De technische kant van GPS; De betekenis van wat ik zie?

[Joppnl]

Met veel plezier alle antwoorden ah lezen.

 

Maar wat zijn nu "correlatoren"?

 

Wikipedia kent ze niet en als ik google krijg ik iets over waterlekken in de grond, kan t niet direct met GPS in verband brengen

 

PS: op http://electronics.howstuffworks.com/gps.htm staat ook een behoorlijke uitleg (maar nog niet wat correlatoren zijn....

8 augustus 2007 bewerkt door Joppnl

[Lex]

Oef, Wikipedia heeft inderdaad geen term correlator.

Wel correlatie.

 

Een correlator zoekt of er overeenkomst is tussen twee verschijnselen, in dit geval de reeks nullen en enen die de satelliet uitzendt en de reeks die de ontvanger zelf maakt.

Dat gaat als volgt: de pulsjes zijn ongeveer 1 microseconde lang. Elke microseconde kijkt hij of er een 0 of 1 ontvangen wordt, en ook of de eigen reeks 0 of 1 is. Is het gelijk, dan wordt een teller met 1 verhoogd, is het ongelijk dan wordt hij met 1 verlaagd.

Als de reeksen niet precies kloppen is de overeenkomst willekeurig, en zal het ongeveer even vaak wel als niet kloppen. De teller blijft dus ongeveer 0 aangeven.

Als het precies klopt loopt de tellerstand elke seconde met 1.000.000 op.

Als de ontvangst slecht is zal het signaal vaak verstoord zijn. D.w.z. dat een 1 wordt ontvangen als er eigenlijk een 0 moest worden ontvangen, en omgekeerd. Als het signaal zo verstoord is dat het ontvangen signaal 9 van de 10 keer niet ontvangen wordt, d.w.z. dat het ontvangen signaal willekeurig is, loopt de teller toch nog met 100.000 per seconde op. Dit wordt aangegeven met een laag balkje.

 

Er is dus één ontvangen signaal, dat uit de radio-ontvanger komt.

Maar er zijn heel veel correlatoren, die dat ontvangen signaal vergelijken met eigen reeksen. De tijdverschuiving van de eigen reeks is een maat voor de looptijd van het signaal. Als dat een langere looptijd heeft moet het eigen signaal immers verschoven worden om het geheel te laten kloppen.

[blooper65]

Wat een leerzame middag is dit. SUPER!! Allemaal heel erg bedankt voor de uitleg.

[Lex]

Dopplereffect.

Hoewel de eigen snelheid, en zelfs die van de satellieten (ca. 13.000 km/h ) zeer gering is t.o.v. de signaalsnelheid (300.000 km/s ), dus maar 1/80.000ste, is het toch van belang.

 

Als de eigen reeks 1 pulsbreedte verschoven is, is er geen correlatie meer. 1 pulsbreedte = 1 microseconde, en in die tijd legt het signaal 300 m af.

Nu is de bereikte preciesie veel beter dan die 300 m. Men ziet kans beide reeksen tot op 1 à 2 % van de pulsbreedte synchroon te krijgen (3 à 6 m).

Daarbij wordt van het dopplereffect gebruik gemaakt, en wel door ook een zelfopgewekte draaggolf te vergelijken met de ontvangen draaggolffrequentie.

De draaggolf heeft een frequentie van 1575,42 MHz. Als je de eigen draaggolf mooi synchroon krijgt met die van de satelliet, heb je door de 1500 x hogere frequentie dus een veel hogere preciesie voor de dopplerverschuiving. Die kan gebruikt worden bij het instellen van de snelheid van de eigen codereeks. De uit de codereeks verkregen dopplerverschuiving werd gebruikt als beginwaarde bij de draaggolfsynchronisatie, en daaruit komt hij met veel hogere nauwkeurigheid weer terug. Nu het dopplereffect zo nauwkeurig bekend is, is het mogelijk ook binnen de pulsbreedte te schuiven en daarvoor de juiste waarde te vinden.

8 augustus 2007 bewerkt door Lex

[gekodiver]

Misschien wordt je hier wijzer van en ik ook trouwens http://www.matthijsmelissen.nl/site/artikelen/GPS.pdf

8 augustus 2007 bewerkt door gekodiver

[Stokstaartje]

Lex schreef:

 

"N.B. Als je het toestel verplaatst hebt, maar dat niet aangeeft, blijft het toestel naar onzichtbare satellieten zoeken en krijg je nooit een lock."

 

Ik neem binnenkort de gps mee naar het buitenland, dan krijg ik dus dat probleem? Hoe geef je dan aan waar je bent?

 

bvd

[Prof. Y. Lupardi]

Mijn GPS12 geeft aan dat hij geen lock zo gauw kan krijgen en nodigt mij uit om:

1. langer te wachten

2. een land op te geven waar ik ben

Om een beetje te helpen van Nederland een kennisland te maken wil ik dringend de volgende animatie aanbevelen als lesstof:

Here's how GPS works in five logical steps:

[Urslau]

Lex schreef:

 

"N.B. Als je het toestel verplaatst hebt, maar dat niet aangeeft, blijft het toestel naar onzichtbare satellieten zoeken en krijg je nooit een lock."

