GLONASS- und GPS-Satellitennutzung gleichzeitig durch Positionierungsmodule

Kann ein GPS-Modul 2 GPS-Satelliten und 2 GLONASS-Satelliten verwenden, um einen Fix zu erhalten, ohne alle Satelliten der gleichen Art zu verwenden?

Ich weiß, dass wir dies nicht erzwingen können, aber ist es theoretisch möglich, dass dies geschieht?

Beim Kombinieren von Daten aus verschiedenen Systemen sind verschiedene Dinge zu beachten.

Kombination verschiedener Satellitennavigationssysteme

In der Regel ist es möglich, GPS + Glonass oder ein anderes Navigationssystem zu kombinieren. Das nennt man GNSS (Global Navigation Satellite System). Für einen einzelnen GPS-Fall benötigen Sie 4 Satelliten für die Komponenten [X, Y, Z, dt (der geschätzte Taktfehler des Empfängers)]. Für jedes neue System müssen Sie einen Bias-Term hinzufügen, der die Differenz zwischen den übertragenen Zeitskalen (da jedes System seine eigene spezifische Zeitskala hat) für jedes System relativ zu einer Zeitskala beschreibt, die als Referenz beibehalten wird. Dieser Bias-Term ist ein zusätzliches Unbekanntes in der Schätzgleichung zum Empfangen / Bestimmen der Positionslösung. Folglich benötigen Sie mindestens 3 Satelliten für System 1 und 2 Satelliten für System 2 (zum Beispiel ... auch andere Kombinationen sind möglich). Der zusätzliche Bias-Term beschreibt den relativen Unterschied von einer Zeitskala zur anderen (Petrowski,

Beispiel: 3 GPS-Satelliten und 2 Glonass-Satelliten ergeben eine direkte Lösung ohne Redundanz (und ohne Kontrolle). Das System ist [X, Y, Z, dt (GPS), Bias (GLONASS_to_GPS)]. Je mehr Satelliten vorhanden sind, desto mehr Redundanz ist möglich - und Sie können das Wetter Ihres Schätzprozesses durch RAIM, Kalman-Filter, kleinste Quadrate (nacheinander) oder eine andere Prozessortechnik steuern.

Weitere Details zum Kombinieren verschiedener Systeme

Stellen Sie sicher, dass Sie die richtigen und keine beschädigten Daten von der Antenne und dem Empfängerensemble erhalten. Da Sie fragen, ob ein GPS-Modul GLONASS verwenden kann, schlage ich vor, dass dies nicht möglich ist, da GLONASS eine völlig andere Zugriffsmethode als GPS verwendet. GLONASS-Satelliten werden anhand ihrer spezifischen Frequenz (Frequency Division Multiple Access - FDM) und GPS-Satelliten anhand verschiedener Codes (Code Division Multiple Access - CDMA) identifiziert. Die aktuelle neue GLONASS-K-Satellitengeneration unterstützt CDMA-Signale, die aktuelle GLONASS-Konstellation funktioniert jedoch vollständig mit FDMA ( aktuelle GLONASS-Konstellation ).

Zusätzlich muss die Antenne im mobilen Gerät die GLONASS-Signale sehen können, um sie an den Basisbandprozessor weiterzuleiten, wo die GNSS-Signale empfangen werden. Sowohl GPS als auch GLONASS verwenden unterschiedliche Bandbreiten (siehe Signalstruktur in Petrowski 2014, Seite 39). Denken Sie daher besser daran, ein GNSS-fähiges Modul zu verwenden, um nicht nur GPS-, sondern auch GLONASS-, COMPASS-, Galileo- (und andere abgeleitete) Daten zu verarbeiten . Mit einer GNSS-Empfängereinheit können Sie dies tun, aber ich bin mir nicht sicher, ob Sie dies mit einem reinen GPS-Modul tun können.

Zur weiteren Lektüre (unter anderen):

• Petrowski, Ivan G. (2014): GPS, GLONASS, Galileo und Beidou für mobile Geräte, iP-Solutions, Cambridge University Press, Tokio
• Hofmann-Wellenhof, Bernd, Lichtenegger, Herbert, Wasle, Elmar (2008): GNSS - Globale Navigationssatellitensysteme, Springer, Berlin

Es gibt keinen Grund, warum dies nicht möglich sein sollte.

Jeder Satellit sendet ein Taktsignal mit sehr hoher Präzision. Das GPS- oder GLONASS-Modul kennt den Standort dieser Satelliten ebenfalls mit sehr hoher Präzision. Jedes empfangene Signal ist eine Information, die eine vierdimensionale Kugel ergibt, auf der sich der Empfänger befindet. Mit vier Satelliten sind vier solcher vierdimensionalen Kugeln gegeben, und ihr Schnittpunkt kann berechnet werden.

