реклама на сайте
подробности

 
 
> Синхронизация системы по GPS., PPS непонятные сбои.
InvisibleFed
сообщение Dec 13 2009, 06:06
Сообщение #1


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 401
Регистрация: 18-11-06
Из: Хабаровск
Пользователь №: 22 469



Здравствуйте. Не знал точно в какую ветку, вроде сюда ближе. Для реализации одного проекта нам необходима была система временной синхронизации разнесенного измерительного оборудования. Точности системы GPS (сигнала секундной метки, PPS) казалось вполне достаточно. Взяли пару модулей OEM Lassen IQ (C/A L1) с внешними антеннами. Подключили и решили померить относительный разбег двух PPS (не относительно UTC - тут нужен еще более точный эталон, а чисто между собой). Качество приема было средненькое (от 3 до 7 спутников на каждом модуле), но вполне достаточное. И вот обнаруживаем интересную деталь. Большую часть времени, когда оба приемника выдают навигационные данные (т. е. они синхронизированы со спутниками) разница в приходе секундных импульсов лежит в диапазоне от 20 до 1000 нс в зависимости от количества спутников, с которыми синхронизированы оба приемника. Но примерно в 1% случаев (снимали и записывали разницу больше 3-х часов чистого времени три дня) происходят как бы провалы синхронизации, когда разница в приходе двух секундных импульсов улетает вообще в космос (речь идет о миллисекундах, даже десятках миллисекунд !). Такие провалы возникают буквально на ровном месте: приемники и антенны неподвижны, координаты получаем, на обоих модулях может быть хоть по 6-7 спутников, разбег по 20-50 нс, потом БАЦ! и разлетелись. А через пару тактов PPS – как ни в чем не бывало снова 20-50 нс. В чем причина? Подумал про чистоту эксперимента, но провалы возникают без какого-то периода, вне зависимости от количества спутников (короче хаотично). Кто что подскажет или какие мысли о возможных причинах? Кто с таким сталкивался? В других модулях такое наблюдается (нет пока возможности проверить)?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
 
Start new topic
Ответов
InvisibleFed
сообщение Dec 20 2009, 09:22
Сообщение #2


Местный
***

Группа: Свой
Сообщений: 401
Регистрация: 18-11-06
Из: Хабаровск
Пользователь №: 22 469



Цитата
В случае с Trimble Lassen IQ, штатная синхронизация PPS не должна быть не хуже +/-50 нс относительно системного времени GPS, соответственно взимная синхронизация между двумя приемниками должна быть не хуже +/-100 нс без учета неравномерности распространения импульсов PPS (т.е., антенные кабели и PPS-линии должны быть калиброваны).


Само по себе их заявление про +/- 50 нан фигня полная раз даже по оф. данным для кода C/A на этой частоте ошибка времени системы GPS составляет 340 нс с вероятностью 95%. Самое интересное, что сами Trimble в своей докуме говорят об точности определения координат в процентном выражении, а про точность PPS просто: +-50 нс. Это как так? При каком количестве спутников достигается такая точность? С какой вероятностью? Ложь в этом усматриваю. И что значит колиброванные кабели и линия PPS? Антенны с кабелями от этой же Trimble, специально заточенные к этим Lassen IQ. А линия PPS? КМОП соединяю с КМОП - что тут калибровать?

Цитата
Однако, они "лучшие" только для профессиональных геодезистов и т.п., так как очень "капризны" - надо точно знать, как настроить большинство параметров для получения адекватного решения по времени и позиции.


Извините, но что-то я там не нашел никаких настроек способных по идее повлиять на точность.

Цитата
а так же правильно выбрать место и время сбора нав. данных.


А я почему-то думал, что это они мне должны говорить место и время... причем максимально точно. Мда...

И вот еще что. Может я что-то не понимаю, но зачем мне больше 12 каналов? В одном полушарии бывает 16 спутников?
Go to the top of the page
 
+Quote Post
samurad
сообщение Dec 20 2009, 14:01
Сообщение #3


Частый гость
**

Группа: Свой
Сообщений: 121
Регистрация: 9-05-08
Из: Япония
Пользователь №: 37 385



Цитата(InvisibleFed @ Dec 20 2009, 13:22) *
Само по себе их заявление про +/- 50 нан фигня полная раз даже по оф. данным для кода C/A на этой частоте ошибка времени системы GPS составляет 340 нс с вероятностью 95%. Самое интересное, что сами Trimble в своей докуме говорят об точности определения координат в процентном выражении, а про точность PPS просто: +-50 нс. Это как так? При каком количестве спутников достигается такая точность? С какой вероятностью? Ложь в этом усматриваю. И что значит колиброванные кабели и линия PPS? Антенны с кабелями от этой же Trimble, специально заточенные к этим Lassen IQ. А линия PPS? КМОП соединяю с КМОП - что тут калибровать?

