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Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik GPS NAVILOCK 302U


Autor: GPS_Neuling (Gast)
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Hallo Experten,

ich möchte hier mal nachfragen ob jemand Erfahrung mit dem bei Reichelt 
angebotenen GPS Empfänger NAVILOCK 302U hat.
Kann man das, obwohl mit USB Schnittstelle, irgendwie an einen ATMEGA 
hängen?
Ferner die Frage ob man das mit einem "eigenen" Programm zB.: C# an 
einem Windows XP System betreiben kann?
Hintergrund: Wir haben im Geschäft hochpräzise "Mainberg GPS Empfänger" 
zur Zeitsynchronisation von räumlich verteilten Experimenten. Ich bin 
jetzt auf der Suche nach einer "Low Cost" Version für zu Hause.....
Welche Zeitsynchronisation läßt sich da mit den LOW Cosst Mitteln 
erreichen (Sekunden? Milli? Mikro? Nano?...). Gibt es da ein 
synchronisiertes PPS Signal?
Hat da jemand schon zu Hause rumgespielt?

MfG
Achim

Autor: jjk (Gast)
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>Hallo Experten,

>ich möchte hier mal nachfragen ob jemand Erfahrung mit dem bei Reichelt
>angebotenen GPS Empfänger NAVILOCK 302U hat.
>Kann man das, obwohl mit USB Schnittstelle, irgendwie an einen ATMEGA
>hängen?

Signale vor der USB-Bridge abgreifen?
Muesste machbar sein. Irgendwo sollte das Teil ja auch das 1 PPS Signal 
ausgeben.

>Ferner die Frage ob man das mit einem "eigenen" Programm zB.: C# an
>einem Windows XP System betreiben kann?

?
Was genau soll das werden?

>Hintergrund: Wir haben im Geschäft hochpräzise "Mainberg GPS Empfänger"

Was ist das denn?

>...Ich bin
>jetzt auf der Suche nach einer "Low Cost" Version für zu Hause.....
>Welche Zeitsynchronisation läßt sich da mit den LOW Cosst Mitteln
>erreichen (Sekunden? Milli? Mikro? Nano?...). Gibt es da ein
>synchronisiertes PPS Signal?

Grundsaetzlich solltest Du dazu wissen dass es 2 Arten GPS-Sensoren 
gibt:
Timing Receiver und Navigation Receiver.
Letztere sind das was man im Consumerbereich unter GPS versteht.

Timing Receiver unterscheiden sich dagegen sowohl Hard- als auch 
Software-maessig deutlich davon, kosten natuerlich auch mehr.
Ein Timing Sensor, also das GPS Empfangsteil, kostet so um die 100-150 
Euro ohne Antenne.

Die Navilock Maus benutzt wie alle Navimaeuse logischerweise einen 
Navigation Receiver.
Die max. Genauigkeit liegt da bei etwa +/- 1 us, besser geht es mit dem 
SiRFIII Chipsatz nicht. Andere Navigation Receiver sind da schon locker 
um Faktor 2 und mehr besser.

Timing Receiver dagegen schaffen bis zu 2 ns relativ zu UTC/USNO bzw. 
sind gegen die USNO Master Clock kalibriert.
USNO (United States Naval Observatory) ist in USA sowas wie die PTB in 
Braunschweig und fuer die Zeitueberwachung/Korrektur der NAVSTAR 
Satelliten zustaendig.

Es kommt also letztlich darauf an welche Genauigkeit Du brauchst/willst.
Wenn es sehr genau sein soll wirst Du um einen Timing Sensor nicht 
herumkommen.
In jedem Fall ist dazu aber stationaerer Betrieb an einem exakt 
vermessenen Standort Voraussetzung. Timing Receiver verfuegen dazu ueber 
eine Auto-Locate Funktion bei der der Standort, sofern nicht exakt 
bekannt, ueber 10000 oder mehr Positionsberechnungen gemittelt wird, 
danach wird der Receiver in den Position Hold Mode versetzt.


>Hat da jemand schon zu Hause rumgespielt?

Gespielt nicht, aber Timing Sensoren im Einsatz.

juergen

Autor: GPS_Neuling (Gast)
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Hallo

@Jürgen vielen Dank für deine ausführliche Antwort. "Mainberg" sollte 
natürlich "Meinberg" heißen. (http://www.meinberg.de/).

