Penggunaan satelit GLONASS dan GPS secara bersamaan oleh Positioning Module

8

Bisakah modul GPS menggunakan 2 satelit GPS dan 2 satelit GLONASS untuk mendapatkan perbaikan tanpa menggunakan semua satelit dari jenis yang sama?

Saya tahu bahwa kita tidak dapat memaksa ini terjadi tetapi apakah secara teori hal ini mungkin terjadi?

Denis
sumber
3
Ambil smartphone Android yang tidak terlalu lama (saya baru saja mencoba ini pada SGS3), jalankan aplikasi seperti status gps, dan lihat apa yang digunakan sats untuk memperbaiki (status gps menampilkan gps sebagai lingkaran dan glonass sebagai kotak).
PlasmaHH

Jawaban:

12

ada beberapa hal yang perlu diingat, ketika menggabungkan data dari sistem yang berbeda.

Menggabungkan berbagai sistem Navigasi Satelit

Biasanya dimungkinkan untuk menggabungkan gps + glonass atau sistem navigasi lainnya. Itu disebut GNSS (Global Navigation Satellite System). Untuk casing GPS tunggal, Anda memerlukan 4 Satelit untuk komponen [X, Y, Z, dt (perkiraan jam penerima kesalahan)]. Untuk setiap sistem baru Anda harus menambahkan satu istilah bias, menggambarkan perbedaan antara skala waktu yang ditransmisikan (karena setiap sistem memiliki skala waktu spesifik sendiri) untuk setiap sistem relatif terhadap satu skala waktu, yang disimpan sebagai referensi. Istilah bias ini merupakan tambahan yang tidak diketahui dalam persamaan estimasi untuk menerima / menentukan solusi posisi. Karenanya, Anda memerlukan setidaknya 3 Satelit untuk sistem 1 dan 2 satelit untuk Sistem 2 (misalnya ... kombinasi lain juga dimungkinkan). Istilah bias tambahan akan menjelaskan perbedaan relatif dari satu skala waktu ke skala lainnya, (Petrowski,

Contoh: 3 satelit GPS dan 2 satelit Glonass akan memberikan solusi langsung tanpa redundansi (dan tidak ada kontrol). Sistem akan menjadi [X, Y, Z, dt (GPS), bias (GLONASS_to_GPS)]. Semakin banyak satelit, semakin banyak redundansi dimungkinkan - dan Anda dapat mengontrol cuaca proses estimasi Anda dengan RAIM, filter Kalman, kuadrat terkecil (berurutan) atau teknik prosesor lainnya.

Rincian lebih lanjut untuk menggabungkan berbagai sistem

Pastikan untuk mendapatkan data yang benar dan tidak ada yang rusak dari antena dan ansambel penerima. Karena Anda bertanya apakah Modul GPS akan dapat menggunakan GLONASS - saya sarankan itu tidak mungkin, karena GLONASS menggunakan metode akses yang sama sekali berbeda dari GPS. Satelit GLONASS diidentifikasi berdasarkan frekuensi spesifiknya (Frequency Division Multiple Access - FDM) dan GPS Satellites diidentifikasi oleh kode yang berbeda (Code Division Multiple Access - CDMA). Generasi GLONASS-K Satelit baru saat ini akan mendukung Sinyal CDMA, tetapi konstelasi GLONASS saat ini bekerja sepenuhnya dengan FDMA ( konstelasi GLONASS saat ini )

Selain itu antena di dalam perangkat seluler harus dapat melihat GLONASS-Sinyal untuk memberikannya kepada prosesor baseband tempat sinyal GNSS akan diperoleh. Baik GPS dan GLONASS menggunakan bandwidth yang berbeda (lihat struktur sinyal di Petrowski 2014, halaman 39) - jadi Anda sebaiknya ingat untuk menggunakan modul berkemampuan GNSS untuk memproses tidak hanya GPS tetapi juga GLONASS, COMPASS, Galileo (dan turunan lainnya) Data . Dengan unit penerima GNSS Anda akan dapat melakukan ini, tetapi saya tidak yakin apakah Anda akan dapat melakukan ini dengan modul GPS murni.

