DGPS im Eigenbau ?!

Servus,

wer kennt sich mit stationären DGPS aus ?

Ziel ist es bei einem Flugversuch 2 GPS Empfänger zu nutzen,
der eine am Boden der andere im Flugzeug. Nun soll das stehende GPS
nur die "scheinbare" Bewegung aufzeichnen welche dann, natürlich nur unter der gleiche Satelliten Bedingung", vom bewegten Empfänger abgezogen wird...
Das funktioniert dann nur im Nachhinein, also kein Realtime, aber das wäre okay.

Also nochmal die Idee:
2 Empfänger, wobei einer fest
Die Spur welche der feste Empfänger augezeichnet hat (Mit Timestamp)
wird im nachhinein mit der geflogennen Spur verrechnet...

Kann man das machen ? Gibt es dazu eine Anleitung, oder ist das auf diesem Wege nicht möglich, sich selbst ein relatives DGPS (die genaue Position ist egal, nur die relative Bewegung soll genau sein) zu bauen ?

Danke für Eure Mithilfe...

Hi,

ich denke, das wird mit handelsüblichen GPS-Geräten nicht funktionieren.

Ich würde einfach mal zwei baugleiche GPS-Geräte nebeneinander legen, und dann mal eine Stunde Trackaufzeichnung vergleichen. Und das dann an verschiedenen Tagen unter verschiedenen Empfangsbedingungen.

Die Trackaufzeichnungen müssten dann immer unter allen Bedingungen gleich sein, und die gleichen Abweichungen aufweisen. Das wird aber nicht der Fall sein, da selbst baugleiche Geräte aufgrund unterschiedlicher Timer und Almanachdaten nicht identisch rechnen. Es wird da immer Abweichungen in einer Größenordnung geben, die deutlich über der üblichen Genauigkeit liegen.

Außerdem müsste man Besonderheiten der einzelnen GPS-Empfänger, wie Geschwindigkeitsfilter, GARMIN-Genauigkeitskreis, SirF-Positionsdrifft usw. Berücksichtigen.

Und dann kommt noch der Geschwindigkeitsunterschied zwischen dem festen und dem Empfänger in Bewegung hinzu. Du sprichst da von Flugversuchen. Daher gehe ich mal davon aus, das da Geschwindigkeiten von 100km/h und mehr im Spiel sind. Und 100km/h sind schon mal ca.27m/s, und das liegt schon mal weit außerhalb der üblichen GPS-Genauigkleit handelsüblicher GPS-Geräte. Also müssten mindestens 5Hz oder 10Hz GPS-Geräte zum Einsatz kommen, die nicht jede Sekunde sondern jede 1/10 Sekunde einen brauchbaren Positionswert liefern, um überhaupt eine brauchbare Aussage treffen zu können.

mfg
JLacky

Die Frage ist, ob das im Stand zu beobachtende Wandern der Position nur vom Standort abhängt, oder ob jedes Gerät sozusagen aus seiner ursprünglichen Startposition heraus seine individuellen Abweichungen zeigt. Dazu müsste man mal zwei absolut identische Empfänger nebeneinander legen und hinterher die Aufzeichnungen vergleichen. Weil ich keine zwei gleichen Geräte habe, kann ich das nicht ausprobieren. Wenn sich hier zeigen würde, daß jedes Gerät andere Abweichungen aufweist, trotz gleichem, unverändertem Standort, kann man die Sache vergessen.

Aber auch so müsste man wohl sehr viele Versuche anstellen, bis es gelingen könnte, aus dem Vergleich eine Systematik zu erkennen, die dann letztlich in eine Korrekturformel münden würde. Darum geht es Dir ja wohl. Wie willst Du denn die Positionen gegeneinander "verrechnen"?

