Hvordan får man ultrahurtig GPS-positionering?

I et samfund med øjeblikkelige, øjeblikkelige, øjeblikkelige leveringer inden for en time, er hyperforbindelsen af ​​homo sapiens et dyr, der er blevet meget utålmodigt.

Og homo sapiens VTTistis undgår ikke reglen, når han tænder for sin GPS.

Hvor mange gange har du sagt til dig selv: "Det tager evigheder for min GPS at få den første position..."? 😉

Egentlig tager du ikke helt fejl, men inden du returnerer din GPS til producenten, vil vi forklare, hvordan den virker, og hvorfor det i de fleste tilfælde er normalt.

Få geolocation

GPS-modtageren er designet til at modtage et meget svagt signal fra geolokationssatellitter 🛰.

Dette signal dæmpes af elektromagnetisk støj (<25 nanovolt eller 25 milliardtedele af en volt).

Det er lidt som at prøve at lytte efter, at en nål falder på en køkkenflise, mens du besøger Vatikanet ⛪️.

For at udtrække et nyttigt signal ved en position skal elektronikken i en GPS-integreret modtager gengive "signaturen" for hver satellit, den forventer at modtage, og derefter "indsætte" denne kopi i støjen, indtil en korrelation med den modtagne signatur er opnået . fra disse satellitter. Som regel skal nøglen ind i låsen 🔑 ..

⚠️ Det er klart, at alt, der kan hindre udsynet til himlen, uundgåeligt vil forhindre dig i at få FIX hurtigt, fordi signalet modtaget fra satellitterne vil blive dæmpet til et endnu lavere niveau eller endnu værre.

I normal drift, når FIX er indstillet, tildeler modtageren (chipsættet) 📡 hver af sine modtagekanaler til en af ​​de satellitter, den har besluttet at "jage". Hver kanal er så låst til en satellit, hvis signalet modtages korrekt.

Du har brug for mindst 4 satellitter og blokerer derfor 4 kanaler til 3D / 4D (L, G, Z) / Hastighedspositionering.

Yderligere kanaler forbedrer positioneringsnøjagtigheden og sikrer kontinuerlig sporing af mindst 4 satellitter.

Adskillige chipsæt har i øjeblikket multi-band GNSS-kapacitet (GPS + Galliléo + Glonass +...). De fleste af de tilgængelige chipsæt på markedet accepterer kun GPS-signalets rækkevidde, men der er en almindelig frekvens, der bruges til Galileo, Glonass og andre. Dette gør det muligt for modtageren at bruge satellitterne i konstellationerne Glonass, Galileo osv. samt satellitterne i GPS-konstellationen (den første, der dukker op for geolokalisering).

Så: når din GPS "vågner" (tændt), skal den søge og spore mindst 4 satellitter for at beregne sin første FIX.

Pas på en "skæv" sammenligning med en smartphone, der altid er tændt og permanent geolokaliseret i sammenhæng med den aktuelle brug (medmindre brugeren har markeret fravalgsboksen).

Protokol til lancering og tilslutning af en GPS-chip

For at "forbindelse" til satellitterne skal GPS-modtageren:

• Har den klareste 360-graders udsigt til himlen for at sikre synlighed af satellitter, der er lavt over horisonten, og kvaliteten af ​​det modtagne signal,

• bestemme hvilke satellitter der er i visningen, dvs.:

  • Kend dato og klokkeslæt
  • Kend din position
  • Kend satellitternes position på himlen.

Datoen og klokkeslættet vedligeholdes af det interne ur ⏰. Dette virker, selv når GPS-modtageren er slukket.

GPS-modtagerens position er den sidst kendte position.

Almanak og GPS ephemeris

Hver satellits position på himlen bestemmes af data fraalmanak for hele konstellationen ogefemeris for detaljerede data for hver satellit.

Almanak data

Almanakdataene giver al den information, der er nødvendig for, at en GPS-modtager kan beregne den omtrentlige position for hver satellit i konstellationen. Almanakdataene er ikke nøjagtige nok til at bestemme placeringen, de gemmes af modtageren, hvor de forbliver gyldige i 180 dage. De bruges til at bestemme, hvilke satellitter der er synlige fra en kendt position, så modtageren kan lede efter et signal fra disse satellitter.

Ephemeris data

Ephemeris-data giver dig mulighed for nøjagtigt at bestemme positionen for hver satellit og giver dig også mulighed for at tage højde for signalets udbredelsesforsinkelse, satellittens hastighed for korrekt at estimere modtagerens position.

Satellitephemeris-data udsendes kun af denne satellit og opdateres periodisk (hver 4.-6. time for GPS) for at tage højde for de mindste ændringer i satellittens kredsløb. Disse data bruges til at beregne positionen.

