfehler?

von Purzel H. (hacky)


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Der Vorteil, resp die Eigenschaft von DCF und GPS ist die absolute 
Genauigkeit, da beide von Atomuhren abstammen. GPS-PPS soll einen Jitter 
von 100ns oder so haben, deswegen muss man einen PLL drauf mit einer 
Zeitkonstante von einer Viertel Stunde verwenden. DCF kenne ich zuwenig. 
Ob und weshalb die beiden mit 0 Grad in Phase sein sollten, erschliesst 
sich mir nicht. Allerdings waere eine Allendeviation der beiden schon 
interessant. Bedeutet, die Beiden gegeneinander laufen zu lassen und 
dann die Phase statistisch aufzeichnen. Sinnvollerweise lockt man erst 
mal je einen 10kHz, (oder 10MHz) PLL auf beide und vergleicht dann deren 
Phasen.

: Bearbeitet durch User
von BC107 (Gast)


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Konak schrieb:
> Kann der GPS-PPS eines preisgünstigen GPS-NAV-Moduls im eingeschwungenen
> Zustand gerne mal 30 ms stabil neben UTC liegen, oder wo ist mein
> Messfehler?

Du hast keinen Messfehler. Die Genauigkeit des GPS Timepulses hängt vom 
jeweiligen GPS-Modul und dem darin verwendeten Korrekturalgorithmus und 
von der Anzahl der empfangenen Satelliten ab.

Von ublox gibt es für die NEO/LEA 6 Module hierzu ein Papier "GPS based 
Timing":

https://content.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/Timing_AppNote_%28GPS.G6-X-11007%29.pdf

von Mucky F. (Gast)


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Konak schrieb:
> Kann der GPS-PPS eines preisgünstigen GPS-NAV-Moduls im eingeschwungenen
> Zustand gerne mal 30 ms stabil neben UTC liegen, oder wo ist mein
> Messfehler?

Die geben einen genaue Periode aus, sind aber nicht UT(C) synchron. UTC 
ist auch keine physikalische Zeit, das C steht für coordinated. GPS hat 
eine eigene Zeit, wenn ich mich richtig erinnere wird die ab und zu mit 
UT... synchronisiert.

GPS Module die eine PPS-UTC Toleranz spec. haben kenne ich nicht.

von Mucky F. (Gast)


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BC107 schrieb im Beitrag #7327520:
> Von ublox gibt es für die NEO/LEA 6 Module hierzu ein Papier "GPS based
> Timing":

Nettes paper, aber da steht nichts über UTC Abweichung drin.

von Helmut -. (dc3yc)


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Es gibt (gab) mal GPS-Empfänger, deren Firmware speziell für 
Timinganwendungen optimiert wurde. Habe da noch einen von Motorola da, 
dessen 1PPS-Puls meine 1/10/25MHz-Referenz speist.

von oszi40 (Gast)


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Dass DCF und GPS nicht die gleiche Flanke haben, wundert mich eigentlich 
nicht. Entfernung und *Signallaufzeiten*=? NTP-Zeit parallel dazu 
vergleichen wäre mal interessant um zu sehen wie sie auseinanderlaufen? 
https://de.wikipedia.org/wiki/Network_Time_Protocol

von Εrnst B. (ernst)


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Konak schrieb:
> DCF-Module sind schmalbandig, womit die Flanken der Sekundenpulse
> zusätzlich verzögert werden.

Tipp: Das DCF-Signal ist (Seit 1983) zusätzlich zur 
Amplituden-Modulation auch phasenmoduliert. Damit kriegst du den 
Sekundenwechsel viel, viel genauer.

https://www.ptb.de/cms/ptb/fachabteilungen/abt4/fb-44/ag-442/verbreitung-der-gesetzlichen-zeit/dcf77/phasenmodulation.html

Nur: Der Pollin-Empfänger wird dir da nicht weiterhelfen.

von Mucky F. (Gast)


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Helmut -. schrieb:
> Habe da noch einen von Motorola da,
> dessen 1PPS-Puls meine 1/10/25MHz-Referenz speist.

