Jakie dane są wysyłane z satelitów GPS do odbiorników?

10

Wiem mniej więcej, jak działa system GPS. Ale chciałbym to zrozumieć bardziej szczegółowo. Dokładnie jakie dane są przesyłane z satelity GPS do odbiornika GPS?

Wydaje mi się, że istnieje wiele rodzajów danych, ponieważ kiedy uruchamiam odbiornik GPS, zanim przyda się, potrzeba trochę czasu. Jak wiem, to dlatego, że odbiornik czeka na dane, które nie są odbierane zbyt często. Wydaje mi się, że sygnał GPS wykorzystywany do pozycji jest wysyłany częściej, ale nie wiem.

Czy jest ktoś, kto może to wyjaśnić bardziej szczegółowo? Czy masz przydatny link?

Jonas
źródło

Odpowiedzi:

18

Sygnał GPS składa się z 3 części:

  • Identyfikator satelity (zwany pseudo losowym kodem)
  • Dane almanachu (informacje o orbitach dla wszystkich satelitów)
  • Dane efemeryd (informacje o orbicie dla pojedynczego satelity, w tym bardzo dokładne informacje o zegarze niezbędne do obliczenia odległości)

Zasadniczo almanach umożliwia odbiornikowi sprawdzenie, które satelity mają być wyszukiwane. Mówi, który POWINIEN być w tym momencie widoczny, ale oczywiście coś może zablokować mu pole widzenia. Ale zanim dane efemerydalne zostaną odebrane dla co najmniej 3 satelitów, nie można podać pozycji (2D). Te dane są nadawane co 30 sekund.

Odbiornik może buforować informacje almanachu, ale dane efemerydalne nie mogą być przechowywane w pamięci podręcznej przez długi czas (głównie z powodu przesunięcia zegara), więc oczekiwanie na odbiór świeżych danych efemerydalnych jest generalnie tym, co powoduje czas uruchamiania odbiorników GPS.

Cumbayah
źródło
Czy dane almanachu zawierają bezwzględny UTC, czy tylko przesunięcie?
TJJ
3

Jest też znak krzyżyka (niewłaściwy termin - minęło trochę czasu), który jest wysyłany na początku całej sekundy, aby umożliwić obliczenie z powrotem do rzeczywistej lokalizacji w momencie odbioru sygnału. Aby uzyskać lepsze wyjaśnienie, zapoznaj się z Forward Error Correction tutaj: http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals . Użyliśmy go w fotografii lotniczej i stwierdziliśmy, że często występowało opóźnienie do 0,4 s, aby obliczyć i wyprowadzić lokalizację GPS z urządzenia. Wiedza o tym, kiedy pojawiła się tik oznaczała, że ​​możemy pracować wstecz i przypisać nieco dokładniejszą lokalizację do zdjęcia.

Nate
źródło
2

Aby dodać do odpowiedzi Cumbayah, pseudolosowy kod zawiera także znacznik czasu, który pozwala odbiorcy dokładnie wiedzieć, o której godzinie został odebrany sygnał, który odbiera. Triangulacja wykonywana przez odbiornik zależy od znajomości czasu podróży sygnałów radiowych z każdego satelity. Kod pseudolosowy jest wstępnie ustalony, więc odbiornik zna go z góry i wie, kiedy dana jego część pochodzi z satelity. Wszystko jest diabelnie sprytne. Strona Wikipedii pod adresem http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals jest całkiem dobra.

Jersey Andy
źródło
1

Każdy satelita wysyła dokładny (atomowy) czas, a dzięki temu odbiornik GPS oblicza jego położenie. Istnieją również dodatkowe dane, takie jak pozycja satelity (almanach), które są również wymagane do wykonywania obliczeń, i kilka drobnych rzeczy.

W celu zwiększenia dokładności dane mogą być przesyłane na dwóch różnych częstotliwościach (L1, który jest dostępny dla wszystkich, i L2, który jest ograniczony do amerykańskiego wojska).

stachu
źródło
1
L2 jest również dostępny dla ogółu społeczeństwa. Wystarczy mieć GPS, który rejestruje dane w częstotliwości L2.
George Silva,
W pierwotnym projekcie częstotliwość L2 przenosiła tylko precyzyjny sygnał wojskowy. Od tego czasu został ulepszony tak, aby przenosił mniej precyzyjny sygnał cywilny. Podwójny odbiornik GPS może wykorzystywać oba sygnały cywilne, aby anulować niektóre źródła błędów.
JasonBirch