Interessantes Problem. Bin mal gespannt, was die Platzhirsche sagen.

paul-josef

Ja, genau Dich habe ich auch gemeint, JLacky, warst ein paar Sekunden schneller! :p

paul-josef

Hallo,

Zitat von Kochi

Ziel ist es bei einem Flugversuch 2 GPS Empfänger zu nutzen,
der eine am Boden der andere im Flugzeug. Nun soll das stehende GPS
nur die "scheinbare" Bewegung aufzeichnen welche dann, natürlich nur unter der gleiche Satelliten Bedingung", vom bewegten Empfänger abgezogen wird...
Das funktioniert dann nur im Nachhinein, also kein Realtime, aber das wäre okay.

Da fehlt noch was. Die Position des stationären GPS-Empfänger muss exakt auf den Dezimeter genau bekannt sein, damit der stationäre Empfänger die momentane Abweichung der von den NavStar Satelliten gemeldeten Position ermitteln kann. Mit diesem Diffferenzwert kann dann dann die Position des dynamischen Empfängers korrigiert werden.

Du benötigst zwei Tracks welche exakt zum gleichen Zeitpunkt die Trackpunkte aufzeichenen. Kannst Du das sicherstellen, dann kannst aus der Differens zwischen tatsächlicher Position des stationären Empfängers und seinem wirklichen Ort den Betrag und den Vektor der Abweichung des GPS-System zu einem bestimmten Zeipunkt bestimmen. Diese Abweichung kannst Du anschliessend zur Korrektur der Trackpunkte des dynamischen Empfängers verwenden.

Um an einen genau vermessenen Festpunkt zu kommen wirst Du dir aber etwas einfallen lassen müssen.

Es ist sogar denkbar ein Programm für einen PDA oder Laptop zu schreiben das die Korrekturwerte ständig ermittelt, in ein geeignetes Format bringt und sie über einen 4800 bps Datensendekanal sofort abstrahlt. Der dynamische GPS-Empfänger benötigt dann nur noch einen Funkempfänger für den Datenkanal der diese Daten an eine serielle Schnittstelle ausgibt. Selbst ein Geko 201 ist in der Lage DGPS-Korrekturdaten zu verarbeiten und den erzeugten Track entsprechend zu korrigieren.

Wozu brauchst Du das?

Gruss Joern Weber

Denke auch, dass Kochi gar nicht so weit von der Lösung weg ist. Denn viele der oben aufgeführten Bedenken würden auch auf die üblichen DGPS-Feststationen zutreffen. Die laufen ja auch nicht synchron zu den dynamischen Geräten, die das Korrektursignal verwenden.

Hingegen glaube ich, dass das fixe Gerät seine Position möglichst genau kennen muss. Nur so kann es die Differenz zwischen dieser und der aktuell aus den Satdaten erechneten Position bestimmen. Einfach zwei Tracks miteinander zu vergleichen wird nicht hinkommen. Denn dabei fehlt es ja immer noch an einem Referenzpunkt an dem die Fehler gemessen werden können. Genau diese Differenz entspricht ja dem Korrekturwert zu einem bestimmten Zeitpunkt. Aber erst mit diesem Wert könnte dann die Position des dynamischen (herumfliegenden) Gerätes korrigiert werden.

Mindestens müsstest er also die Werte aus dem fixen Gerät noch in ein Computer einspeisen und dort den Korrekturwert errechnen. Die Genaue Position liese sich vielleicht durch eine Langzeitmittelung im voraus bestimmen.
Ob dann unbedingt ein Sender die Korrekturwerte an das Gerät in der Luft senden muss weiss ich nicht. Vielleicht liese sich das ja wirklich auch später bei der Trackauswertung bewerkstelligen... Wäre natürlich klever das ganze gleich mit einem Sender und einem Empfänger Realtime ausführen zu lassen... Nur dann könnte man sich wohl schon bald einen DGPS-Sender anschaffen, auch wenn der Versuch es selber hinzubekommen natürlich schon so seine Reize hat.

