Ist eine passive GPS-Neuübertragung möglich?

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Ist es möglich, GPS-Satellitensignale in Innenräumen über einen Wellenleiter oder zwei durch ein Koaxialkabel verbundene Antennen passiv weiterzuleiten? Wenn ja, mit welcher Art von Wellenleiter, Antennen, Koaxialkabel usw. sollte ich versuchen, zu experimentieren? Vielen Dank.

antenna gps transmission-line

— hotpaw2
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Hat der Ort, den Sie erneut senden, kein GPS und möchten Sie GPS im Gebäude simulieren?

— Kellenjb

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Ich habe mich oft gefragt, ob es möglich wäre, GPS mit landgestützten "Satelliten" zu erweitern, um eine feinere Auflösung als die Weltraum-Satelliten für nahe gelegene Standorte zu erzielen, aber das wäre immer noch abwärtskompatibel mit einem alten GPS-Empfänger.

— Endolith

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@endolith - ja, es gab bereits Ende der 90er Jahre Artikel über GPS "Pseudolites".

— Chris Stratton

@endolith, @Chris, WAAS?

— Nick T

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@ Nick T - Schließen, aber nicht ganz. WAAS ist nicht kompatibel mit alten GPS-Empfängern, wie von Endolith angegeben.

— Kevin Vermeer

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Wir haben dies für ein Entwicklungsprojekt getan, das den GPS-Empfang beinhaltete. Wir wollten nur in unserem Ingenieurbüro ein GPS-Signal in Innenräumen empfangen können, um die GPS-Treiber grundlegend zu entwickeln.

Wir haben eine hochwertige GPS-Antenne auf das Dach gestellt, mit Koax in das Büro unten. An der Decke des Büros ist das Koaxialkabel mit einem GPS-Band-HF-Verstärker verbunden, der über eine Antenne auch an der Decke ausgegeben wird.

Da es sich um einen Verstärker mit geringer Leistung handelte, strahlte er nur über eine kurze Distanz innerhalb der Büroräume ein effektives Signal aus - weniger als 10 Meter. Aber das war genug, um unseren Zwecken zu dienen.

Die andere Ausrüstung, die wir manchmal verwendeten, war ein GPS-Simulator, der eine Reihe von Satelliten simulierte und ein GPS-Gerät davon überzeugen konnte, dass es sich an einem beliebigen Ort unserer Wahl befand. Es strahlte wiederum mit niedrigen Signalpegeln durch eine Antenne, so dass nur ein kleiner Bereich gestört wurde. Und wir haben es nur drinnen in unseren Büros benutzt.

— Craig McQueen
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Klingt so, als hätten Sie eine gute Ausrede verpasst, um einen Fensterplatz zu bekommen.

— Nick T

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Ein Fensterplatz ist möglicherweise nicht die Lösung :-( Ein Problem, das ich gesehen habe, ist, dass die meisten modernen doppelt verglasten Einheiten beschichtetes Glas (wie Pilkington K-Glass) verwenden. Dieses hat eine metallisierte Beschichtung auf den beiden Innenflächen, die eine Dämpfung ergibt von mehr als 40 dB im GPS-Frequenzbereich. Sie erhalten oft ein besseres Signal durch den Fensterrahmen als durch das Glas.

— uɐɪ

Ich habe genau das Gleiche getan. Manchmal befindet sich die Strahlungsantenne in einer RAM-Box, die wir zum Testen der Empfänger verwenden.

— 14.

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Sie können eine große Antenne auf dem Dach verwenden, die Daten durch einen HF-Kanal leiten und sie dann mit einer anderen Antenne in das Gebäude ausstrahlen.

Erwartete Probleme

Wenn Sie eine Antenne auf dem Dach platzieren und Signale in das Gebäude leiten und diese dann im Gebäude empfangen, machen Sie den Punkt, den Sie an der Antenne im Obergeschoss empfangen, effektiv. Sobald sie diesen Punkt erreicht haben, werden sie in Reihe in das Gebäude geleitet.

Das Rauschen wird ein Problem sein, jede Antenne verliert Strom und die Verkabelung hat einen Verlust. Ich würde vorschlagen, dass ein HF-Verstärker am Antennenende auf dem Dach angeschlossen wird. Wenn nicht, bietet einer im Inneren noch eine Verbesserung. Dies erleichtert das Erhalten einer Sperre erheblich (wenn Sie Probleme haben).