Не знаю, откуда у вас цифра 340 нс с вероятностью 95%. В разделе "3.3.4 GPS Time and SV Z-Count" Cпецификации Интерфеса GPS (IS-200D), который является основным официальным документом регламентирующим параметры системы для оптимального гражданского приемника, говорится "The accuracy of this data during the transmission interval shall be such that it shall relate GPS time (maintained by the MCS of the CS) to UTC
(USNO) within 90 nanoseconds (one sigma)... Range error components (e.g. SV clock and position) contribute to the GPS time transfer error, and under normal operating circumstances (two frequency time transfers from SV(s) whose navigation message indicates a URA of eight meters or less), this corresponds to a 97 nanosecond (one sigma) apparent
uncertainty at the SV." Итого, на выходе спутниковой антенны сигнал GPS имеет макс. 187 нс ошибку относительно времени UTC, и 97 нс относительно системного времени GPS. Это без учета канала распространения и обработки приемником. Одна сигма Гауссового распределения соответствует вероятности 68% прим.

Специальные приемники временной синхронизации требуют от нескольких часов до суток времени для точной оценки канала распространения (если он более менее статичен) и стабилизации внутреннего опорного генератора, а задержки и бюджет джиттера внутренних цепей приемника точно оцениваются на предпродажном этапе, так что такой приемник обычно выдает точность оценки времени 50-90 нс (относительно времени GPS). С Lassen IQ дела не имел, но довелось как-то наблюдать один приемник Ashtec дававший на осциллографе 20-40 нс ошибку PPS относительно высоко-стабильного источника PPS на рубидиевом генераторе. Естественно, все задержки кабелей должны быть точно расчитаны и все возможные помехи устранены - это и есть калибровка.

Точность PPS равна точности координат, деленную на скорость света (= точность времени приемника), плюс дискрет времени приемника.
Точность координат зависит от количества спутников сложным образом и неоднозначно, зато большое и непосредственное влияние оказывает "геометрический фактор" созвездия, т.н. GDOP, PDOP и VDOP, а также степень "открытости неба", т.е. отсутствие многолучевости и ослабления сигналов.

Цитата(InvisibleFed @ Dec 20 2009, 13:22) *
Извините, но что-то я там не нашел никаких настроек способных по идее повлиять на точность.

К таким настройкам относятся как минимум Satellite Mask Settings, Operating Mode и Receiver Sensitivity Mode. Это группы параметров, внутри которых есть несколько конечных параметров-порогов, регулирующих поведение приемника, напр. маска возвышения, маска PDOP, прием DGPS, и т.д. Для макс. точности надо установить довольно высокие пороги и низкую чувствительность, чтобы приемник вынужден был отслеживать только стабильно-сильные сигналы. Однако, не следует перебарщивать, иначе приемник просто "не увидет" достаточного количества сигналов.

Цитата(InvisibleFed @ Dec 20 2009, 13:22) *
А я почему-то думал, что это они мне должны говорить место и время... причем максимально точно. Мда...

Это заблуждение. Как правило по умолчанию навигационный и синхронизирующий приемники выдают место и время с той точностью, которая получается в данных условиях, и часто это далеко не максимально возможная точность, которая для GPS L1 C/A составляет 6 м (одна сигма) для измерений только по C/A коду (без фазы несущей).

Цитата(InvisibleFed @ Dec 20 2009, 13:22) *
И вот еще что. Может я что-то не понимаю, но зачем мне больше 12 каналов? В одном полушарии бывает 16 спутников?

Количество видимых спутников выше 10 град. над горизонтом обычно от 6 (редко) до 8 (часто), макс. до 11 (редко) в любой точки на поверхности Земли вне полярных зон. Болшое количество каналов нужно, чтобы в реальных условиях иметь несколько созвездий из 4-х спутников с наилучшей геометрией, иметь 1-2 общих спутников в таких созвездиях и при этом отслеживать по 3-10 (а лучше, по 100-1000) задержек каждого спутника одновременно. Тогда при временном замирании 1-2-х сигналов, что бывает довольно часто из-за неустранимой полностью многолучевости, приемник может (не всегда, но часто) плавно переключиться на другое созвездие. Если же отслеживается только одно наилучшее созвездие, то даже при небольшом замирании сигнала одного спутника приемник теряет точность координат и времени скачко-образно. Величина скачка зависит от степени ухудшения SNR сигнала. Сам скачок обычно не длится дольше 1 сек., если SNR сигналов других спутников не меняются существенно (до 0.5 дБ). Синхронизирующий приемник умеет сглаживать такие скачки, и они не сказываются на PPS. Однако, если SNR многих сигналов нестабильно, то сглаживание не помогает, и PPS начинает "трястись" или вообще "уходить". Чем стабильнее SNR, тем меньше шумовая составляющая в показаниях координат и времени.

