Hallo,


Der Versuch einfach die Positionen der GPS - Mäuse zu nehmen und zu subtrahieren ist zum kläglichen Scheitern verurteilt.
Gründe:
GPS-Empfänger berechnen ihre Position, selbst wenn sie unmittelbar nebeneinander stehen, aus den Daten verschiedener Satelliten. Ursache hierfür sind z.B. stark schwankende Signalstärken infolge von Interferenzen. Jedes GPS berechnet mit statistischen Methoden aus seinen Daten seine wahrscheinlichste Position. D.h. die Positionen zweier unmittelbar benachbarter GPS korrelieren praktisch nicht. Dieses "poor man DGPS" ist schlechter als auf DGPS zu verzichten und die Positionsbestimmung durch Mittelung zweier GPS an einem Ort zu verbessern.



Ich habe letzte Jahr Versuche zu DGPS gemacht. Verwendet habe ich 2 GPS-Mäuse von Conrad GPS RECEIVER 16 KANAL CR4 (USB) Artikel-Nr.: 989777 - 62 für je 61 Euro. Der Chipsatz ist ein LEA-LA von U-Blox.


Primär ist als Anschluss ans Notebook ein USB Kabel vorhanden. Freudige Überraschung nach Aufschrauben der GPS-Maus und Studium des Datenblattes war ein UART Aus- und Eingang. NEMA- und Raw -Datensätze ließen sich damit z.B. direkt in einen ATmega32 übertragen.

Mitgeliefert wird eine umfangreiche Software zum Programmieren der GPS-Maus. Z.B. kann festgelegt werden welche der zahlreichen Daten ausgegeben werden. D.h. man programmiert vorab mit einem Notebook über USB die GPS-Maus, um festzulegen, welche Daten später über die UART-Schnittstelle ausgegeben werden.



2. positive Überraschung war, dass auch die Rohdaten ausgegeben werden.
Von den Rohdaten sind Carrier Phase und Pseudorange zu unterscheiden.

Pseudorange gibt quasi eine Entfernung in km zu den Satelliten an und ist bereits bei normalen Empfangsbedingungen zu erhalten. Genauigkeiten wie bekannt bei GPS : mehrere m.

Carrier Phase gibt die Zahl der empfangenen Phasen des Satellitenasignals an. Hierzu ist ein hohes Eingangssignal erforderlich, welches in der Regel nur unter optimalen Bedingungen im Freien zu erhalten ist. Im Status phased lock wird jeder aufgenommene Wellenzyklus erfasst und gezählt.

Erhält man in 2 GPS-Empfängern von mindestens 3 Satelliten die Carrier Phase, läßt sich durch Subtraktion dieser Carrier Phase x Wellenlänge und trigonometrischen Funktionen die relative Position der GPS-Mäuse auf cm genau bestimmen. (Berücksichtigt müsse werden müssen noch die s.g. Doppler - werte und der Zeitpunkt der Messungen um Gangunterschiede der GPS-Uhren auszugleichen). Die Berechnungen erfordern einen PC.


So weit, so gut. Nur für den praktischen Einsatz ist das ganze absolut untauglich.

Hauptproblem: Mehrfachausbreitung der GPS-Signale. Selbst bei 2 fast benachbarten GPS-Empfängern kann durch Interferenz das GPS-Signal unterschiedliche Wege durch Reflexion genommen haben. Diese Ausbreitung ändert sich ständig. Jeder Baum, jede Hauswand stört. Dies hat u.a. zur Folge dass die kontinuierliche Aufnahme eines GPS-Signals, bzw. das phase lock verloren geht. Um diesen Ausfall zu überbrücken, müssen immer mehr aus 3 Satelliten mit besten Signal empfangen werden. Korrekturwerte für die Zeit des Signalausfalls müssen kalkuliert und einberechnet werden. Durch plötzliche Änderung des Ausbreitungsweges von GPS-Signalen treten Sprünge in den Ortsangaben auf.


Empfehlenswert ist die website www.precision-gps.org. Als kostenlosen Download gibt´s Programme um Rohdaten (z.B. Rinex) auszuwerten, umzuwandeln und DGPS -Daten zu erhalten. O.g. GPS-Empfänger von Conrad sind aber hierfür nicht ausreichend. Geeignete GPS sind in der website angegeben.




Ich bin gerade erst über diesen Beitrag gestoßen. Die Antwort ist deshalb vielleicht etwas chaotisch. Ich müßte mich halt erst wieder mit der Materie beschäftigen. Bei weiterhin bestehenden Interesse kann ich demnächst mein BASIC-Programm zu DGPS wieder ausgraben und hier reinstellen.


Mit freundlichen Grüssen


Christian