Einige Vorschläge

Ich würde Koaxialkabel vorschlagen, ein Wellenleiter zu betreiben ist nicht sehr machbar. Ein Wellenleiter ist leichter zu leiten, macht Ihren Leistungsverstärker jedoch schwierig.

Ihre Antenne auf dem Dach muss einen weiten Empfangswinkel haben. Dies erfordert einige Nachforschungen. Sie möchten wahrscheinlich, dass ein hochwirksamer Bereich so viel Strom wie möglich erhält.

Im Inneren benötigen Sie eine Antenne, die genau auf den Ort gerichtet ist, an dem Ihr Gerät am besten empfangen werden soll. Ich würde eine Hornantenne vorschlagen.

Ich habe das schnell gemacht, ich werde später mehr Zeit damit verbringen, wenn ich kann. Ich denke, das gibt eine allgemeine Vorstellung. Es wird nicht einfach sein, dies zum Laufen zu bringen. Bitte lassen Sie mich wissen, ob ich etwas Spezielles hinzufügen kann, um zu helfen.

— Kortuk
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Müsste ich mir keine Sorgen über die Rechtmäßigkeit eines HF-Verstärkers machen, der mit GPS-Frequenzen sendet, obwohl es sich um eine Zimmerantenne handelt? Deshalb habe ich gefragt, ob passive Mittel funktionieren könnten.

— hotpaw2

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@ hotpaw2, ich vergesse solche Dinge. Ich kann keine Informationen über die Band finden, was bedeutet, dass Sie nicht darauf strahlen sollten. Wenn Sie dies passiv tun, sollten Sie in der Lage sein, zu vermeiden, dass jemand es bemerkt. Wenn Sie jedoch erkennen, dass das Absorbieren und erneute Ausstrahlen eines Signals gegen diese Regeln verstoßen kann, auch wenn er Ihnen mitteilen kann, dass Sie es tun. Jetzt ist es für Sie nicht machbar, ein Signal passiv in ein Gebäude auszustrahlen, und jemand bemerkt es draußen.

— Kortuk

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@Kortuk, wie kann passive Rückstrahlung möglicherweise illegal sein, da, wenn ich mich richtig an meine Physik erinnere, fast jedes Metallobjekt von ungefähr der richtigen Größe bis zu einem gewissen Grad wieder strahlt?

— hotpaw2

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@ hotpaw2, Wenn es illegal ist, würde ich mir vorstellen, dass die Verordnung auf Absicht abzielt. Ich würde mir keine Sorgen um metergroße Rundfunkradien machen, aber ich komme nicht aus den USA.

— Tyblu

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@ hotpaw2, Wenn Sie dies für iPhone-Apps tun, verwenden sie Mobilfunkmasten für ihre erste Sperre, und Sie werden feststellen, dass Sie in ein Chaos geraten, das Türme und GPS vortäuscht. Ich würde vorschlagen, dass Sie Code verwenden, der als "bewährt" gilt, und die Schnittstelle als Funktion behandeln. Wenn Sie gefälschte Speicherorte benötigen, fälschen Sie die Ergebnisse dieser Schnittstelle.

— Kortuk

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Wir bieten Geräte an, die das GPS-Signal in Innenräumen übertragen. Ja, Sie benötigen eine passive Antenne und eine aktive Antenne - Sie müssen in der Lage sein, die richtige Kabelmenge und möglicherweise die Verwendung eines Verstärkers zu berechnen. All dies wird von der FCC geregelt. Sofern Sie keine Bundesbehörde sind, Teil des Militärs sind oder diese in einer schalltoten Kammer verwenden, müssen Sie eine Lizenz bei der FCC beantragen.

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Dies scheint mir eine Menge Arbeit zu sein, für sehr wenig Gewinn. Sie müssten die Längen der einzelnen Wellenleiter von den von der GPS-Empfängerelektronik berechneten Entfernungen abziehen. Tatsächlich ist es komplizierter: Das Signal würde im Wellenleiter reflektiert, wodurch die scheinbare Länge länger als die tatsächliche Länge wird.

Mein Vorschlag: Stellen Sie den Empfänger in einem wetterfesten Gehäuse auf das Dach und senden Sie die Koordinaten kabelgebunden oder kabellos an den gewünschten Ort.

