gps
W. Riepma
Snelheden van 50 knopen met een zeilboot bij windkracht 2 lijkt me tenminste
niet erg geloofwaardig.
Zondag ging alles weer goed. Zitten de amerikanen met het signaal te
rommelen of ligt het aan mijn GPS?
Groeten wiebe
Aart Koelewijn
Ik had een soortgelijke ervaring, een hele tijd 0 K terwijl ik wel vooruit
kwam, en dan ineens 7 K, wat in de minuten daarna geleidelijk terugliep
naar 1,5 - 2 K. Naar mijn idee heeft dit te maken met de onnauwkeurigheid
van de gps. Bij lage snelheid is de fout tussen twee metingen groter dan
de afgelegde afstand. Het verschil tussen die twee metingen zegt dan niets
meer over de afgelegde afstand, de koers of de snelheid. Sommige gps'en
zijn daarom zo geprogrammeerd dat ze bij dergelijke lage snelheden geen
snelheid of koersinformatie geven. Dit stukje programmering kan dan vaak
door de gebruiker weer worden uitgeschakeld, maar de weergegeven snelheid
en koers blijven natuurlijk zeer onbetrouwbaar. Statistisch gezien zullen
er tussen het grote aantal metingen altijd enkele zijn met een veel
grotere fout dan gebruikelijk, b.v. als een sateliet buiten het
gezichtsveld komt en hiervoor de gegevens van een andere sateliet worden
gebruikt. Doordat de fout zo groot is, valt de meting buiten het gebied
dat in de gps is geprogrammeerd als mogelijke spreiding van de fouten en
wordt dan als een juiste meting beschouwd die wel wordt gebruikt voor het
berekenen van een snelheid. Er komt dan per definitie een hoge snelheid
uit. 50 K lijkt me hierbij erg hoog, maar ik heb zelf mijn gps van 0 K tot
snelheden tot 10 K zien springen terwijl mijn boot met 1 - 2 K op een
constante koers voer.
Ter illustratie: stel 1 meting per seconde, snelheid 2 K ~ 1 m/s. Volgens
gegevens die ik hier heb is de fout in een gps meting 95% van de tijd
kleiner dan +- 15 m. Het is dus mogelijk dat, terwijl je stil ligt de gps
tussen twee metingen een afstand van 30 m meet met een tussenruimte van 1
sec. Volgens de gps heb je dan in die ene seconde 30 m afgelegd, wat
overeen komt met een snelheid van 60 K. Nu hangt het verder van de wijze
waarop de gps de gegevens middeld af welke snelheid werkelijk wordt
aangegeven. Als jouw gps geen gemiddelde berekent zal hij een snelheid van
60 K aangeven, als mijne een gemiddelde berekent uit 10 metingen zal hij 6
K aangeven.
--
Aart
http://www.xs4all.nl/~mtack/
Meindert Sprang
news:j3al6c...@mtack.xs4all.nl...
> Ik had een soortgelijke ervaring, een hele tijd 0 K terwijl ik wel vooruit
> kwam, en dan ineens 7 K, wat in de minuten daarna geleidelijk terugliep
> naar 1,5 - 2 K. Naar mijn idee heeft dit te maken met de onnauwkeurigheid
> van de gps. Bij lage snelheid is de fout tussen twee metingen groter dan
> de afgelegde afstand. Het verschil tussen die twee metingen zegt dan niets
> meer over de afgelegde afstand, de koers of de snelheid.
Een GPS bepaalt de snelheid NIET door het meten van de afstand tussen twee
punten. De snelheid wordt gemeten door de doppler shift van de
satellietsignalen te meten.
Sprongen in snelheid worden bijna altijd veroorzaakt door reflecties van de
signalen, die plotseling kunnen optreden.