Untuk bacaan lebih lanjut (di bawah yang lain):

  • Petrowski, Ivan G. (2014): GPS, GLONASS, Galileo dan Beidou untuk Perangkat Seluler, iP-Solutions, Cambridge University Press, Tokyo
  • Hofmann-Wellenhof, Bernd, Lichtenegger, Herbert, Wasle, Elmar (2008): GNSS - Sistem Satelit Navigasi Global, Springer, Berlin
one.tobi
sumber
9

Tidak ada alasan mengapa ini tidak mungkin terjadi.

Setiap satelit mengirimkan sinyal jam dengan presisi sangat tinggi. Modul GPS atau GLONASS mengetahui lokasi satelit ini, sekali lagi dengan presisi sangat tinggi. Setiap sinyal yang diterima adalah satu item informasi yang memberikan bola empat dimensi tempat penerima berada. Dengan empat satelit, empat bola empat dimensi tersebut diberikan, dan persimpangannya dapat dihitung.

Tidak masalah apakah informasi tersebut berasal dari dua sistem yang berbeda. Perangkat lunak yang digunakan pada modul tertentu mungkin tidak dapat menanganinya, tetapi pada prinsipnya tidak ada alasan mengapa hal ini tidak mungkin dilakukan. Mungkin ada sedikit masalah dengan presisi jika Anda menerima sinyal dari dua pasang satelit yang berdekatan; baik GPS dan GLONASS telah mendistribusikan satelit mereka sehingga mereka tidak berdekatan tetapi GPS dan satelit GLONASS mungkin berdekatan sehingga membuat perhitungan yang tepat lebih sulit. Sebagian besar waktu itu tidak akan terjadi.

Untuk presisi maksimum, penerima GPS / GLONASS akan mempertimbangkan semua data yang tersedia, yang akan selalu berarti kedua jenis satelit.

gnasher729
sumber
5
Kemungkinan - ya, sepele - tidak. Kedua sistem bahkan tidak menggunakan model yang sama untuk bumi yang tidak terlalu bulat.
Chris Stratton
Nah ini memberikan pemahaman tampilan atas skenario. Jadi, sebenarnya tergantung pada vendor. Saya perlu mengklarifikasi dengan vendor saya jika persyaratan saya terpenuhi. Sebagai contoh, jika saya menggunakan UBlox, Linx, SIM saya perlu menghubungi mereka secara terpisah dan menanyakan apakah ini didukung. Saya harap saya benar. Terima kasih atas waktu yang Anda habiskan untuk menulis balasan ini.
Denis
3

GPS mengandalkan kerja sama erat antara semua satelit. Waktu sangat penting - penyimpangan sedikit antara satelit akan berakibat fatal bagi sistem. Dua sistem terpisah tidak dapat dijamin memiliki keakuratan waktu yang dibutuhkan.

Jadi tidak, itu tidak mungkin untuk "mencampur dan mencocokkan" satelit.

NAMUN...

GPS memiliki kinerja terbaik ketika sudah memiliki gagasan tentang di mana itu. Perlu mengetahui satelit mana yang seharusnya dilihat, saluran apa yang ditransmisikan, dll. Jadi, jika Anda memiliki dua sistem terpisah maka satu dapat digunakan untuk mendapatkan lokasi yang kemudian dapat digunakan untuk meningkatkan kemampuan penguncian dari lain. Anda kemudian dapat memilih perbaikan paling akurat dari kedua sistem yang Anda inginkan.

(Mengacu pada pertanyaan Anda yang lain, ini akan menjadi bentuk A-GPS)