Hallo,

die Hauptursache für das scheinbare Wandern der Position eines GPS-Empfängers ist der Ionossphäre Fehler. Alle anderen Fehler liegen im Dezimeterbereich. Man kann diesen Ionossphäre-Fehler entweder anhand einer exakt bekannten Position DGPS/RTMC korrigieren oder durch die Verwendung einer zweiten Frequenz. Mit letzteren Prinzip arbeiten militärische Empfänger und EGNOS/WAAS. Bei EGNOS/WAAS wird die durch die Ionossphäre verursachte Abweichung auch mittels der zweiten Frequenz von einer Bodenstadion bestimmt und dann der Korrekturwert via Satellit wieder abgestrahlt. Militärische Empfänger errechnen den Ionosspähren-Fehler selber. Was nicht zuverlässig funktioniert ist die Bestimmung der exakten Position des stationeren Empfängers via Positionsstatisk.
[SIZE=-1]
[/SIZE][SIZE=-1]btw. Wie sprechen bzw. schreiben hier über waffentaugliches Zeugs.

Gruss Joern Weber
[/SIZE]

Hallo, find ich echt Klasse das Ihr Euch auch Gedanken macht und mir helft.

Mein Professor ist von der Sache ganz überzeugt, ich habe auch noch keine wirkliche Ahnung wie man den GPS Empfängern mitteilt welche Satellieten sie verwenden sollen.

Ich habe da ein Seite gefunden :

http://www.ottmarlabonde.de/L1/simult.html

Das ist dem was wir da vor haben schon ziemlich nahe.

Aber dieser Herr betreibt die Sache abselut stationär. Jedoch wäre das eine
Möglichkeit sich ein DGPS selber zu bauen. Ganz ohne EGNOS (bekomme ich
eh nur einmal in der Woche rein), und relativ teuren Internetdiensten.

was meint Ihr dazu ???

Hallo Kochi

Zitat von Kochi

Hallo, find ich echt Klasse das Ihr Euch auch Gedanken macht und mir helft.

Mein Professor ist von der Sache ganz überzeugt, ich habe auch noch keine wirkliche Ahnung wie man den GPS Empfängern mitteilt welche Satellieten sie verwenden sollen.

Ich habe da ein Seite gefunden :

http://www.ottmarlabonde.de/L1/simult.html

Das ist dem was wir da vor haben schon ziemlich nahe.

Aber dieser Herr betreibt die Sache abselut stationär. Jedoch wäre das eine
Möglichkeit sich ein DGPS selber zu bauen. Ganz ohne EGNOS (bekomme ich
eh nur einmal in der Woche rein), und relativ teuren Internetdiensten.

was meint Ihr dazu ???

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Wenn Du mindestens die Beiträge von Jörn und mir weiter oben gelesen hast, sollte diese Frage doch schon weitgehend beantwortet sein. Das was "dieser Herr" macht entspricht doch weitgehend dem was wir Dir geschrieben haben. Der einzige Unterschied besteht darin, dass die Korrektur nicht gleich per Funk an das zweite Gerät gesendet wird. "Dieser Herr" hat einfach belegt, dass es recht gut funktioniert, und zu recht genauen Resultaten führt.

Dein Problem wird es sein, dass Du für das Referenzgerät immer eine möglichst genau Position benötigen wirst um daraus die Abweichung zu der berechneten Position zu einem bestimmten Zeitpunkt bestimmen zu können (Korrekturwert). Darum wirst Du nicht herumkommen! Wie es "dieser Herr" hinbekommen hat beide Geräte synchron laufen zu lassen weiss ich nicht, das geht aus dem Bericht nicht hervor. Vielleicht hat er das ja auch gar nicht. Aber ein berechneter Korrekturwert muss schon auf eine möglichst zeitgleiche Postionsberechnung angewendet werden, damit das ganze funktioniert. Innerhalb welcher Zeitspanne der Korrekturwert noch einigermassen genau benutzt werden kann, kann ich nicht sagen. Deshalb wäre Funkübertragung an das zweite Gerät natürlich interessant. Wie von Jörn geasgt können fast alle Geräte mit einem Dateneingang DGPS-Korrekturdaten verarbeiten.

Um solch Kurven aufzeichnen zu können gibt es gute Programme. Empfehlen kann ich Dir dazu bspw. VisualGPS oder dann SA Watch. Um die Werte zu speichern, und die Korrektur zu berechnen, respektive die zweiten Daten zu korrigieren, musst Du dann aber schon ein eigenes Programm schreiben. Es gibt da zwar sicher komerzielle Lösungen, aber wie Du selber schreibst die sind nicht billig zu haben, und würden wohl auch nicht der gestellten Aufgabe entsprechen.