Oncore? ha ich auch mal benutzt. Hat aber mit der Frage nichts zu tun 
(UTC Abweichungen von DCF und GPS)

von Wer nicht stoppt läuft weiter (Gast)


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Konak schrieb:
> Kann der GPS-PPS eines preisgünstigen GPS-NAV-Moduls im eingeschwungenen
> Zustand gerne mal 30 ms stabil neben UTC liegen, oder wo ist mein
> Messfehler?

Signallaufzeit GPS-Satellit -> Erde einberechnet?! Und deshalb, in 
welcher Höhe kreiselt GPS?!

von Purzel H. (hacky)


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Falls UTC der Erde folgt, koennte der Unterschied von UTC zu 
irgendwelchen Atomuhren zum Teil in der Physik der Erde begruendet sein. 
Schaltsekunde und dergleichen. Eine Caesium Atomuhr ist per definition 
absolut genau, da sie die Zeit vorgibt. Wodurch unterscheiden sich 
Caesium Atomuhren ? Durch relativistische Effekte, in diesem Fall durch 
die Schwere der Erde. Mit einer  solchen Uhr kann man die Hoehe ueber 
Meer aufloesen, wobei das Meer schon nicht mal ueberall gleich hoch ist, 
obwohl alles auf den Meeresspiegel bezogen ist. Diese Frequenz 
Abweichungen liegen aber unterhalb der fuer Consumer interessanten 
Schwelle. Die Meereshoehe ist aber schon interessant, und sichtbar in 
der GPS Hoehe ueber Meer, welche fuer eine feste Position herumeiert.

von Der Zahn der Zeit (🦷⏳) (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Bedeutet, die Beiden gegeneinander laufen zu lassen und
> dann die Phase statistisch aufzeichnen. Sinnvollerweise lockt man erst
> mal je einen 10kHz, (oder 10MHz) PLL auf beide und vergleicht dann deren
> Phasen.
Die Phasen- bzw. Frequenzabweichung von DCF77 ist hier mal genauer 
erforscht und aufgezeichnet worden. Die sind "nicht von Pappe", 
insbesondere nicht bei Nacht.

https://beis.de/Elektronik/DCF77/DCF77undOCXOs.html

von BC107 (Gast)


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Mucky F. schrieb:
> BC107 schrieb im Beitrag #7327520:
>> Von ublox gibt es für die NEO/LEA 6 Module hierzu ein Papier "GPS based
>> Timing":
>
> Nettes paper, aber da steht nichts über UTC Abweichung drin.

Vielleicht genau hinschauen

Gleich vorne 1.1
"The base of all timing and frequency applications is the one pulse per 
second (1PPS) time pulse, which is synchronized to GPS time or UTC"

Die GPS Module haben verwenden einen intelligenten Algorithmus, um auf 
der Grundlage von mehreren Satelliten, die Laufzeiteffekte zu 
korrigieren.

In den NMEA Protokollen, die man aus den Modulen auslesen kann gibt es 
dazu einen errechneten Qualitätswert:

Mucky F. schrieb:
> Die geben einen genaue Periode aus, sind aber nicht UT(C) synchron. UTC
> ist auch keine physikalische Zeit, das C steht für coordinated. GPS hat
> eine eigene Zeit, wenn ich mich richtig erinnere wird die ab und zu mit
> UT... synchronisiert.

Da erinnerst du dich falsch, GPS sendet UTC synchrone Zeit aus.

"GPS time transfer is a common method for synchronizing clocks and 
networks to Coordinated Universal Time (UTC). The government distributes 
UTC as maintained by the U.S. Naval Observatory (USNO) via the GPS 
signal in space with a time transfer accuracy relative to UTC(USNO) of 
≤30 nanoseconds (billionths of a second), 95% of the time. This 
performance standard assumes the use of a specialized time transfer 
receiver at a fixed location. "

von BC107 (Gast)


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Damit sollte zweifellos klar sein, dass GPS UTC aussendet:

http://gpsinformation.net/main/gpstime.htm


UTC to GPS Time Correction:

https://confluence.qps.nl/qinsy/latest/utc-to-gps-time-correction-32245263.html

Welche Genauigkeit am Ende der Zeitpuls hat, bestimmt maßgeblich das 
verwendete GPS Empfangsmodul.

von Helmut -. (dc3yc)


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Mucky F. schrieb:
> Oncore? ha ich auch mal benutzt. Hat aber mit der Frage nichts zu tun
> (UTC Abweichungen von DCF und GPS)

Oncore stimmt. Da gab es auch Abweichungen beim 1PPS-Puls zwischen der 
gleichen Hardware mit den verschiedenen Firmwaren. Die eine war halt auf 
exaktes Timing mit wenig Jitter optimiert und die andere auf genaue 
Positionsangaben.

von Mucky F. (Gast)


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BC107 schrieb im Beitrag #7327663:
> Da erinnerst du dich falsch, GPS sendet UTC synchrone Zeit aus.
 ...