Edit: Ich glaube, ich habe den Punkt der OP-Frage nicht verstanden. Ich dachte, er wäre daran interessiert, GPS in ein fahrendes Fahrzeug wie ein Wohnmobil einzubauen. Wenn Ians Annahme richtig ist und das Ziel des OP darin besteht, ein GPS von drinnen zu testen, wird mein Vorschlag auch nicht wirklich funktionieren. Ich denke, die einzig mögliche Lösung wäre, ein Stück Koax mit einer externen Antenne zu verwenden. Stellen Sie jedoch sicher, dass das Koax genau die richtige Länge für die verwendeten Frequenzen hat - GPS-Signale sind sehr schwach und Leitungsverluste würden sicherlich Probleme verursachen.

— Eric Cox
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Dies ist nicht sehr nützlich, wenn Sie versuchen, einen GPS-Empfänger in einem System zu testen. Der springende Punkt ist, dass Sie das getestete GPS benötigen, um die RF in die Positionsdaten umzuwandeln. Die Tatsache, dass eine Lösung basierend auf der Position der externen Antenne erstellt wird, ist normalerweise kein Problem.

— uɐɪ

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@ Ian: Ich denke, Sie verstehen meine Kommentare zum Subtrahieren der scheinbaren Länge des Wellenleiters von den Entfernungsberechnungen falsch. Jeder Satellit befindet sich an einer anderen Position am Himmel. Wenn der Wellenleiter also etwa 50 Fuß lang ist, sind die Entfernungen zum Satelliten für jeden Satelliten in verschiedenen Richtungen 50 Fuß zu lang . Ich bezweifle, dass der GPS-Empfänger in dieser Situation überhaupt einrasten kann, da er Entfernungen berechnet, die nicht ausgerichtet sind und daher keinen Sinn ergeben. Ich glaube nicht, dass es die Position der Antenne berechnen würde - es würde einfach überhaupt nicht blockieren.

— Eric Cox

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@ Eric Cox: Wenn dies wahr wäre, wie funktionieren dann die aktiven GPS-Repeater (für internationale Märkte oder zur Verwendung in abgeschirmten Testräumen verkauft) am Ende ihrer langen Koaxialverbindungen?

— hotpaw2

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@ Eric. Die Signale von den Satelliten erreichen alle die Außenantenne mit ihren unterschiedlichen Weglängen und damit Signalverzögerungen bis zu diesem Punkt. Die Weiterleitung des Signals über ein beliebiges verwendetes Übertragungsmedium (Wellenleiter / Koaxialkabel / HF-Verstärker) fügt im Idealfall nur allen Signalen eine konsistente Zeitverzögerung hinzu. Dies lässt den GPS-Empfänger, der nur die wieder abgestrahlten Signale sehen kann, denken, dass er sich tatsächlich außerhalb befindet und einige Nanosekunden früher.

— uɐɪ

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@Eric - Wie kann die Empfangsantenne erkennen, dass die Signale in "divergierenden Richtungen" von der erneut sendenden Antenne ausgehen. Es wird nur (ohne Berücksichtigung von Reflexionen) das direkte Leitungssignal zwischen den beiden Antennen empfangen. Es ist genau das gleiche wie mit einer

— Fernantenne

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Hinweis: Ich denke, die anderen Antworten dafür sind besser als meine. Ich wollte das nur rauswerfen, besonders wenn du ein aktives Gerät verwendest.

Dadurch wird effektiv ein GPS-Repeater aufgebaut. Meines Wissens gibt es zumindest in den USA Vorschriften darüber, wann / wo Sie eine verwenden können .

Es kann getan werden, es gibt Geräte, die es tun, wenn Sie sich umschauen (wie sonst würden Leute Geräte entwerfen, die GPS verwenden, wenn sie die ganze Zeit draußen sein müssten ???), aber Sie müssen die gesetzlichen Standards und die Regeln dafür erfüllen um andere nicht zu stören.

— J. Polfer
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Soweit ich weiß, werden GPS-Empfänger mit einem GPS-Simulatorsystem ausgestattet. National Instruments bietet unter anderem ein Unternehmen an, das jedoch nicht billig ist. Soweit ich mich erinnere, etwas in der Größenordnung von 30-40.000. Wenn Sie jedoch mehr als 100.000 Einheiten Ihres GPS-Chips ausliefern, sind die 40.000 für einen GPS-Simulator nicht schlecht.

— mjcarroll