Meindert
Aart Koelewijn
Je zult wel gelijk hebben Meindert, maar dan zie ik niet direkt hoe ik de
door mij waargenomen verschijnselen kan verklaren. Situatie: op
Markermeer, enkele mijlen van de dichtstbijzijnde oever, ongeveer
constante koers en snelheid, geen andere schepen in de directe omgeving,
vrijwel onbewolkt, zonnig (afgelopen zaterdag). De gps geeft gedurende
lange tijd een snelheid van 0.0 K aan (deze gps, een Eagle View, heeft
een begrenzing ingebouwd om snelheden beneden een bepaalde waarde i.v.m.
onnauwkeurigheid niet weer te geven) De gps springt ineens naar een
snelheid van 6-7 K en die snelheid loopt in de daarop volgende minuten
eerst wat sneller maar dan steeds langzamer terug naar ca. 1,5 K, wat
naar mijn schatting ongeveer de werkelijke snelheid was. Met mijn, dus
waarschijnlijk onjuiste, verhaal kan ik daar een aannemelijke verklaring
voor vinden. Met dopler-shift + reflecties (van hoeveel van de sateliet
signalen tegelijk?) zie ik voor dit verschijnsel niet zo snel een
aannemelijke verklaring.
--
Aart
rich
Elke GPS satelliet heeft een atoomklok die tot op de nanoseconde nauwkeurig
is. Men mag er dus vanuit gaan dat alle satellieten exact dezelfde tijd
aangeven. De interne quartz klok van de GPS receiver synchroniseert constant
met deze atoomklokken. De receiver en de satellieten lopen dus precies
gelijk.
Elke satelliet stuurt een signaal met de exacte universele tijdsaanduiding.
Doordat het signaal enige tijd onderweg is zal er een tijdsverschil zijn
tussen de tijdsaanduiding die het van de satelliet kreeg en de interne klok
van de receiver. Dit tijdsverschil vermenigvuldigd met de snelheid van het
licht (ongeveer 300.000 km/s) levert de afstand op tussen de satelliet en de
ontvanger. Door de afstanden van de receiver t.o.v. ten minste 3 satellieten
op deze manier te bepalen wordt de eigen positie bepaald.
Wat het Amerikaanse Department of Defense soms doet is een offset inbouwen
in het door de satelliet vesrtuurde signaal. Hierdoor zal een civiele GPS
receiver (tijdelijk) onnauwkeurig zijn. Receivers in gebruik bij de
Amerikaanse defensie en bondgenoten kunnen voorzien worden van een crypto
sleutel die deze offset opheft. Deze receivers zullen dus wel ten alle
tijden de exacte positie aangeven.
Mvg, Rich
"Meindert Sprang" <mhsp...@NOcustomSPAMware.nl> schreef in bericht
news:108sc6f...@corp.supernews.com...
VMK
bepaalt tegelijkertijd de positie ad hand van het verschil tussen z'n eigen
tijd en de tijd die de satteliet uitzend, hoe kan dat?
HEnk
jaren geleden door Clinton uitgeschakeld. Dit speelt nu dus niet meer.
Gr. henk
"rich" <twist...@zeelandnet.nl> wrote in message
news:408e9660$0$1186$fb62...@morenews.zeelandnet.nl...
rich
uitzendt. Dit is een lange reeks van enen en nullen. De receiver zal daarop
eenzelfde bit sequence gaan genereren. Een voorbeeld van een bitpatroon is
110010111010010
De receiver zal zijn bitpatroon synchroniseren met de satelliet (de enen en
nullen gelijk laten lopen) , en op deze manier zijn "simpele" quartzklok
gelijk laten lopen met de atoomklok van de GPS satelliet.
Dit patroon heet een pseudo random code.
Mvg, Rich
"VMK" <ikwilg...@geenspam.nl> schreef in bericht
news:c6mcuc$ea6$1...@reader11.wxs.nl...
Meindert Sprang
news:408e9660$0$1186$fb62...@morenews.zeelandnet.nl...
> Elke GPS satelliet heeft een atoomklok die tot op de nanoseconde
nauwkeurig
> is. Men mag er dus vanuit gaan dat alle satellieten exact dezelfde tijd
> aangeven. De interne quartz klok van de GPS receiver synchroniseert
constant
> met deze atoomklokken. De receiver en de satellieten lopen dus precies
> gelijk.