> Vielleicht genau hinschauen
> Gleich vorne 1.1
> "The base of all timing and frequency applications is the one pulse per
> second (1PPS) time pulse, which is synchronized to GPS time or UTC"

GPS time ist nicht UTC. Soi wie ich den Thgread verstehe geht es nicht 
um UTC und auch nicht darum das GPS möglichst genau mit UTC synct (das 
halte  ich für selbstverständlich).

> Welche Genauigkeit am Ende der Zeitpuls hat, bestimmt maßgeblich das
> verwendete GPS Empfangsmodul.

Eben, das war die Frage und die lässt sich nach meinem Kenntnisstand 
nicht beantworten weil eben der UTC sync in GPS Empfängern die ich kenne 
nicht spezifiziert ist. Ist auch schwierig weil es von diversen 
Parametern (Laufzeiten, Konstellation usw). abhängt.

> https://confluence.qps.nl/qinsy/latest/utc-to-gps-time-correction-32245263.html

Aus eben diesem:
New GPS units may not show the correct UTC time until after receiving 
the UTC offset message.

Helmut -. schrieb:
> Oncore stimmt. Da gab es auch Abweichungen beim 1PPS-Puls zwischen der
> gleichen Hardware mit den verschiedenen Firmwaren.

Hatte ich auch genutzt, aber irgendwann waren die Teile plötzlich nicht 
mehr lieferbar.

von BC107 (Gast)


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Mucky F. schrieb:
> GPS time ist nicht UTC. Soi wie ich den Thgread verstehe geht es nicht
> um UTC und auch nicht darum das GPS möglichst genau mit UTC synct (das
> halte  ich für selbstverständlich).

Was soll das verquaste Rumgeeiere.

GPS Zeit ist UTC! Du wirst verstehen, dass ich auf die Aussage der 
US-Behörde als Betreiber des zivilen GPS-Satellitensystems mehr Gewicht 
lege als auf deine aus der Luft gegriffene Behauptung, für die du 
bislang noch nicht eine belastabar Quelle nennen kannst. Außer deiner 
"Erinnerung". Du machst dich lächerlich.

https://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy/

von oszi40 (Gast)


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BC107 schrieb im Beitrag #7327955:
> US-Behörde als Betreiber des zivilen GPS-Satellitensystems

Man liest dort: How accurate is GPS for timing?

GPS time transfer is a common method for synchronizing clocks and 
networks to Coordinated Universal Time (UTC). The government distributes 
UTC as maintained by the U.S. Naval Observatory (USNO) via the GPS 
signal in space with a time transfer accuracy relative to UTC(USNO) of 
≤30 nanoseconds (billionths of a second), 95% of the time. This 
performance standard assumes the use of a specialized time transfer 
receiver at a fixed location.

Allerdings steht dort auch, dass es äußere Einflüsse gibt. Dazu zähle 
ich z.B. Umlaufbahn, Mond, Reflektionen. Ein Sat hängt nicht mit einem 
Stahlseil millimetergenau an der Erde. Laufbahnen müssen öfter 
korrigiert werden. Somit könnten zeitweise immer ein paar ns Differenz 
auftreten?

von Helmut -. (dc3yc)


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oszi40 schrieb:
> Somit könnten zeitweise immer ein paar ns Differenz
> auftreten?