Das mit dem Unterschied "Timing Receiver und Navigation Receiver" war 
mir nicht bewußt. Kannst du mir mal Insider Infos (Links) über "billige" 
Timing Receiver geben? Wie oben erwähnt, hat das Ganze Hobby Character. 
Ich möchte mit meinen "Home Mitteln" einen möglichst genauen 
Zeitstempelung erreichen... Im Submicrosekundenbereich wäre toll..falls 
sowas möglich ist.

MfG
Achim

PS:Ich weiß es gibt auch IEE 1588 
(http://ines.zhwin.ch/index.php?id=87&L=0)
aber das ist teuer und für den professionellen Bereich

Autor: jjk (Gast)
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Hallo Achim.

>Das mit dem Unterschied "Timing Receiver und Navigation Receiver" war
>mir nicht bewußt. Kannst du mir mal Insider Infos (Links) über "billige"
>Timing Receiver geben? Wie oben erwähnt, hat das Ganze Hobby Character.
>Ich möchte mit meinen "Home Mitteln" einen möglichst genauen
>Zeitstempelung erreichen... Im Submicrosekundenbereich wäre toll..falls
>sowas möglich ist.

Da gibt es eigentlich keine Insider Infos, das ist ja schliesslich nicht 
geheim ;)
Alles was man dazu wissen will/muss ist leicht zugaenglich mit Ausnahme 
der verwendeten Software des jeweiligen Sensors.

Ich verwende Timing Engines von Motorola, M12M-T, sowie die etwas 
aelteren Positioning Engines M12+. Die gibt es hier:

http://www.synergy-gps.com/

Evtl. auch ueber bfioptilas:
http://www.bfioptilas.de/
Da unter Telematik nachsehen.

Etwas billiger, aber auch sehr gut, sind die Sensoren von Trimble mit 
Genauigkeiten um die 15 ns.
Den Resolution-T mit allen typischen Features einer Timing Engine gibt 
es hier:

http://www.framos.de/www.dir/de/produkte/gps/sonst...

Dort findest Du auch das Manual dazu.
Das Teil kostet 73 Euro netto.
Dazu kommt natuerlich noch die Antenne, beginnend bei etwa 20 Euro. Fuer 
eine Festinstallation lohnt sich eher die entsprechende wetterfeste und 
robustere Ausfuehrung, die ist allerdings deutlich teurer.

Du solltest aber beachten dass man die Features eines solchen 
Empfaengers natuerlich nicht bekommt wenn man mit dem, standardmaessig 
auch vorhandenen, NMEA Protokoll arbeiten will.

Du musst also in jedem Fall auf das jeweilige proprietaere Format des 
Herstellers zurueckgreifen, diese sind zwar sehr umfangreich, aber bei 
Trimble und Motorola sehr gut dokumentiert.

Anders kannst Du entscheidende Dinge wie etwa Position Hold, T-RAIM 
Einstellungen, Cable Delay Compensation etc. nicht konfigurieren.
Es lohnt sich also das jeweils proprietaere Protokoll zu verwenden auch 
wenn man eine Weile zur Einarbeitung braucht.

Du kannst dann einen solchen Sensor an einen beliebigen Microcontroller 
haengen und ueber dessen serielle Schnittstelle kommunizieren oder Du 
haengst so ein Teil direkt an den PC via MAX 232 Pegelwandler.

Bei den Motorola Sensoren kann ich Dir bei der Anbindung an einen 
Controller Tips geben, mit Trimble habe ich keine Erfahrung.

juergen








Autor: GPS_Neuling (Gast)
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Hallo

@Juergen, nochmals vielen Dank für die ausführliche Auskunft. Wir haben 
im Geschäft einen "älteren" Motorola ONCORE Receiver. Ist der dir 
bekannt? Fall ja, ist das nun ein Timing Receiver oder Navigation 
Receiver?

Gruß
Achim

Autor: jjk (Gast)
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ONCORE ist leider keine Typenbezeichnung sondern Motorolas Oberbegriff 
fuer GPS Empfaenger.

Es "koennte" also durchaus ein Timing Receiver sein.

Steht da keine Part Number drauf?