Nachtrag:
Du kannst dem Empfänger nicht mitteilen welche Satteliten er verwenden soll. Die wählt er sich schon selber aus. Das sind diejenigen, die er eben gerade Empfangen kann. Wenn er seine Position beim Einschalten in etwa kennt (von vor dem Ausschalten her), weiss er anhand der Almanachdaten welche Satelitten er zur Zeit erwarten kann. Andernfalls (bei grösserer Distanz zum Ausschalten - mehrere 100 km) muss er zuerst herausfinden welche von welchem Stalitten er gerade Signale empfangen kann, und sich dann die Almanach- Ephemeridendaten davon laden. Das braucht dann so einige Minuten. Du kannst ja keine Satelittensignale von Satelitten empfangen die sich gerade auf der anderen Seite der Erde befinden.

Schaue Dir mal ganz generell die Seite von Kowoma an. Dort findest Du viele Infos zur Funktionsweise von GPS.

Zitat von Kochi

was meint Ihr dazu ???

Der gute Mann hat da gute Arbeit geleistet, und eine gute Beschreibung erstellt.

Nur leider hilft Dir das bei Deiner Aufgabenstellung nicht im geringsten weiter.
Schau mal auf das Jahr der Erstellung, und im Text wirst Du auch den Hinweis auf das SA-Signal finden. Und das ist der Knackpunkt.

Der gute Mann hat damals klar erkannt, das GPS-Empfänger, auch wenn Sie mehrere Kilometer voneinander entfernt sind, ähnlich Trackspuren aufzeichnen. Die Ursache dafür war damals die künstliche Verschlechterung der Positionsbestimmung durch das SA-Signal. Diese Verschlechterung hat sich natürlich auf alle handelsüblichen GPS-Geräte gleich ausgewirkt, sodaß auch ähnliche Trackaufzeichnungen erstellt wurden. Und mit dem Verfahren das dort beschrieben wurde, denke ich, war es durchaus möglich die SA-Verfälschung wieder zurückzurechnen.

Nur lag halt die SA-Verfälschung im Bereich bis zu 100m, während die übliche Positionsdrift im Meterbereich anzusiedeln ist. Und die SA-Verfälschung galt für alle GPS-Empfäger, die sich in der gleichen Region aufhielten gleichermaßen, während die Positionsdrift, für GPS-Empfänger die sich nur wenige Meter auseinander befinden, schon nicht mehr identisch ist.

Also, wie schon Eingangs gesagt, sehr schöne Seite, und sehr schöne Beschreibung wie man das SA-Signal damals rausrechnen konnte. Aber seit im Jahr 2001 das SA-Signal abgeschaltet wurde, hat sich dieses Verfahren erübrigt.

Sie auch hier: http://www.ottmarlabonde.de/L1/SA_ist_abgeschaltet.html

mfg
JLacky

Zitat von JLacky

Der gute Mann hat da gute Arbeit geleistet, und eine gute Beschreibung erstellt.

Nur leider hilft Dir das bei Deiner Aufgabenstellung nicht im geringsten weiter.
Schau mal auf das Jahr der Erstellung, und im Text wirst Du auch den Hinweis auf das SA-Signal finden. Und das ist der Knackpunkt.

Der gute Mann hat damals klar erkannt, das GPS-Empfänger, auch wenn Sie mehrere Kilometer voneinander entfernt sind, ähnlich Trackspuren aufzeichnen. Die Ursache dafür war damals die künstliche Verschlechterung der Positionsbestimmung durch das SA-Signal. Diese Verschlechterung hat sich natürlich auf alle handelsüblichen GPS-Geräte gleich ausgewirkt, sodaß auch ähnliche Trackaufzeichnungen erstellt wurden. Und mit dem Verfahren das dort beschrieben wurde, denke ich, war es durchaus möglich die SA-Verfälschung wieder zurückzurechnen.