Nein, denn man verwendet nicht einen Satelliten, sondern mehrere. 
Dadurch werden die atmosphärischen Ungenauigkeiten herausgerechnet. Was 
allerdings zu beachten ist, dass die Länge des Antennenkabels mit 
angegeben wird. Für Timinganwendungen benutzt man ja eine stationäre 
Antenne und so ein Meter Kabel macht schon ein paar Nanosekunden aus. 
Deswegen kann man diese Kabellänge entsprechend an das GPS-Modul senden, 
um das zu kompensieren.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Konak schrieb:
> Kann der GPS-PPS eines preisgünstigen GPS-NAV-Moduls im eingeschwungenen
> Zustand gerne mal 30 ms stabil neben UTC liegen,

Da beim GPS die Zeit genauso berechnet wird, wie die Position, halte ich 
das für eher unwahrscheinlich, jedenfalls wenn die Pulsausgabe nicht 
ganz stiefmütterlich behandelt wird.
30ms ist da eine Ewigkeit. Dann könnte man den Ausgang gleich ganz 
weglassen und die NMEA-Ausgabe als Zeitmarke benutzen ;-)

oszi40 schrieb:
> Somit könnten zeitweise immer ein paar ns Differenz auftreten?

Ein mittlerer Positionsfehler von drei Metern entspricht einer 
Zeitfehler von 10ns. Mehr kannst du auch von dem Zeitpuls nicht 
erwarten. Alleine das empfangene Rauschen setzt da schon Grenzen.

von Harald W. (wilhelms)


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Purzel H. schrieb:

> Falls UTC der Erde folgt, koennte der Unterschied von UTC zu
> irgendwelchen Atomuhren zum Teil in der Physik der Erde begruendet sein.
> Schaltsekunde und dergleichen. Eine Caesium Atomuhr ist per definition
> absolut genau, da sie die Zeit vorgibt. Wodurch unterscheiden sich
> Caesium Atomuhren ? Durch relativistische Effekte, in diesem Fall durch
> die Schwere der Erde. Mit einer  solchen Uhr kann man die Hoehe ueber
> Meer aufloesen, wobei das Meer schon nicht mal ueberall gleich hoch ist,
> obwohl alles auf den Meeresspiegel bezogen ist. Diese Frequenz
> Abweichungen liegen aber unterhalb der fuer Consumer interessanten
> Schwelle. Die Meereshoehe ist aber schon interessant, und sichtbar in
> der GPS Hoehe ueber Meer, welche fuer eine feste Position herumeiert.

Da die Atomuhr der US-Amerikaner auf ca. 1700m Höhe liegt und
die Uhrder Deutschen auf ca. 50m Höhe liegt, müssen bei Uhren-
vergleichen bereits Korrekturfaktoren benutzt werden. Wenn in
Zukunft sog. optische Uhren als Zeitnormal benutzt werden,
spielt es wegen deren deutlich besseren Präzision bereits eine
Rolle, ob die Uhr auf dem Tisch, oder ob sie auf dem Boden steht.

von Harald W. (wilhelms)


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Konak schrieb:

> Mit einem Signalgenerator wollte ich es genauer wissen, um meine Uhr mit
> Pollin-Modul auf vielleicht 10 ms genau zu haben.

Die Genauigkeit der DCF-Zeit war schon immer eine Langzeitgenauigkeit.
Für die Kurzzeitgenauigkeit muss man wegen verschiedenen physikalisch
bedingten Effekte immer mit Schwankungen rechnen. Ich wüsste aber
auch nicht, bei welcher Anwendung die paar ms eine Rolle spielen.
Um z.B. einen Frequenzzähler zu kalibrieren, muss man immer einen
Langzeitvergleich machen. Dann spielen die paar ms keine Rolle.

von Wolfgang (Gast)


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Mucky F. schrieb:
> Die geben einen genaue Periode aus, sind aber nicht UT(C) synchron.

Woher hast du diese Weisheit bzw. was meinst du damit?
Was soll diese Schreibweise UT(C)?

Am 6. Januar 1980 um 00:00:00 wurden GPS-Zeit mit UTC synchronisiert, 
d.h. die GPS-Zeit wurde zu diesem Zeitpunkt als identisch mit UTC 
definiert. Bei UTC werden, falls falls wegen der Erdrotation 
erforderlich, Schaltsekunden eingeführt. Die Sekundenpulse von GPS und 
UTC bleiben dabei aber synchron.

Anders ist es bei UT. Da folgt die Zeit stetig den Schwankungen der 
Erdrotation, d.h. UT Sekundenpulse sind nicht synchron zu GPS und UTC.

von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> Ich wüsste aber auch nicht, bei welcher Anwendung die paar ms eine Rolle
> spielen.