D.m.v. de looptijden wordt inderdaad de positie bepaald. Maar op het moment
dat je gaat bewegen, krijg je een doppler shift van de ontvangstfrequenties.
En die wordt gebruikt voor de snelheidsaanduiding.
Meindert
Hans Fix
> Een GPS bepaalt de snelheid NIET door het meten van de afstand tussen twee
> punten. De snelheid wordt gemeten door de doppler shift van de
> satellietsignalen te meten.
Dat geldt voor de modellen van de laatste jaren, de wat oudere
modellen doen het nog steeds met het verschil van twee posities.
De onnauwkeurigheid is dan wel een meter of 15, maar deze
onnauwkeurigheid verandert meestal niet zo snel, vandaar dat de
snelheid nog redelijk nauwkeurig kan worden weergegeven.
Hans
Aart Koelewijn
>> Een GPS bepaalt de snelheid NIET door het meten van de afstand tussen
>> twee punten. De snelheid wordt gemeten door de doppler shift van de
>> satellietsignalen te meten.
>
> Dat geldt voor de modellen van de laatste jaren, de wat oudere modellen
> doen het nog steeds met het verschil van twee posities.
>
> De onnauwkeurigheid is dan wel een meter of 15, maar deze
> onnauwkeurigheid verandert meestal niet zo snel, vandaar dat de snelheid
> nog redelijk nauwkeurig kan worden weergegeven.
>
> Hans
Kijk eens, dan zou het dus best eens zo kunnen zijn dat mijn uitleg klopt
voor mijn oude gps :-) Zal als ik binnenkort weer op de boot ben de
handleiding van dat ding nogeens nakijken, misschien is er iets in te
vinden.
--
Aart
Meindert Sprang
Staat zeer waarschijnlijk niet in de handleiding. Maar Hans heeft gelijk, de
oude GPSsen doen het zo.
Wat wel zo is, is dat de snelheid sterk gemiddeld wordt. Dus als jouw GPS
nog geen snelheid meet omdat die te laag is, kan op een gegeven moment door
een kortstondige afwijking in de positie, de snelheid even heel hoog lijken.
En daarna duurt het een tijdje voordat het gemiddelde weer op z'n lage
niveau is.
Meindert
Aart Koelewijn
En dat is dus precies het gedrag dat ik beschreef, met een verklaring
gebaseerd op de aanname dat de gps (een oude EagleView) de snelheid
berekent uit het verschil in gemeten posities. Zijn we het zo te zien
toch nog met elkaar eens.
--
Aart
http://www.xs4all.nl/~mtack/
Ted Lindgreen
Hans Fix <hans...@worldonline.nl> wrote:
>>
>> Een GPS bepaalt de snelheid NIET door het meten van de afstand tussen twee
>> punten. De snelheid wordt gemeten door de doppler shift van de
>> satellietsignalen te meten.
>
>Dat geldt voor de modellen van de laatste jaren, de wat oudere
>modellen doen het nog steeds met het verschil van twee posities.
Ik denk dat hier wat verwarring is tussen wat bepaald en wat
gedisplayed wordt, en door welk apparaat.
Iedere GPS moet van voldoende satellieten zowel afstand als
afstandsverandering (==snelheidscomponent) weten om alle posities
naar e'e'n bepaald tijdstip te kunnen terugrekenen.
De satelliet-gegevens komen namelijk niet tegelijk binnen, en
dit geldt voor de oude (2-kanaals) modellen nog sterker dan voor
de moderne (die 12 satellieten simultaan kunnen ontvangen), en
zowel de gps als de satellieten staan niet stil.
De (relatieve) tijd volgt uit de eigen klok, de (relatieve) afstanden
volgen uit het tijdsverschil in het signaal met de eigen klok en
de snelheidscomponent uit de dopplershift.
De verschillende satellietmetingen leveren een matrix van vergelijkingen
op, waarin de eigen positie (xyz), de verandering in tijd daarvan
(koers en snelheid) als de absolute tijd de onbekenden zijn.
Met voldoende vergelijkingen kun je de matrix inverteren en weet
je naast de eigen positie ook meteen de exacte tijd, de eigen
snelheid en eigen koers.