Erster Ansatz: Abmessungen.
Wenn groesser 40x60mm ist es kein relativ neuer M12/M12+. Die gab es 
sowohl als Navigation als auch als Timing Receiver.
Wenn die Abmessungen 40x60mm betragen:
Das RF Frontend IC beim M12 ist ein M1504, beim M12+ ein M1505.
Der Pinabstand des Connectors betraegt zudem 1.27mm.
Bei den Vorgaengern des M12 2.54mm.

Kannst Du ein Bild von dem Teil machen?
Ist eine Backup Batterie drauf? Wenn ja welcher Durchmesser?
Gibt es eine groessere Metallabschirmung irgendwo?

Wenn es einer der aelteren Oncore Receiver ist koennte es ein GT+ oder 
UT+ sein, aber ohne naehere Infos kann ich Dir nicht weiterhelfen.

Ich hab zumindest die Command Sets auch der aelteren Receiver, nur muss 
man den Typ kennen da im Laufe der Zeit einige Commands dazugekommen 
sind.

juergen

Autor: GPS_Neuling (Gast)
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Hallo Juergen,

nochmals Dank für deine Erklärungen. Einige Inforformationen zu meinen 
seltsamen Fragen.
Man muß zwei Dinge Unterscheiden. Privat und Dienst. Unser Institut ist 
an dem Auger Poject (http://www.auger.de/index.de.html) beteiligt, bei 
dem diese "ONCORE" Gps Receiver modifiziert mit einer speziellen 
Hardware (FPGA Flex10k50) in größerer Stückzahl eingesetzt werden. Ich 
habe zwischenzeitlich ein dickes "Oncore Users's Guide von June 1998" 
aufgetrieben. Dort ist nur von "MOTOROLA ONCORE" und "ONCORE RECEIVER" 
die Rede, keine weitere Typen-Angabe. Der GPS Receiver ist jedenfalls 
Uralt....
Ich habe im  Geschäft nur entfernt am Rande damit zu tun....und habe 
dieses mal an eine serielle Schnittstelle angeschlossen. Ich kann schon 
mal mit C# das Motorola Protokoll loggen.

Die Thematik interessiert mich jedoch als Hobby, da ich Privat als 
Software-FUZZY zu Hause mit den Atmels rumspiele. Ich  wollte nur mal 
versuchen mit einer Low-Cost-GPS-Lösung versuchen, welche Genauigkeit 
man bei der  Zeitstempelung erreichen kann. Für das Erfassen meiner 
Heizungsdaten habe ich einen DCF77 Empfänger im Einsatz, welcher 
natürlich ausreicht.
Trotzdem möchte ich mich mal mit so einem (NEUEN) GPS Timing Receiver 
beschäftigen.
Danke für Deine Ausführunge und den Hinweis, in welche Richtung man 
gehen kann (muß).

Viele Grüße
Achim

Autor: jjk (Gast)
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Hallo Achim.

>Hallo Juergen,

>nochmals Dank für deine Erklärungen. Einige Inforformationen zu meinen
>seltsamen Fragen.
>Man muß zwei Dinge Unterscheiden. Privat und Dienst. Unser Institut ist
>an dem Auger Poject (http://www.auger.de/index.de.html) beteiligt, bei
>dem diese "ONCORE" Gps Receiver modifiziert mit einer speziellen
>Hardware (FPGA Flex10k50) in größerer Stückzahl eingesetzt werden.

Klingt spannend.
Bei welchem Institut bist Du denn?

>Ich
>habe zwischenzeitlich ein dickes "Oncore Users's Guide von June 1998"
>aufgetrieben. Dort ist nur von "MOTOROLA ONCORE" und "ONCORE RECEIVER"
>die Rede, keine weitere Typen-Angabe. Der GPS Receiver ist jedenfalls
>Uralt....

Das muesste das Manual fuer GT und UT Sensoren sein, das hab ich u.A. 
auch hier. UT ist der Timing Receiver. Details dazu stehen in Kapitel 3.
Und in Kapitel 6 findest Du den Command Set.

>Ich habe im  Geschäft nur entfernt am Rande damit zu tun....und habe
>dieses mal an eine serielle Schnittstelle angeschlossen. Ich kann schon
>mal mit C# das Motorola Protokoll loggen.

Na dann versuch mal das hier:
Mit dem Cj-Command aus Kap. 6 kannst Du die Receiver ID abfragen ;)

>Die Thematik interessiert mich jedoch als Hobby...