Bei Lichtgeschwindigkeit entsprechen 30ms einer Strecke von 9000km.
Wenn man über Laufzeitdifferenzen z.B. die Position von Gewitterblitzen 
aus der Eintreffzeit beim Empfänger berechnen will, darf es schon gerne 
ETWAS genauer sein.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

> Bei Lichtgeschwindigkeit entsprechen 30ms einer Strecke von 9000km.
> Wenn man über Laufzeitdifferenzen z.B. die Position von Gewitterblitzen
> aus der Eintreffzeit beim Empfänger berechnen will, darf es schon gerne
> ETWAS genauer sein.

So etwas misst man mit einem Frequenzzähler mit Ofenquarz. Dieser
kann dann ab und zu mit DCF synchronisiert werden. Als direktes
Frequenznormal ist DCF ungeeignet.

von Wolfgang (Gast)


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Harald W. schrieb:
> So etwas misst man mit einem Frequenzzähler mit Ofenquarz.

Es geht nicht um das Messen, sondern um das synchronisieren der Uhren 
bei den verschiedenen Empfängern.

von Konak (Gast)


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Wow, schon 25 Beiträge zu meiner Frage.

Leider sind etliche Beiträge ohne Sachkenntnis, dafür aber mit viel "ich 
hab da mal was gehört (aber nicht verstanden)". Hilfreich war bisher 
keiner.

Das GPS-System hat GPS-Zeit, das ist UTC ohne die Schaltsekunden seit 
1980. Die Sekundendifferenz zu UTC wird nur 4...5 mal pro Stunde von den 
Satelliten abgestrahlt. Typischer Einschaltvorgang: Es braucht einige 
Zeit und genügend Satelliten, bis der GPS-Empfänger Position und Zeit 
ausgibt. Nach 5 bis 15 Minuten lässt sich beobachten, dass die 
Zeitanzeige um die Schaltsekunden korrigiert wird, die zur Erstellung 
der Firmware des GPS-Moduls noch nicht bekannt waren. Mein GPS-Modul 
Baujahr 2010 liegt zu Beginn 3 Sekunden daneben. Die Schaltsekunden von 
2012, 2015 und 2017 kennt es beim Kaltstart nicht.

Ein GPS-Modul hat die Aufgabe, die Entfernung zu den Satelliten über 
Laufzeiten zu bestimmen, um daraus seine Position auf der Erde zu 
errechnen. Wie blöd muss ein Konstrukteur sein, diese Laufzeiten bei der 
Zeitbestimmung nicht zu berücksichtigen!?

Dass DCF "nur" langzeitgenau ist, ist richtig. Innerhalb Deutschlands 
bei stabiler Wetterlage halten sich die Schwankungen aber in Grenzen: 
Das zeigt sich bei "DCF_vs_GPS-PPS.png" Die DCF-Sekundenmarke gegenüber 
GPS-PPS blieb über 1/2 Stunde auf 1...2 ms stabil. Keine wabernde 
Raumwelle etc. ...

Mein Problem: Gemessene 49 ms Delay des DCF-Moduls zu meinem Testsignal, 
aber nur 18 ms Versatz zum GPS-PPS. Mir geht es um diese ~30 ms, nicht 
um µs-Träumereien!

Ich habe das Analog-Forum befragt, weil ich hoffte, dass hier 
messtechnische praktische Tipps kommen.

von Harald W. (wilhelms)


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Wolfgang schrieb:

> Es geht nicht um das Messen, sondern um das synchronisieren der Uhren
> bei den verschiedenen Empfängern.

Dazu ist DCF m.E. nicht geeignet. Ob das mit GPS besser geht,
weiss ich nicht.

von Mucky F. (Gast)


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Konak schrieb:
> Mein Problem: Gemessene 49 ms Delay des DCF-Moduls zu meinem Testsignal,
> aber nur 18 ms Versatz zum GPS-PPS. Mir geht es um diese ~30 ms, nicht
> um µs-Träumereien!