Deze additionele resultaten worden dus als het ware "gratis" met
de positieberekening meegeleverd.
En hierbij maakt het dus niet uit hoe oud of nieuw het model is.
Iets anders is wat er met de berekende gegevens gedaan wordt. Worden
alleen de positiegegevens, bv via NMEA, aan een randapparaat verstrekt
en/of er door uitgelezen, dan kan dat randapparaat natuurlijk niets
anders doen dan snelheid en koers (opnieuw) uit plaats en tijd van
het vorige en huidige sample te herberekenen.
Maar ik ken eigenlijk geen enkele GPS die zelf de koers en snelheid
(op een eigen display) uit plaats en tijd herberekent in plaats van
deze meteen uit de GPS-tijd+positie+koers+snelheid's berekening te
halen en die te displayen.
Aan de andere kant zijn er natuurlijk een zillion GPSsen die ik nog
nooit gezien heb, maar ik kan me niet goed voorstellen, dat een
GPS-designer een (onnauwkeurige) herberekening gaat doen van een
parameter, waarvan een veel preciesere bepaling al voorhanden is.
Groetjes,
-- ted
Ted Lindgreen
Meindert Sprang <mhsp...@NOcustomSPAMware.nl> wrote:
>Staat zeer waarschijnlijk niet in de handleiding. Maar Hans heeft gelijk, de
>oude GPSsen doen het zo.
Nee, dat is dus NIET zo.
>Wat wel zo is, is dat de snelheid sterk gemiddeld wordt.
Dit is een ander "feature", ik ken het van de Garmin's, maar
andere fabrikaten zullen wsl iets dergelijks doen:
het heet "speed filter" en is een artifact uit de tijd dat SA
(selective availability) nog aanstond. SA zorgde voor een kunstmatige
positie en snelheidsfout van respectivelijk 100-150 meter en 4-7
km/uur. Bij course-up (in tegenstelling to north-up) was dit heel
erg vervelend omdat het bij lage snelheden de kaart deed draaien.
Het speed filter "loste dit op", door ipv de momentane snelheid en
koers een gewogen gemiddelde te laten zien en bij erg lage snelheden
gewoon snelheid=0 en oude koers te displayen.
SA is op 1 mei 2001 door Clinton uitgezet, maar het "feature" zat
natuurlijk al in alle Garmin's.
In nieuwere modellen zit het nog steeds, maar de weegtijd is op
sommige GPSsen wel instelbaar. Het blijkt erg op prijs gesteld
te worden door mensen die van course-up houden en nu niet de kaart
alle kanten zien op draaien als ze bv voor een stoplicht stilstaan.
Zelf heb ik "speed filter" op "0" staan, want ik zie graag de
momentane snelheid en koers en heb altijd de kaart in "north-up".
Overigens, wat jullie waarschijnlijk zien is het gevolg van een
plotselinge verandering van de normale meetfout. Abnormale meetfouten
zie je wel door bv een reflectie (dan is e'e'n of een paar meetpunten
erg fout, tot honderden km's). Verandering van de normale meetfout
kan optreden doordat de GPS een andere satellietset gebruikt (eentje
verdwijnt onder de horizon bijvoorbeeld of een andere komt in beeld).
Afhankelijk van je speedfilter zie je dan of een "stapje" in je
positie (tracklog) of een sprongetje in je snelheid of beide.
Groetjes,
-- ted
Meindert Sprang
news:408f...@inaja.bit.nl...
> In article <108v7tg...@corp.supernews.com>,
> Meindert Sprang <mhsp...@NOcustomSPAMware.nl> wrote:
>
> >Staat zeer waarschijnlijk niet in de handleiding. Maar Hans heeft gelijk,
de
> >oude GPSsen doen het zo.
>
> Nee, dat is dus NIET zo.
Soms moet ik eerst iets lezen voordat m'n geheugen getriggerd wordt: je hebt
inderdaad gelijk. De basis van de berekeningen is de PVT solution: Position,
Velocity, Time. En daar is de snelheid dus al bekend.
Bedankt voor je heldere uitleg.
Meindert