Hogyan lehet ultragyors GPS helymeghatározást elérni?

Az azonnali, azonnali, egy órán belüli kézbesítés társadalmában a homo sapiens hiperösszekötő képessége olyan állat, amely nagyon türelmetlenné vált.

A homo sapiens VTTistis pedig nem riad vissza a szabály elől, amikor bekapcsolja a GPS-ét.

Hányszor mondtad már magadnak: "Örökké tart, amíg a GPS-em megtalálja az első pozíciót..."? 😉

Valójában nem tévedsz teljesen, de mielőtt visszaküldenéd a GPS-edet a gyártónak, elmagyarázzuk, hogyan működik, és miért jó a legtöbb esetben.

Szerezze meg a földrajzi elhelyezkedést

A GPS-vevőt úgy tervezték, hogy nagyon gyenge jelet fogadjon a földrajzi helymeghatározó műholdaktól 🛰.

Ezt a jelet elnyomja az elektromágneses zaj (<25 nanovolt vagy 25 ppb).

Kicsit olyan, mintha a Vatikánban járva próbálnánk hallgatni, hogy egy gombostű a konyhalapra esik-e ⛪️.

Ahhoz, hogy egy adott pozícióban hasznos jelet nyerjen ki, a GPS-be integrált vevő elektronikájának reprodukálnia kell minden egyes műhold „aláírását”, amelyet fogadni szeretne, majd ezt a másolatot „be kell illesztenie” a zajba, amíg az nem korrelál a vett aláírással. ezektől a műholdaktól. Általános szabály, hogy a kulcsnak bele kell illeszkednie a zárba 🔑 ..

⚠ ️ Nyilvánvalóan minden, ami akadályozhatja az égbolt kilátását, óhatatlanul megzavarja a gyors FIX adatgyűjtést, mert a műholdakról érkező jel még alacsonyabb szintre csillapodik, vagy akár le is romlik.

Normál üzemben, amikor a FIX telepítve van, a vevő (chipkészlet) 📡 minden vételi csatornájához hozzárendeli az egyik műholdat, amelyet úgy döntött, hogy „üldöz”. Ezután minden csatorna egy műholdra van zárva, ha a jel megfelelően érkezik.

Legalább 4 műholdra van szüksége, ezért blokkoljon 4 csatornát a 3D / 4D (L, G, Z) / Sebesség pozicionáláshoz.

A további csatornák javítják a helymeghatározási pontosságot és biztosítják legalább 4 műhold folyamatos követését.

Jelenleg több lapkakészlet rendelkezik többsávos GNSS képességgel (GPS + Galliléo + Glonass +…). A piacon kapható chipkészletek többsége csak a GPS jelsávot fogadja el, azonban van egy közös frekvencia, amelyet a Galileo, a Glonass és mások esetében használnak. Ez lehetővé teszi a vevő számára, hogy használja a Glonass, Galileo stb. csillagképek műholdait, valamint a GPS-konstelláció műholdait (az elsőként jelenik meg a földrajzi helymeghatározáshoz).

Tehát: amikor a GPS „felébred” (be), legalább 4 műholdat kell keresnie és követnie az első FIX kiszámításához.

Óvakodjon a „ferdített” összehasonlítástól egy olyan okostelefonnal, amely mindig be van kapcsolva, és az aktuális használat kontextusában állandóan meghatározza a földrajzi elhelyezkedést (kivéve, ha a felhasználó bejelölte a letiltó négyzetet).

GPS chip indítási és csatlakozási protokoll

A műholdakhoz való „csatlakozáshoz” a GPS-vevőnek:

• Legyen a legtisztább 360 fokos rálátása az égboltra, hogy biztosítsa az alacsony szintű műholdak láthatóságát és a vett jel minőségét,

• határozza meg, mely műholdak vannak a látómezőben, azaz:

  • Ismerje meg a dátumot és az időt
  • Ismerje meg pozícióját
  • Ismerje meg a műholdak helyzetét az égen.

A dátumot és az időt a belső óra ⏰ tartja. Ez akkor is működik, ha a GPS-vevő ki van kapcsolva.

A GPS-vevő pozíciója az utolsó ismert pozíció.

Almanach és GPS Ephemeris

Az egyes műholdak helyzetét az égbolton származó adatok határozzák megévkönyv az egész konstellációra ésefemerisz az egyes műholdak részletes adataihoz.

Almanach adatok

Az almanach adatok megadják az összes szükséges információt a GPS-vevő számára a konstellációban lévő egyes műholdak hozzávetőleges helyzetének kiszámításához. Az almanach adatok nem elég pontosak a hely meghatározásához, azokat a címzett megjegyzi, ahol 180 napig érvényesek. Arra használják, hogy meghatározzák, mely műholdak láthatók egy ismert pozícióból, így a vevő képes jelet keresni ezektől a műholdaktól.

Ephemeris adatok

Az efemerisz adatok lehetővé teszik az egyes műholdak helyzetének pontos meghatározását, és lehetővé teszik a jelterjedési késleltetés, a műhold sebességének figyelembevételét a vevő helyzetének helyes becslése érdekében.

Egy műholdról származó efemerisz adatokat csak ez a műhold sugároz, és időszakonként frissítik (a GPS-rendszer esetében 4-6 óránként), hogy figyelembe vegyék a műhold pályájában bekövetkezett legkisebb változásokat is. Ezeket az adatokat használják a pozíció kiszámításához.

