Véritable position GPS - à l'antenne ou à la puce du récepteur?

24

Supposons que j'ai une unité GPS attachée à une antenne via un câble coaxial de 50 mètres.

Comment l'emplacement calculé par l'unité GPS serait-il affecté par la longueur du câble? En bonus, comment la précision temporelle du GPS serait-elle affectée par le câble?

antenna gps

— David Gardner
source

1

Je doute qu'il reste beaucoup de signal à la fin de 50m de coaxial à 1,5 GHz, à moins que ce ne soit vraiment un bon coaxial.

— gbarry

1

@gbarry: Cela dépend de l'antenne, la plupart des oscillateurs disciplinés gps de qualité centre de données ont des antennes qui mélangent le signal afin que vous puissiez exécuter jusqu'à 300 m de câble.

— PlasmaHH

Nous utilisons un câble de 100 m avec amplificateurs actifs pour GPS

— Umar

26

La position exacte est le centre de phase de l'antenne indépendamment de la longueur du câble et de l'emplacement de la puce.

La temporisation doit être calibrée en mesurant le retard du câble pour la bande. (Bande L1). De nombreux récepteurs GPS offrent la possibilité de saisir le paramètre de retard.

— Umar
source

Le retard du câble peut être calibré, calculé ou ignoré en fonction des exigences de synchronisation. Je dirais que la plupart des récepteurs de produits tremblent suffisamment pour ne pas aller au-delà d'un simple calcul de délai de câble.

— Eugene Ryabtsev

@Eugene Ouais. C'est subjectif.

— Umar

Personne n'a déclaré qu'il s'agissait d'un récepteur de marchandises. Il pourrait s'agir d'une installation statique qui serait destinée à une station de référence différentielle d'une source de temps. Cela signifierait généralement qu'un récepteur de haute qualité est utilisé et que les retards pour le câble seraient perceptibles dans les calculs. Des retards supplémentaires pourraient suggérer que votre longueur de câble est inférieure. GPS est un terme générique qui pourrait désigner les systèmes NAVSTAR, GLONASS ou Galileo (généralement NAVSTAR dans le monde anglophone). GLONASS utilise des fréquences différentes, donc le repos de phase du câble devrait également avoir des effets importants.

— TafT

2

@TafT GPS est un GPS américain. ( en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System ) GNSS fait référence à tous en général.

— Umar

@Umar aussi dur que l'industrie essaie pour que ce soit le cas, je ne suis pas sûr que la plupart des utilisateurs finaux réalisent la distinction. Cela n'avait pas d'importance dans le passé, mais comme les récepteurs GLONASS sont maintenant présents dans de nombreux téléphones portables (et probablement d'autres produits de consommation), cela pourrait être important.

— TafT

13

Le retard du câble ajoute un décalage égal aux pseudo-plages pour tous les satellites. Étant donné que le GPS utilise la différence des pseudo-distances de chaque satellite pour calculer la position, le positionnement n'est pas affecté par le retard du câble.

La position calculée sera à l'antenne, pas au récepteur, ce que vous pouvez voir en réalisant que le déplacement de l'antenne a un effet différent sur les pseudo-distances vers différents satellites en raison de la géométrie, mais le déplacement du récepteur n'a aucun effet du tout (le câble la longueur reste la même et le retard du câble aussi).

Le temps calculé par le récepteur GPS aura une erreur égale au retard du câble, qui est la longueur du câble divisée par la vitesse de propagation du câble. Le RG174 couramment utilisé sur les antennes "puck" a une vitesse de 0,66 c , soit environ 5 nanosecondes par mètre.

— Hobbs
source

1

J'ai aimé votre réponse mais elle semble contredire @umar - des réflexions?

— Andy aka

@Andyaka: où est-ce contradictoire? Il semble que les deux disent que c'est à l'antenne et qu'il y a un retard dû à la longueur du câble.

— PlasmaHH

1

La position est celle de l'antenne. L'heure est celle du signal arrivant à l'antenne plus un retard dans le câble.

— pjc50

1

@PlasmaHH si la position est déterminée par le rapport de deux (ou plus?) Signaux à l'antenne, alors pourquoi prendre en compte la temporisation du câble. C'est la contradiction telle qu'elle m'apparaît.

— Andy aka

2

Le récepteur GPS @Andy donne à la fois la position et l'heure très précise. Les informations de temps sont affectées par le retard du câble, mais pas par la position. J'espère que j'ai compris votre point.

— Umar

2

Comme déjà mentionné, la position est déterminée par les différences de signaux reçus par l'antenne. Le câble et la puce ne seront donc pas pertinents pour cela.

Cependant, en ce qui concerne le timing, les choses deviennent délicates.

Comme mentionné, vous pouvez calculer le temps qu'il faut à votre signal pour traverser le câble et corriger cela, mais quand j'ai fait une expérience il y a quelques années, nous avons en fait constaté que la variabilité du timing était de l'ordre des microsecondes.

Vous pouvez donc corriger quelques nanosecondes pour votre retard de câble théorique, mais en pratique, l'incertitude de synchronisation peut être beaucoup plus grande.

— Dennis
source

2

L'incertitude est principalement déterminée par tout ce que vous utilisez pour calculer le temps. Les informations temporelles dans le signal analogique sont clairement beaucoup plus précises que les microsecondes, sinon la localisation ne fonctionnerait jamais. Votre récepteur et tout ce que vous utilisez pour vérifier les heures (ordinateur réel exécutant un système d'exploitation en temps non réel comme Windows ou Linux, peut-être?) Peuvent cependant très bien introduire des incertitudes dans cette plage. Si c'est ce que vous utilisez, la correction des nanosecondes pourrait vraiment être vaine. Si votre consommateur d'horodatage est quelque chose de plus rapide (FPGA, analogique), il se peut que ce ne soit pas le cas.

— DeVadder

-1

Bien que je convienne que le centre de phase de l'antenne est la position calculée . la position GPS réelle / réelle est affectée par la longueur du câble.
Une personne tenant le GPS peut se déplacer n'importe où dans un rayon de 50 m du centre de l'antenne et le GPS n'enregistrera aucune différence . Par conséquent, la longueur du câble affecte la précision de la position GPS, mais comme la longueur du câble ne provoque qu'un retard du signal (environ 300 ns), elle n'affecte pas la précision du signal !

— Guill
source