Majenko
sumber
6
Seperti jawaban Anda yang lain, jawaban ini sedikit melenceng. Ada banyak penerima di pasaran saat ini yang dapat menggunakan "semua satelit dalam pandangan" untuk mendapatkan perbaikan terbaik yang tersedia, terlepas dari sistem mana mereka berasal. Tentu, mungkin ketepatannya tidak akan menjadi yang terbaik (pada awalnya), tetapi setidaknya solusi cepat dimungkinkan.
Dave Tweed
1
Saya tidak mengetahui adanya penerima yang akan menggunakan satelit apa pun dalam satu kunci homogen. Saya tahu banyak yang memiliki penerima GLONASS dan GPS di dalamnya, tetapi mereka adalah penerima yang terpisah. Ya, mereka dapat berinteraksi bersama untuk membentuk data yang digabung, tetapi informasi penguncian dan posisi aktual yang diperoleh dari satelit terpisah. Seperti yang saya sebutkan satu dapat digunakan untuk meningkatkan yang lain - katakan satelit pertama yang Anda temukan adalah GLONASS - informasi itu dapat digunakan untuk menargetkan jejak kaki untuk mencari satelit GPS. Namun keduanya masih terpisah.
Majenko
2
Setiap satelit GPS yang berbeda mendapat kunci terpisah juga, posisinya SELALU merupakan hasil dari GPS membentuk model yang digabung di mana ia berada.
JamesRyan
1
Kunci yang digabung dalam jaring yang dibentuk oleh rasi bintang. Semuanya tergantung pada waktu yang tepat yang diperoleh oleh satelit di rasi bintang. Dua rasi bintang yang terpisah tidak dapat menjamin tingkat ketepatan dengan waktu kecuali jika mereka berkomunikasi. Apakah GLONASS akan berkomunikasi dengan GPS mengingat iklim politik saat ini?
Majenko
1
Sulit untuk mengatakan apa yang Anda maksud dengan "kunci homogen", tetapi ketika kita melihat chip kontemporer seperti broadcom.com/products/GPS/GPS-Silicon-Solutions/BCM47521 sama sulitnya untuk mengatakan apa yang mereka maksud dengan "Multi - kemampuan konelasi yang secara simultan menggunakan sinyal dari empat rasi bintang satelit (GPS, GLONASS, QZSS dan SBAS) untuk menghitung setiap perbaikan posisi "dalam kaitannya dengan itu.
PlasmaHH
2

Itu pertanyaan yang bagus, dapatkan dukungan.

Saya perhatikan bahwa receiver u-Blox 8-series (beberapa, jika tidak semua) multi-sistem. Saya secara khusus berfokus pada LEA / NEO M8T dan yang memiliki ujung depan RF dual-path, dan dapat dikonfigurasi untuk menerima hingga 3 sistem GNS dari 4 sistem yang didukung (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou). Ada banyak bacaan yang tersedia: halaman unduhan dan secara khusus saya akan merekomendasikan deskripsi antarmuka / spesifikasi protokol , misalnya bab 4.2 dimulai pada halaman 13, dan pengantar bab 30 (referensi protokol) mulai pada halaman 103.

Saya telah menemukan catatan bahwa dalam konfigurasi multi-sistem (simultan), Anda memerlukan setidaknya 4 saluran pelacakan untuk setiap GNSS utama diaktifkan, agar GNSS tertentu dapat diterima dengan baik. Jumlah maksimal saluran per GNSS dapat dibatasi oleh konfigurasi pengguna. Yang akan mendukung klaim pembicara lain, bahwa masing-masing sistem "diselesaikan" (berkorelasi) agak terisolasi, dan hanya solusi yang selesai kemudian entah bagaimana digabung / dirata-rata atau semacamnya (dokumen tampaknya tidak masuk ke perincian lebih lanjut) . Anda membutuhkan 4 satelit yang baik untuk mencapai "perbaikan" minimal dengan triangulasi.

Saya juga menemukan catatan dalam referensi protokol NMEA, bahwa setiap sistem memiliki "awalan" sendiri dalam kalimat NMEA, seperti kalimat GSV, memberikan rincian tentang satelit yang terlihat: GP = GPS, GL = GLONASS, GA = Galileo, GB = BeiDou, GN = GNSS apa pun dalam konfigurasi multi-sistem. Namun saya percaya bahwa saya telah melihat output campuran dengan berbagai awalan khusus sistem, seperti beberapa kalimat yang dimulai dengan $ GPGSV, diikuti oleh beberapa kalimat yang dimulai dengan $ GLGSV. Saya berasumsi bahwa kalimat RMC (GNRMC?) Akan memberikan output posisi gabungan.

frr
sumber
"Anda memerlukan setidaknya 4 saluran pelacakan agar setiap GNSS utama diaktifkan, agar GNSS tertentu dapat diterima dengan baik" Bingo! Itu bukti kuat dari semua diskusi yang lebih umum di atas.
tomnexus