Es spielt keine Rolle, ob die Informationen aus zwei verschiedenen Systemen stammen. Die auf einem bestimmten Modul verwendete Software ist möglicherweise nicht in der Lage, damit umzugehen, aber es gibt im Prinzip keinen Grund, warum dies nicht möglich wäre. Möglicherweise liegt ein kleines Problem mit der Genauigkeit vor, wenn Sie Signale von zwei nahe beieinander liegenden Satellitenpaaren empfangen haben. Sowohl GPS als auch GLONASS haben ihre Satelliten so verteilt, dass sie nicht nahe beieinander liegen, aber ein GPS und ein GLONASS-Satellit können nahe beieinander liegen, was eine genaue Berechnung erschwert. Meistens ist das nicht der Fall.

Für maximale Präzision berücksichtigt ein GPS / GLONASS-Empfänger alle verfügbaren Daten, was immer beide Arten von Satelliten bedeuten würde.

GPS beruht auf einer engen Zusammenarbeit zwischen allen Satelliten. Die Zeit ist entscheidend - die geringste Abweichung zwischen Satelliten wäre für das System fatal. Es kann nicht garantiert werden, dass zwei separate Systeme die erforderliche Zeitgenauigkeit aufweisen.

Also nein, es wäre nicht möglich, die Satelliten zu "mischen und anzupassen".

JEDOCH...

GPS hat die beste Leistung, wenn es bereits eine Vorstellung davon hat, wo es sich befindet. Es muss wissen, welche Satelliten in Sicht sein sollen, auf welchen Kanälen sie senden usw. Wenn Sie also zwei separate Systeme haben, kann eines verwendet werden, um einen Standort zu erhalten, der dann verwendet werden kann, um die Verriegelungsfähigkeiten des zu verbessern andere. Sie können dann nach Belieben die genaueste Lösung aus den beiden Systemen auswählen.

(In Bezug auf Ihre andere Frage wäre dies eine Form von A-GPS)

Das ist eine schöne Frage, habe eine positive Bewertung.

Ich habe festgestellt, dass die Empfänger der u-Blox 8-Serie (einige, wenn nicht alle) Multisysteme sind. Ich habe mich speziell auf den LEA / NEO M8T konzentriert, der über ein Dual-Path-RF-Frontend verfügt und so konfiguriert werden kann, dass er bis zu 3 GNS-Systeme der 4 unterstützten Systeme (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou) empfängt. Es gibt viel zu lesen: Download-Seite und speziell würde ich die Schnittstellenbeschreibung / Protokollspezifikation empfehlen , z. B. Kapitel 4.2 ab Seite 13 und die Einführung in Kapitel 30 (Protokollreferenz) ab Seite 103.

Ich habe einen Hinweis gefunden, dass in Konfigurationen mit mehreren Systemen (gleichzeitig) mindestens 4 Tracking-Kanäle für jedes aktivierte Haupt-GNSS verfügbar sein müssen, damit dieses bestimmte GNSS ordnungsgemäß empfangen werden kann. Die maximale Anzahl von Kanälen pro GNSS kann durch die Benutzerkonfiguration begrenzt werden. Was die Behauptungen anderer Redner stützen würde, dass jedes System etwas isoliert "gelöst" (korreliert) ist und dann nur die fertigen Lösungen irgendwie zusammengeführt / gewichtsgemittelt werden oder so (die Dokumente scheinen nicht näher darauf einzugehen). . Sie benötigen 4 gute Satelliten, um eine minimale "Korrektur" durch Triangulation zu erreichen.

Ich habe auch einen Hinweis in der NMEA-Protokollreferenz gefunden, dass jedes System ein eigenes "Präfix" in den NMEA-Sätzen hat, wie z. B. den GSV-Satz, das Details zu den sichtbaren Satelliten enthält: GP = GPS, GL = GLONASS, GA = Galileo, GB = BeiDou, GN = beliebiges GNSS in Konfigurationen mit mehreren Systemen. Ich glaube jedoch, dass ich gemischte Ausgaben mit verschiedenen systemspezifischen Präfixen gesehen habe, z. B. mehrere Sätze, die mit $ GPGSV beginnen, gefolgt von einigen Sätzen, die mit $ GLGSV beginnen. Ich würde annehmen, dass der RMC-Satz (GNRMC?) Eine kombinierte Positionsausgabe ergeben würde.