Nur lag halt die SA-Verfälschung im Bereich bis zu 100m, während die übliche Positionsdrift im Meterbereich anzusiedeln ist. Und die SA-Verfälschung galt für alle GPS-Empfäger, die sich in der gleichen Region aufhielten gleichermaßen, während die Positionsdrift, für GPS-Empfänger die sich nur wenige Meter auseinander befinden, schon nicht mehr identisch ist.

Also, wie schon Eingangs gesagt, sehr schöne Seite, und sehr schöne Beschreibung wie man das SA-Signal damals rausrechnen konnte. Aber seit im Jahr 2001 das SA-Signal abgeschaltet wurde, hat sich dieses Verfahren erübrigt.

Sie auch hier: http://www.ottmarlabonde.de/L1/SA_ist_abgeschaltet.html

mfg
JLacky

Alles anzeigen

Wäre von daher eigentlich interessant den Versuch heute zu wiederholen und dem damaligen gegenüber zu stellen. Müsste aber in der möglichst selben Konstelation erfolgen. Wobei ich sicher bin, dass es auch der Weg sein wird um DGPS selber nachzubauen.

Zitat von webGandalf

Wäre von daher eigentlich interessant den Versuch heute zu wiederholen und dem damaligen gegenüber zu stellen. Müsste aber in der möglichst selben Konstelation erfolgen. Wobei ich sicher bin, dass es auch der Weg sein wird um DGPS selber nachzubauen.

Habe gerade gesehen, dass der oben erwähnte Herr diesen Versuch gemacht hat: http://www.ottmarlabonde.de/L1/Post_SA_DGPS.html
Seine Schlussfolgerung ist für mich jedoch nicht ganz glaubwürdig. DGPS im Auto ist vielleicht überflüssig. GPS wird jedoch in anderen Bereichen wie bspw. der Vermessung eingesetzt, und dort muss es auf 1-2cm genau rechnen. Dasselbe gilt auch für den Einsatz in der Landwirtschaft. Dort kommt man auch heute noch um DGPS nicht herum.

Hallo,

Zitat von webGandalf

Innerhalb welcher Zeitspanne der Korrekturwert noch einigermassen genau benutzt werden kann, kann ich nicht sagen.

Ein Datenalter von 1 bis 2 Sekunden ist normalerweise noch ausreichend.

Gruss Joern Weber

Zitat von webGandalf

Habe gerade gesehen, dass der oben erwähnte Herr diesen Versuch gemacht hat: http://www.ottmarlabonde.de/L1/Post_SA_DGPS.html
Seine Schlussfolgerung ist für mich jedoch nicht ganz glaubwürdig. DGPS im Auto ist vielleicht überflüssig.
...

Seine Schlussfolgerung ist aber nicht, dass man es nicht braucht, sondern dass es nicht funktioniert.
Seine Messungen haben, zumindest für seinen Veruchsaufbau, gezeigt, dass die Genauigkeit der Messung durch die Verwendung von DGPS nicht steigt.

Sollten die Messergebnisse allgemeingültig sein und nicht nur für seinen Versuchsaufbau zutreffen, dann folgt daraus, dass Kochis DPGS Projekt so nicht funktionieren wird.

Andreas

Hallo Andreas

Zitat von Pico2220

Seine Schlussfolgerung ist aber nicht, dass man es nicht braucht, sondern dass es nicht funktioniert.

Das ist so nicht korrekt. Er hat nicht gesagt, dass es nicht funktioniert, sondern dass er bezweifelt, dass DGPS eine bessere Genauigkeit ergebe. Das ist ein Unterschied. Hier der zitierte Text von der Homepage:

Zitat

Ergebnis :
Ein Vergleich der drei Messreihen lässt mich bezweifeln, dass die DGPS-Korrektur eine Steigerung der Genauigkeit erbringt. Insbesondere die Standardabweichungen scheinen dies eher zu widerlegen !
Meines Erachtens lässt sich aus diesem Vergleich der Schluss ziehen, dass DGPS-Korrektur nach Abschaltung der SA für die Navigation im Auto nicht mehr sinnvoll ist, weil sie keine Verbesserung der Genauigkeit erbringt.
DGPS - bislang zur GPS-Fahrzeugnavigation praktisch unverzichtbar - scheint im "Nach-SA-Zeitalter" seine Bedeutung verloren zu haben. Auf meinem Auto wird man künftig eine Antenne weniger ausmachen !