FESZESÍTETT

Ezeket az adatokat a műholdak nagyon kis sebességgel továbbítják, az almanach 12.5 percenként, az efemerisz pedig 4 óránként frissül..

• Az almanach szükséges az induláshoz,
• Minden nyomon követett műhold efemeridiája fontos a pontos pozíció kiszámításához.

A hosszú FIX időtartam leküzdése érdekében a GPS chipkészleteket az A-GPS „Assisted GPS” funkcióval gazdagították, amely lehetővé teszi almanach és efemerisz adatok internetkapcsolaton keresztüli küldését (erről később).

Hidegindításról akkor beszélünk, ha ezek az adatok hiányoznak, sérültek vagy túl régiek.

Példák:

• Szállítás utáni első indítás, beltéri bekapcsolás után (épület, pince, garázs stb.),
• hosszú tartózkodás a dobozban akkumulátor használata nélkül vagy anélkül,
• hosszú út 100 km-en túl a GPS előtti helytől, mielőtt lekapcsolna,
• nagyon rövid használatok ismétlése, amelyek megakadályozzák az efemerisz frissítéseket, pl.… .stb.

Ellentétben a GYÁRI indulással, ahol nincs adat, a vevő legtöbbször nem tudhatja, hogy az adatai hibásak, a COLD indító szkript csak hiba után fut le. az első FIX teljes időtartama ebben az esetben hosszabb, mint a gyári specifikáció.

Ideje az első javításhoz

Három forgatókönyvre oszlik:

1. Hideg vagy gyári

Ez az eset áll fenn, ha a címzett pontatlan becslésekkel rendelkezik:

• Az ő pozíciójából,
• sebesség,
• dátum és idő,
• műholdak helyzete.

Ebben az esetben a vevőnek el kell kezdenie keresni az összes lehetséges műholdat (31). A műholdról érkező jel vétele után a vevő megkezdi az információ vételét az almanachból. Ezt az almanachot minden műhold 12,5 percig sugározza.

2. Meleg vagy normál

Ebben az esetben a címzett tudja:

• Az aktuális dátum és idő 20 másodperces pontossággal,
• jelenlegi helyzete 100 kilométernél jobb pontossággal,
• sebessége jobb, mint 25 m/s.

A címzett pedig érvényes almanachadatokkal rendelkezik.

3. Hot vagy standby

Ha a vevő rendelkezik érvényes idő-, hely-, almanach- és efemeriszadatokkal, gyorsan képes műholdjeleket fogadni.

Konkrétan ez az eset, ha kettőt egy óránál rövidebb időközzel kapcsolnak be.

A-GPS ház: Assisted GPS (A-GPS)

Ez a funkció lehetővé teszi az almanach és az efemerisz adatok letöltését a GPS-vevő lapkakészletére. A vevőegységnek gyors hálózati kapcsolattal kell rendelkeznie az internethez (Wi-Fi-n vagy Bluetooth-on keresztül), hogy fogadja ezeket az adatokat egy szervertől (pl. Garmin). Ez a funkció szükségtelenné teszi a hosszú FIX időket.

Alapvetően minden okostelefon 📱 rendelkezik A-GPS-sel, így nem érzékeny a hosszú HIDEG indításokra.

A Garmin A-GPS-t a legújabb berendezésekbe (GPS, óra stb.) implementálták, azonban a Garmin azt javasolja, hogy rendszeresen frissítse az adatokat egy normál internetkapcsolaton keresztül.

Ezért feltétlenül elmélyüljön minden egyes használati útmutatóban 📖, hogy tájékozódjon a GPS konkrét esetéről.

Javasolt hidegindítási könnyítés

• Ha GPS-navigátora A-GPS-sel van felszerelve: Ha az első KORREKCIÓ időtartama hosszúnak tűnik, adja meg az internetkapcsolat reflexét az adatok frissítéséhez.

• Ha a GPS-navigátora nem rendelkezik A-GPS-sel, és az első FIX időtartama meghaladja a 3 percet:

  • Helyezze el a GPS-navigátort olyan helyre, ahol „láthatja” az eget, és ha lehetséges, 360°-nál nagyobb szögben,
  • hagyja, hogy a GPS végezze el a FIX-et anélkül, hogy bármihez is hozzáérne, különösen megállás nélkül!
  • A FIX végeztével hagyja bekapcsolva legalább egy órán keresztül anélkül, hogy bármihez is hozzáérne, hogy frissítse a műholdak által alacsony sebességgel sugárzott adatokat.
  • Ezen üzemóra után előfordulhat, hogy GPS-je kikapcsol, és a következő FIXES időtartama rövid lesz.

Példa a GPS-szel megfigyelt munkára: az aktuális pozíció pontossága 3-5 m,

Cselekvés vagy állapot	Idő	Elemezze a naplófájlt
Nyomja meg és engedje fel az ON gombot.	0 “
A képernyő a „Soft Version” betöltési képernyővel világít	20 “	GPS bekapcsolva
A térkép megjelenik a képernyőn	40 “
1 műhold	1'10
Műholdak 4	1'25	GPS rendben
A pozíció megjelenik a térképen	1'40

📸 ESA