Помимо SNR сигналов, стабильность и точность координат и времени (и PPS) сильно зависит от стабильности температуры, давления и влажности среды вокруг опорного генератора, даже если последний оборудован схемой стабилизации, и степени его тряски. Бывает, удивляются на слишком большую ошибку, когда приемник поставят на одну несущую конструкцию вместе с мотором или другим "трясущимся" механизмом, или антену закрепят на тонкой мачте, которую качает ветром, или при выезде из отапливаемого гаража на улицу и т.п. В общем, получение макс. точности - это очень непростое и кропотливое дело.
Go to the top of the page
 
+Quote Post
Serj78
сообщение Jan 7 2010, 09:56
Сообщение #4


Знающий
****

Группа: Свой
Сообщений: 966
Регистрация: 27-05-06
Из: СПб
Пользователь №: 17 499



Цитата(samurad @ Dec 20 2009, 17:01) *
Точность PPS равна точности координат, деленную на скорость света (= точность времени приемника), плюс дискрет времени приемника.
Точность координат зависит от количества спутников сложным образом и неоднозначно, зато большое и непосредственное влияние оказывает "геометрический фактор" созвездия, т.н. GDOP, PDOP и VDOP, а также степень "открытости неба", т.е. отсутствие многолучевости и ослабления сигналов.


Осмеюсь дополнить: многоуважаемый гуру имеет в виду точность "сырых"координат, которые большинство приемников выдавать или не умеют, или их надо очень сильно попросить (например Ublox это умеет делать во своему бинарному протоколу)

На координаты, которые вы видите с "выхода", в большинстве случаев наложена также модель движения приемника. В некоторых моделях приемников эти настройки можно устанавливать.
Как правило, в большинсве гражданских приемников по умолчанию стоит "автомобильная" модель, фильтр которой ограничивает резкие ускорения на малой скорости.

То что координаты не меняются, а pps колбасит- следствие, скорее всего, именно влияния модели движения.
Go to the top of the page
 
+Quote Post

Сообщений в этой теме
- InvisibleFed   Синхронизация системы по GPS.   Dec 13 2009, 06:06
- - Andrew2000   Цитата(InvisibleFed @ Dec 13 2009, 09:06)...   Dec 14 2009, 00:23
- - InvisibleFed   Вот и у нас Trimble. Не знаю, странно. Читаю ттх н...   Dec 14 2009, 11:11
|- - rx3apf   Цитата(InvisibleFed @ Dec 14 2009, 14:11)...   Dec 14 2009, 11:34
- - InvisibleFed   Выброс имеют оба. Т. е. не одновременно, но то оди...   Dec 14 2009, 11:50
|- - rx3apf   Цитата(InvisibleFed @ Dec 14 2009, 14:50)...   Dec 14 2009, 12:08
- - InvisibleFed   Состав созвездия признаться не изучал. Может и пра...   Dec 14 2009, 12:33
|- - rx3apf   Цитата(InvisibleFed @ Dec 14 2009, 15:33)...   Dec 14 2009, 13:01
- - samurad   Цитата(InvisibleFed @ Dec 13 2009, 10:06)...   Dec 19 2009, 16:51
|- - dch   алгоритмическая ошибка может быть, как то этот пар...   Dec 19 2009, 23:08
|- - gridinp   Цитата(samurad @ Dec 20 2009, 17:01) Точн...   Dec 28 2009, 09:55
||- - samurad   Цитата(gridinp @ Dec 28 2009, 13:55) Надо...   Dec 29 2009, 03:55
||- - gridinp   Цитата(samurad @ Dec 29 2009, 06:55) Можн...   Dec 29 2009, 10:22
|- - samurad   Цитата(Serj78 @ Jan 7 2010, 13:56) Осмеюс...   Jan 13 2010, 07:20
|- - Serj78   Цитата(samurad @ Jan 13 2010, 10:20) Есте...   Jan 13 2010, 19:02
|- - samurad   Цитата(Serj78 @ Jan 13 2010, 23:02) Да, к...   Jan 14 2010, 14:21
- - Alexashka   У меня с тримбле (LasenIQ) была такая фигня. Я пол...   Dec 20 2009, 14:01
- - vladtv   Похоже проблема "выброса" 1PPS есть не т...   Dec 25 2009, 12:50


Reply to this topicStart new topic
1 чел. читают эту тему (гостей: 1, скрытых пользователей: 0)
Пользователей: 0

 


RSS Текстовая версия Сейчас: 29th July 2025 - 09:27
Рейтинг@Mail.ru


Страница сгенерированна за 0.01429 секунд с 7
ELECTRONIX ©2004-2016