Dieser Rückschluss muss auf dem Hintergrund der Ergebnisse des ersten Tests - mit laufendem SA - gesehen werden. JLacky hat weiter oben erleutert, weshalb damals so gute Resultate mit ganz normalen GPS-Geräten möglich wurden. Was hingegen nicht bewiesen werden konnte, dass es heute noch - nach Absaltung von SA - möglich ist mit normalen GPS-Geräten DGPS nachzubauen.

Wenn DGPS nicht funktionieren würde, gäbe es auch keine kommerziellen Anwendungen mehr. Diese gibt es jedoch. Die Frage bleibt, ob es Kochi gelingen wird dies mit zwei normalen GPS-Geräten nachzubauen, und vergleichbar genaue Resultate zu erreichen. Mit DGPS werden meines Wissens heute Genauikeiten von +/- 1-2 cm erreicht! DGPS funktioniert also schon.

Hallo,

ich hab diesen alten Thread mal wieder zum Leben erweckt, weil er genau meine Frage beschreibt.

Hilft der Korrekturwert in Metern (z.B. East - 4,80 Meter und Nord +7,30 Meter) einer zentimetergenau vermessenen Basisstation beim post-processing, wobei die Korrekturdaten einfach mit den gleichzeitig gemessenen Rover-Daten verechnet werden (bei einem maximalen Abstand zwischen Basis und Rover von tausend Meter - wenn das eine Rolle Spielt!?!)?

Gibts dort Erfahrungen bzw. Abhandlungen zu diesem Thema?

Vielen Dank schon mal

Zitat von kieselstein

Hilft der Korrekturwert in Metern (z.B. East - 4,80 Meter und Nord +7,30 Meter) einer zentimetergenau vermessenen Basisstation beim post-processing, wobei die Korrekturdaten einfach mit den gleichzeitig gemessenen Rover-Daten verechnet werden (bei einem maximalen Abstand zwischen Basis und Rover von tausend Meter - wenn das eine Rolle Spielt!?!)?

Ja es spielt eine Rolle, sobald der Rover sich im Nahbereich der Referenzstation befindet, unterliegt er dem gleichen atmosphärischen Einflüssen, den gleichen Bahn- und Uhrenfehlern der Satelliten usw. Damit kann man einige Fahler ausgleichen. Bedingung ist aber das nicht nur eine räumliche Nähe, sondern auch eine zeitliche Nähe zwischen den Messungen gegeben ist. Für den Dezimeterbereich ist weiterhin Voraussetzung, das nicht die Codedaten, sondern die Phasedaten verwendet werden. Die Hardware ist übrigens nicht das Thema. Im Zweifel tun es zwei Garmin Geko oder zwei u-blox Module zu weniger als 500 EUR. Das Kernproblem ist die Software.

Mehr zu dem Thema hier (Achtung Techtalk! Keine Antworten von mir dort zu Trivialfragen): http://www.kowoma.de/gpsforum/

Gruss Joern Weber

Zitat von Joern_Weber

Für den Dezimeterbereich ist weiterhin Voraussetzung, das nicht die Codedaten, sondern die Phasedaten verwendet werden.

Wenn aber nur die Codedaten genutzt werden können? Die geforderte Genauigkeit ist bis 5 Meter.

Danke schonmal für die Infos

gruesse

Zitat von kieselstein

Wenn aber nur die Codedaten genutzt werden können? Die geforderte Genauigkeit ist bis 5 Meter.

Bei dieser Genauigkeit reicht ein Beacon-Empfänger oder ein kostenfreier DGPS-Zugang von ascos. In welchen Forum du die Informationen dazu findest hatte ich schon geschrieben.

Gruss Joern Weber