Also da die GPS Empfänger in der Regel sehr genau sind (< µs zu UTC -ja 
ich hab's eingesehen) kann man das als Referenz sehen. Es sei denn du 
hast da irgendein Fernost Teil für zwofuffzich geschossen. Messtechnisch 
wäre es hilfreich Hersteller und Typen deiner Empfänger zu kennen.

von Wolfgang (Gast)


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Konak schrieb:
> Wie blöd muss ein Konstrukteur sein, diese Laufzeiten bei der
> Zeitbestimmung nicht zu berücksichtigen!?

Die genaue Zeit wird beim GPS genauso ausgerechnet, wie die Koordinaten. 
Das ist ein- und dasselbe Gleichungssystem eben mit vier Unbekannten.

Guck dir einfach einmal die Rechnung an.

von Wolfgang (Gast)


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Konak schrieb:
> DCFTest_Delay.png
> Gegenüber dem internen Sekundenpuls des Signalgenerators (jeweils CH2)
> zeigt sich am DCF-Modul eine Verzögerung von 48...50 ms.

Wie ist denn dein Flankendetektor in der Signalaufbereitung vom 
DCF77-Signal eingestellt?
Der Detektor kann nicht in die Zukunft sehen, also muss die Flanke nach 
der Demodulation und Filterung zeitversetzt hinten rauskommen. Für den 
genauen Zeitpunkt müsstest du das HF-Signal ansehen.

von Hugo H. (hugo_hu)


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oszi40 schrieb:
> Somit könnten zeitweise immer ein paar ns Differenz
> auftreten?

Eine ns sind ungefähr 30 cm Strecke mit Lichtgeschwindigkeit. Ich frage 
mich, worüber hier überhaupt diskutiert wird.

: Bearbeitet durch User
von Bauform B. (bauformb)


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Wolfgang schrieb:
> 30ms ist da eine Ewigkeit. Dann könnte man den Ausgang gleich ganz
> weglassen und die NMEA-Ausgabe als Zeitmarke benutzen ;-)

Die NMEA-Ausgabe mit 4800 oder 9600 Baud dauert ca. 30ms... Nach einem 
Kaltstart oder bei schlechtem Empfang schwankt die Dauer noch, weil 
unterschiedlich lange Sätze ausgegeben werden. Nach einer halben Stunde 
ist sie dann konstant. Dass das PPS-Signal davon beeinflusst wird, kann 
man sich kaum vorstellen.

Aber die Berechnung dauert auch ungefähr 30ms, und erst dann weiß der 
dumme Empfänger, wann die Sekunde begonnen hat. Kann eigentlich auch 
nicht sein, aber man hat Pferde vor der Apotheke gesehen...

von Dieter (Gast)


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Nur so als Idee, man könnte Doku lesen, z.B. für die Grundlagen (da wird 
u.a. der Unterschied zwischen GPS und UTC Zeit beschrieben):

https://content.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/GPS-Compendium_Book_%2528GPS-X-02007%2529.pdf

Und wenn es um die Genauigkeit des PPS Signal geht:

https://content.u-blox.com/sites/default/files/products/documents/Timing_AppNote_%2528GPS.G6-X-11007%2529.pdf

Wenn das immer noch nicht reicht ist vermutlich die Time-Nuts 
Mailingliste der geeignet Platz, die Leute dort wissen worum es geht und 
die Problematik wurde dort schon öfters diskutiert.

von Wolfgang (Gast)


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Bauform B. schrieb:
> Aber die Berechnung dauert auch ungefähr 30ms, und erst dann weiß der
> dumme Empfänger, wann die Sekunde begonnen hat. Kann eigentlich auch
> nicht sein, aber man hat Pferde vor der Apotheke gesehen...

Man könnte auf die Idee kommen, das Delay aus der vorherigen Berechnung 
abzuleiten und dann das 1PPS-Signal genau richtig verschoben 
synchronisiert zum Takt der rohen Empfangdaten auszugeben. Der Empfänger 
muss nur richtig auf den GPS-Rohdatentakt eingerastet sein.
Das erspart den Pferden viel Ungemach ;-)

von Purzel H. (hacky)


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einer schrieb
> Ein GPS-Modul hat die Aufgabe, die Entfernung zu den Satelliten über
Laufzeiten zu bestimmen, um daraus seine Position auf der Erde zu
errechnen. Wie blöd muss ein Konstrukteur sein, diese Laufzeiten bei der
Zeitbestimmung nicht zu berücksichtigen!?