STRAMMEDE

Disse data transmitteres af satellitter med en meget lav hastighed, almanakken opdateres hvert 12.5 minut, og efemerien opdateres hver 4. time..

• Almanakken er nødvendig for at komme i gang,
• Efemerien af ​​hver sporet satellit er vigtig for at beregne en nøjagtig position.

For at overvinde den lange varighed af FIX er GPS-chipsæt blevet beriget med "Assisted GPS" A-GPS-funktionen, der giver dig mulighed for at sende almanak- og efemerisdata over en internetforbindelse (mere om dette senere).

En KOLD start er, når disse data mangler, er beskadigede eller for gamle.

Eksempler:

• Første gang efter levering, efter tænding indendørs (bygninger, kældre, garager osv.),
• lang ophold i kassen uden brug eller uden batteri,
• en lang tur ud over 100 km fra før-GPS-stedet til nedlukning,
• gentagelse af meget korte anvendelser, der ikke tillader opdatering af ephemeris, som….osv.

I modsætning til en FACTORY-opstart, hvor der ikke er nogen data, kan modtageren det meste af tiden ikke vide, at dens data er forkerte, COLD-opstartsscriptet køres kun efter en fejl. den samlede varighed af den første FIX er i dette tilfælde længere end fabriksspecifikationen.

Le Time To First Fix

Det er opdelt i tre scenarier:

1. Kold eller fabrik

Dette er tilfældet, når modtageren har unøjagtige skøn:

• Fra hans stilling
• hastighed,
• dato og tid,
• satellitternes position.

I dette tilfælde skal modtageren begynde at søge gennem alle mulige satellitter (31). Efter at have modtaget et signal fra satellitten, begynder modtageren at modtage information fra almanakken. Denne almanak transmitteres af hver satellit i 12,5 minutter.

2. Varm eller normal

I dette tilfælde ved modtageren:

• Aktuel dato og tid med en nøjagtighed på 20 sekunder,
• dens nuværende placering med en nøjagtighed bedre end 100 kilometer,
• dens hastighed med nøjagtighed er bedre end 25m/s.

Og modtageren har gyldige almanakdata.

3. Hot eller standby

Når modtageren har gyldige tids-, positions-, almanak- og efemerisdata, kan den hurtigt indhente satellitsignaler.

Specifikt er dette tilfældet, når to tænder med et interval på mindre end en time.

A-GPS etui: Auxiliary GPS (A-GPS)

Denne funktion giver dig mulighed for at downloade almanak- og efemerisdata til GPS-modtagerens chipset. Modtageren skal have en hurtig netværksforbindelse til internettet (via Wi-Fi eller Bluetooth) for at modtage disse data fra en server (f.eks. Garmin). Denne funktion eliminerer behovet for en lang FIX-tid.

Som udgangspunkt har alle smartphones 📱 A-GPS, så de er ikke underlagt langvarig KOLD start.

Garmins A-GPS er implementeret i den nyeste hardware (GPS, ur osv.), Garmin anbefaler dog, at du opdaterer dine data regelmæssigt over din normale internetforbindelse.

Derfor er det nødvendigt at dykke ned i hver brugermanual 📖 for at finde ud af det specifikke tilfælde af din GPS.

Koldstartanbefaling

• Hvis din GPS-navigator er udstyret med A-GPS: Hvis varigheden af ​​den første FIX forekommer dig lang, skal du give en internetforbindelsesrefleks for at opdatere disse data.

• Hvis din GPS-navigator ikke har A-GPS, og varigheden af ​​den første FIX overstiger 3 minutter:

  • Placer GPS-navigatoren et sted, hvor den "ser" himlen, og hvis det er muligt, mere end 360 °,
  • lad GPS'en gøre sit FIX uden at røre ved noget, især uden at stoppe!
  • Når FIX er færdig, skal du lade det stå i mindst en time uden at røre ved noget for at opdatere de data, som satellitterne udsender ved lav hastighed.
  • Efter denne driftstime er din GPS muligvis slukket, og varigheden af ​​de følgende RETNINGER vil være kort.

Et eksempel på GPS-overvåget arbejde: nøjagtighed af den aktuelle position fra 3 til 5 m,

Handling eller stat	Time	Parse logfil
Tryk og slip ON-knappen.	0 "
Skærmen lyser op med indlæsningsskærmen "Soft Version"	20 "	GPS tændt
Kortet vises på skærmen	40 "
1 satellit	1'10
Satellitter 4	1'25	GPS er ok
Positionen vises på kortet	1'40

📸 EKA