Da hab ich was vergessen:
Wenn es dabei nur um timestamps geht ist es easy, zumal die Motorola 
Timing Sensoren auch auf 100 PPS bei gleichbleibender Genauigkeit 
umzustellen sind.

Wenn man allerdings an sowas wie disciplined clocks denkt dann waere 
noch eine Moeglichkeit sich einen Jupiter-T Sensor von Rockwell zu 
beschaffen, die haben auch einen 10 KHz Ausgang und sind damit ideal 
fuer Clock/Oscillator Synchronisation. Allerdings kommt man dabei um 
einen beheizten Oszillator fuer Kurzzeitstabilitaet nicht rum. Im web 
gibts dazu ganz nette Projekte:

http://www.jrmiller.demon.co.uk/projects/freqstd/frqstd.htm
http://www.rt66.com/~shera/index_fs.htm

juergen

Autor: GPS_Neuling (Gast)
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Hi Juergen,

anbei die Info:

@@Cj (Receiver ID) command...
------------------------------------------------------
Receiver ID
    COPYRIGHT 1991-1997 MOTOROLA INC.
    SFTW P/N #     98-P36848P
    SOFTWARE VER # 3
    SOFTWARE REV # 2
    SOFTWARE DATE  Aug 23 2000
    MODEL #    R5122U1115
    HWDR P/N # 446700006447
    SERIAL #   446700006447
    MANUFACTUR DATE 10/10/02

Der Einstieg ist vollbracht....

Dein Links sind für mich jedenfalls interessant.


Viele Grüße
Achim

Ps: http://www.fzk.de

Autor: GPS_Neuling (Gast)
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Hi Juergen,

jetzt über google gefunden:

http://www.auger.org/admin/GAP_Notes/GAP2002/gap2002_027.pdf

das müßte der Modul sein, von dem ich geredet habe.

MfG
Achim

Autor: jjk (Gast)
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Hallo Achim.

Das sieht ja schon mal gut aus.

>MODEL #    R5122U1115

Sollte ein UT+ sein, also Timing Receiver, das "U" vor den letzten 
Ziffern deutet darauf hin. Mit "R" am Anfang beginnen alle alten Model 
Numbers.
En GT waere sehr unwahrscheinlich falls das Teil fuer das Auger-Projekt 
angeschafft wurde.
Zur Sicherheit kannst Du das Eq Command senden, darauf reagiert der UT 
nicht. Oder Du benutzt einen timer-spezifischen Befehl den der GT nicht 
kennt.

>MANUFACTUR DATE 10/10/02

Das irritiert mich etwas denn zu dieser Zeit (2002) gab es laengst schon 
den Nachfolger M12. Allerdings beginnen ab M12 die Model Numbers alle 
mit "P". Zu den aelteren SL/VP/GT/UT Receivern hab ich leider keine 
Uebersicht.

Wenn Du es aber ganz genau wissen willst dann schick mal eine e-mail an 
Randy von Synergy, der ist Experte fuer Motorola Sensoren und aeusserst 
hilfsbereit. Synergy hatte bzw. hat immer noch den Vertrieb der Sensoren 
fuer USA.

Randy Warner <RWarner@synergy-gps.com>

Lass Dich btw von den publizierten Daten zum UT nicht irritieren, die 
stammen aus der Zeit als SA noch aktiv war. Die angegebene Genauigkeit 
von 50ns im Position Hold Mode sollte jetzt ohne SA deutlich besser 
sein, um die 20ns.

juergen

Autor: jjk (Gast)
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>Hi Juergen,

>jetzt über google gefunden:
>http://www.auger.org/admin/GAP_Notes/GAP2002/gap2002_027.pdf

Na bitte, UT+ mit der letzten Softwareversion.

Dann lies Dir mal die Doku durch, insbesondere zu T-RAIM, jamming 
immunity und adaptive tracking loops...

Irgendwo ab ich auch noch die Doku der USNO Kalibrierung falls Dich das 
interessiert.

Viel Spass damit.

juergen

Autor: jjk (Gast)
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Kleiner Nachtrag:

Ich hab die Liste der Modellnummern gefunden. Es ist definitiv ein UT+

ftp://ftp.tapr.org/gps/motorola//TN-497-1.pdf

juergen

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