Prawdziwa lokalizacja GPS - na antenie lub chipie odbiornika?

24

Załóżmy, że mam moduł GPS podłączony do anteny za pomocą 50-metrowego kabla koncentrycznego.

Jak na lokalizację obliczoną przez moduł GPS miałaby wpływ długość kabla? Jako pytanie dodatkowe, w jaki sposób kabel wpłynie na dokładność czasową GPS?

antenna gps David Gardner
źródło
1
Wątpię, by na końcu 50 m kabla koncentrycznego przy 1,5 GHz było dużo sygnału, chyba że to naprawdę dobry kabel koncentryczny.
gbarry
1
@gbarry: To zależy od anteny, większość zdyscyplinowanych oscylatorów gps klasy centrum danych ma anteny, które mieszają sygnał, dzięki czemu można poprowadzić do 300 m kabla.
PlasmaHH
Używamy 100 m kabla z aktywnymi wzmacniaczami do GPS
Umar

Odpowiedzi:

26

Dokładne położenie jest środkiem fazowym anteny niezależnie od długości kabla i położenia chipa.

Opóźnienie czasowe należy skalibrować przez pomiar opóźnienia kabla dla pasma. (Pasmo L1). Wiele odbiorników GPS umożliwia wpisanie parametru opóźnienia.

Umar
źródło
Opóźnienie kabla można skalibrować, obliczyć lub zignorować w zależności od wymagań dotyczących czasu. Powiedziałbym, że większość odbiorników towarowych jest wystarczająco roztrzęsiona, aby nie wykraczać poza proste obliczanie opóźnienia kabla.
Eugene Ryabtsev
@Eugene Tak. To jest subiektywne.
Umar
Nikt nie stwierdził, że to odbiorca towaru. Może to być instalacja statyczna, która byłaby przeznaczona dla różnicowej stacji referencyjnej źródła czasu. Oznaczałoby to zwykle, że używany jest odbiornik wysokiej jakości, a opóźnienia w kablu byłyby zauważalne w obliczeniach. Dodatkowe opóźnienia mogą sugerować, że ~ długość kabla jest niższa. GPS to ogólny termin, który może oznaczać systemy NAVSTAR, GLONASS lub Galileo (zwykle NAVSTAR w świecie anglojęzycznym). GLONASS wykorzystuje różne częstotliwości, więc repozycyjność fazowa kabla również powinna mieć znaczący wpływ.
TafT,
2
@TafT GPS to GPS z USA. ( en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System ) GNSS odnosi się do wszystkich ogólnie.
Umar
@Umar tak ciężko, jak próbuje tego branża, nie jestem pewien, czy większość użytkowników końcowych zdaje sobie sprawę z tego rozróżnienia. W przeszłości nie miało to znaczenia, ale ponieważ odbiorniki GLONASS są obecnie obecne w wielu telefonach komórkowych (i prawdopodobnie w innych produktach konsumenckich), może to być znaczące.
TafT,
13

Opóźnienie kabla dodaje równe przesunięcie do pseudoustawień dla wszystkich satelitów. Ponieważ GPS wykorzystuje różnicę w pseudo-pomiarze dla każdego satelity do obliczenia pozycji, opóźnienie kabla nie wpływa na pozycjonowanie.

Obliczona pozycja będzie dotyczyła anteny, a nie odbiornika, co widać po uświadomieniu sobie, że przesunięcie anteny ma inny wpływ na pseudopomieszczenia na różne satelity ze względu na geometrię, ale przesunięcie odbiornika nie ma żadnego wpływu (kabel długość pozostaje taka sama, podobnie jak opóźnienie kabla).

Czas obliczony przez odbiornik GPS będzie miał błąd równy opóźnieniu kabla, które jest długością kabla podzieloną przez prędkość propagacji kabla. RG174 powszechnie stosowany w antenach „krążkowych” ma prędkość 0,66 c , co stanowi około 5 nanosekund na metr.

Hobbs
źródło
1
Podobała mi się twoja odpowiedź, ale wydaje się to przeczyć @umar - jakieś myśli?
Andy aka
@Andyaka: gdzie to jest sprzeczne? Wygląda na to, że oba mówią, że jest przy antenie, a opóźnienie jest spowodowane długością kabla.
PlasmaHH
1
Pozycja jest anteny. Czas to sygnał docierający do anteny plus opóźnienie w kablu.
pjc50
1
@PlasmaHH, jeśli położenie jest określone przez stosunek dwóch (lub więcej?) Sygnałów na antenie, dlaczego należy brać pod uwagę opóźnienie czasowe kabla. Taka wydaje mi się sprzeczność.
Andy aka
2
@Andy odbiornik GPS podaje zarówno pozycję, jak i bardzo dokładny czas. Informacje o czasie zależą od opóźnienia kabla, ale nie od pozycji. Mam nadzieję, że zrozumiałem twój punkt widzenia.
Umar
2

Jak już wspomniano, położenie zależy od różnic w sygnałach odbieranych przez antenę. Tak więc kabel i układ nie będą miały znaczenia.

Jednak jeśli chodzi o czas, sprawy stają się trudne.

Jak wspomniano, możesz obliczyć, ile czasu zajmuje sygnał, aby przejść przez kabel, i skorygować to, ale kiedy kilka lat temu zrobiłem jakieś doświadczenie, stwierdziliśmy, że zmienność taktowania jest rzędu mikrosekund.

Możesz więc skorygować kilka nanosekund dla teoretycznego opóźnienia kabla, ale w praktyce niepewność synchronizacji może być znacznie większa.

dennis
źródło
2
Niepewność zależy głównie od tego, czego użyjesz do obliczenia czasu. Informacje o czasie w sygnale analogowym są wyraźnie o wiele dokładniejsze niż mikrosekundy lub cała lokalizacja nigdy by nie zadziałała. Twój odbiornik i wszystko, czego używasz do sprawdzania czasów (może to być komputer z systemem operacyjnym nie działającym w czasie rzeczywistym, taki jak Windows lub Linux), może jednak bardzo dobrze wprowadzać niepewności w tym zakresie. Jeśli tego właśnie używasz, korygowanie nanosekund może być na próżno. Jeśli twój konsument znacznika czasu jest czymś szybszym (FPGA, analogowy), może nie być.
DeVadder
-1

Chociaż zgadzam się, że środkiem fazy anteny jest pozycja obliczona . prawdziwy / rzeczywista pozycja GPS zależy od długości kabla.
Osoba posiadająca GPS może poruszać się w dowolnym miejscu w promieniu 50 m od środka anteny, a GPS nie zarejestruje żadnej różnicy . Dlatego długość kabla wpływa na dokładność pozycji GPS, ale ponieważ długość kabla powoduje jedynie opóźnienie sygnału (około 300 ns), nie wpływa na dokładność sygnału !

Guill
źródło