 

Ik neem binnenkort de gps mee naar het buitenland, dan krijg ik dus dat probleem? Hoe geef je dan aan waar je bent?

 

bvd

Op onze vakantie (1060 km vanaf huis) gaf dat geen enkel probleem. Gewoon daar aangezet en hij deed het.

8 augustus 2007 bewerkt door Urslau

[BigFurryMonster]

Hoewel, dopplereffect, satelieten zijn toch geostationair? Of haal ik wat dingen door elkaar?

 

Heb ik ook nog een vraag over de balkjes. Na een update van de firmware op mijn Garmin 60 cs heb ik dat er in de "gekleurde bakjes" helemaal onderin soms de letter "d" verschijnt. Wat is hier de reden van ? Vermoed zelf WAAS ?

 

Inderdaad, dat geeft aan dat je WAAS (Wide Area Augmentation System) hebt. WAAS werkt ruwweg als volgt: de onzekerheid in het signaal wordt voor een groot deel veroorzaakt door verstoringen in de ionosfeer (een luchtlaag ver boven ons). Die verstoring is lokatiegebonden. Nu staan er grondstations die ook een GPS-ontvanger ingebouwd hebben. Als je in de buurt van zo'n grondstation bent, heb je dus last van ongeveer dezelfde verstoring. Echter, het grondstation kent zijn eigen plek ook en kan dus uitrekenen wat de verstoring daar is. Hij zendt dit signaal naar een speciale reeks satellieten (de nummers 33 en hoger meen ik). Deze WAAS-satellieten zenden een correctiesignaal uit, dat je kunt ontvangen, en waarmee je GPS (als WAAS aanstaat) zijn positie corrigeert.

De WAAS satellieten zijn, in tegenstelling tot gewone GPS-satellieten, geostationair. Dat wil zeggen dat ze op een vaste plek boven de aarde draaien. Dat kan alleen maar boven de evenaar, en je hebt dus zicht op de (vanuit Nederland) zuidelijke horizon nodig om WAAS goed te kunnen ontvangen.

 

WAAS is een vorm van "Differentiaal GPS"; vandaar de letter "D" in je scherm als je het ontvangt.

[Lex]

Op onze vakantie (1060 km vanaf huis) gaf dat geen enkel probleem. Gewoon daar aangezet en hij deed het.

1000 km is ook niet zo erg ver. Als je een goed hemelzicht hebt kun je vast ook satellieten ontvangen die op de oude plaats ook te ontvangen zijn. En als dat er drie zijn kan je nieuwe positie worden bepaald, en daarmee gaat hij naar de juiste satellieten zoeken.

Als je pech hebt en er niet drie satellieten gemeenschappelijk zijn gaat het feest niet door.

Tenzij je een moderne ontvanger met heel veel correlatoren hebt, zoals de SiRF-III. Die probeert voor hij een fix heeft gewoon alle satellieten, want je zou je weleens verplaatst kunnen hebben nietwaar?

Zelfs als je je naar de andere kant van de wereld hebt verplaatst heeft die binnen een minuut een fix, gewoon door hem aan te zetten.

Dat kun je proberen door het toestel binnenshuis wijs te maken dat je in Nieuw-Zeeland bent, en het dan uit te zetten en buiten weer aan.

 

 

Mijn GPS12 geeft aan dat hij geen lock zo gauw kan krijgen en nodigt mij uit om:

1. langer te wachten

2. een land op te geven waar ik ben

Modernere ontvangers geven je de gelegenheid je nieuwe positie op de kaart aan te wijzen.

[Lex]

Hoewel, dopplereffect, satelieten zijn toch geostationair? Of haal ik wat dingen door elkaar?

Nee, niet alle satellieten zijn geostationair. Communicatiesatellieten wel, want dan kunnen de schotelantennes op aarde vast gemonteerd worden.

 

Maar GPS-satellieten kunnen niet geostationair zijn, want dan zouden ze alle boven de evenaar hangen, en dus in niet over de hemel verdeeld zijn.

Essentieel is juist dat zij in sterk verschillende richtingen staan. Als zij alle met de waarnemer in ongeveer hetzelfde vlak liggen is alleen in dat vlak een plaatsbepaling mogelijk, niet loodrecht erop. En dat willen we nu juist wel.

 

De WAAS/EGNOS-satellieten zenden alleen correcties uit (geen plaatsbepalingssignalen), zijn dus gewone communucatiezenders en zijn voor het gemak (en de kosten) opgenomen in een communicatiesatelliet. Zo heb je er minder nodig, want zij horen bij een bepaald gebied en verdwijnen niet uit het zicht.

[Joppnl]

OK,

 

bedankt voor alle (uitgebreide) antwoorden op m'n vraag, leuk te lezen dat dit onderwerp "leeft" en dat er zulke technische antwoorden op komen, een boeiend onderwerp en nu begrijp ik ook wat meer vh gedrag van m'n gps ontvanger!

 

Thnx,