Laufzeiten ? Welche Laufzeiten ? Zwischen Satelliten und Empfaenger. Nur 
stehen die Sateliten nicht. Und die Bahndaten sind auch nicht konstant, 
resp fest. Beim langen Einschaltvorgang werden erst die Bahndaten 
heruntergeladen. Beim schnellen Einschalten werden die letzten Bahndaten 
verwendet.

von Wer nicht stoppt läuft weiter (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Und die Bahndaten sind auch nicht konstant,
> resp fest.

Doch weitgehend. Oder siehst du den Mond Zickzack fliegen?

Die Frage ist eher, ob die Ephemeriden dem GPS-Empfänger bekannt sind, 
oder ob er sie sich aus dem Datenstrom vom Satelliten extrahieren muß.

von Hugo H. (hugo_hu)


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von Purzel H. (hacky)


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> Doch weitgehend. Oder siehst du den Mond Zickzack fliegen?
Die Frage ist eher, ob die Ephemeriden dem GPS-Empfänger bekannt sind,
oder ob er sie sich aus dem Datenstrom vom Satelliten extrahieren muß.

Weniger Zickzack wie langsam aendernd. Und ja die Bahndaten sind im NMEA 
Datenstrom enthalten, dauert halt eine Viertel Stunde zum herunter 
laden.
Weshalb sind die Bahndaten nicht konstant ? Weil das Schwerefeld ein 
ortsabhaengiger Vektor ist. Mit nicht nur der Komponente zum 
Erdmittelpunkt...

von Wolfgang (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Die Frage ist eher, ob die Ephemeriden dem GPS-Empfänger bekannt sind,
> oder ob er sie sich aus dem Datenstrom vom Satelliten extrahieren muß.

Er kann sie sich auch woanders her holen. Es ist völlig egal, woher der 
Empfänger die bekommt.

Purzel H. schrieb:
> Laufzeiten zu bestimmen, um daraus seine Position auf der Erde zu
> errechnen.

Die eche Laufzeit kann der Empfänger nicht messen, weil er normalerweise 
keine ausreichend genaue Atomuhr besitzt.

von Purzel H. (hacky)


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Das ist ja der witz daran, die braucht's nicht, das laesst sich alles 
rechnen, aus den Zeitverschiebungen und den Bahndaten. 3 Satelliten fuer 
die Zeit und ein zusaetzlicher fuer die Zeit.

: Bearbeitet durch User
von Wolfgang (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Die Frage ist eher, ob die Ephemeriden dem GPS-Empfänger bekannt sind,
> oder ob er sie sich aus dem Datenstrom vom Satelliten extrahieren muß.

Er kann sie sich auch woanders her holen. Es ist völlig egal, woher der 
Empfänger die bekommt.

Purzel H. schrieb:
> Laufzeiten zu bestimmen, um daraus seine Position auf der Erde zu
> errechnen.

Die eche Laufzeit kann der Empfänger gar nicht messen, weil er 
normalerweise keine ausreichend genaue Atomuhr besitzt.

von Wolfgang (Gast)


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Purzel H. schrieb:
> Das ist ja der witz daran, ....

Das sagte ich bereits, aber danke für den Hinweis ;-)

Wolfgang schrieb:
> Die genaue Zeit wird beim GPS genauso ausgerechnet, wie die Koordinaten.
> Das ist ein- und dasselbe Gleichungssystem eben mit vier Unbekannten.

von Konak (Gast)


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µC-Net war (!) mal eine gute Adresse... Aber der Abstand zu Twitter 
schrumpft rapide.

Oweh, oweh, soooo viele ahnungslose Beiträge - wie kam ich auf die Idee, 
hier noch etwas zu fragen...

von Manfred (Gast)


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Konak schrieb:
> µC-Net war (!) mal eine gute Adresse... Aber der Abstand zu Twitter
> schrumpft rapide.

Ja dann geh' doch zu Twitter.

> Oweh, oweh, soooo viele ahnungslose Beiträge - wie kam ich auf die Idee,
> hier noch etwas zu fragen...

Weil Google ständig Leute nach hier lockt?

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