Lokasi GPS Sejati - Di Antena atau Chip Penerima?

24

Misalkan saya memiliki unit GPS yang terpasang pada antena melalui kabel coax 50 meter.

Bagaimana lokasi yang dihitung oleh unit GPS akan dipengaruhi oleh panjang kabel? Sebagai pertanyaan bonus, bagaimana keakuratan waktu GPS akan dipengaruhi oleh kabel?

antenna gps David Gardner
sumber
1
Saya ragu akan ada banyak sinyal yang tersisa di akhir 50m dari coax di 1.5GHz, kecuali itu benar-benar bagus.
Gbarry
1
@barbar: Tergantung pada antena, sebagian besar osilator disiplin datacenter grade gps memiliki antena yang mencampur sinyal sehingga Anda dapat menjalankan hingga 300m kabel.
PlasmaHH
Kami menggunakan kabel 100 m dengan amplifier aktif untuk GPS
Umar

Jawaban:

26

Posisi yang tepat adalah pusat fase antena yang tidak tergantung pada panjang kabel dan lokasi chip.

Waktu tunda harus dikalibrasi dengan mengukur keterlambatan kabel untuk pita. (L1 band). Banyak penerima GPS memberikan opsi untuk memasukkan parameter penundaan.

Umar
sumber
Penundaan kabel dapat dikalibrasi, dihitung atau diabaikan tergantung pada persyaratan waktu. Saya akan mengatakan sebagian besar penerima komoditas jitter cukup untuk tidak melampaui perhitungan penundaan kabel sederhana.
Eugene Ryabtsev
@Eugene Ya. Itu subyektif.
Umar
Tidak ada yang menyatakan ini adalah penerima komoditas. Ini bisa berupa instalasi statis yang akan menjadi stasiun referensi diferensial dari sumber waktu. Itu biasa berarti penerima berkualitas tinggi sedang digunakan dan penundaan untuk kabel akan terlihat dalam perhitungan. Penundaan tambahan bisa menyarankan Anda ~ panjang kabel lebih rendah. GPS adalah istilah umum yang bisa berarti sistem NAVSTAR, GLONASS atau Galileo (biasanya NAVSTAR di dunia berbahasa Inggris). GLONASS menggunakan frekuensi yang berbeda sehingga fase istirahat kabel harus memiliki efek yang signifikan juga.
TafT
2
@TafT GPS adalah GPS dari AS. ( en.wikipedia.org/wiki/Global_Positioning_System ) GNSS merujuk pada semua secara umum.
Umar
@Umar sekeras industri mencoba untuk itu menjadi kasus saya tidak yakin sebagian besar pengguna akhir menyadari perbedaannya. Itu tidak masalah di masa lalu tetapi karena penerima GLONASS sekarang hadir di banyak ponsel (& mungkin produk kelas konsumen lainnya) itu bisa menjadi signifikan.
TafT
13

Penundaan kabel menambahkan offset yang sama ke pseudorange untuk semua satelit. Karena GPS menggunakan perbedaan dalam pseudorange untuk setiap satelit untuk menghitung posisi, penentuan posisi tidak dipengaruhi oleh penundaan kabel.

Posisi yang dihitung akan berada di antena, bukan di penerima, yang dapat Anda lihat dengan menyadari bahwa memindahkan antena memiliki efek yang berbeda pada pseudoranges ke satelit yang berbeda karena geometri, tetapi memindahkan penerima tidak memiliki efek sama sekali (kabel). panjangnya tetap sama dan begitu juga penundaan kabel).

Waktu yang dihitung oleh penerima GPS akan memiliki kesalahan yang sama dengan penundaan kabel, yang merupakan panjang kabel dibagi dengan kecepatan rambat kabel. RG174 yang biasa digunakan pada antena "keping" memiliki kecepatan 0,66 c , yaitu sekitar 5 nanodetik per meter.

hobbs
sumber
1
Saya menyukai jawaban Anda tetapi tampaknya bertentangan dengan @umar - ada pemikiran?
Andy alias
@ Andyaka: di mana itu bertentangan? Sepertinya keduanya mengatakan itu di antena dan ada penundaan waktu karena panjang kabel.
PlasmaHH
1
Posisi antena. Waktu adalah bahwa sinyal tiba di antena ditambah penundaan kabel.
pjc50
1
@PlasmaHH jika posisi ditentukan oleh rasio dua (atau lebih?) Sinyal di antena maka mengapa harus mempertimbangkan masalah waktu tunda kabel. Itulah kontradiksi yang terlihat oleh saya.
Andy alias
2
@Andy GPS receiver memberikan posisi dan waktu yang sangat akurat. Informasi waktu dipengaruhi oleh penundaan kabel, tetapi tidak pada posisinya. Semoga saya mengerti maksud Anda.
Umar
2

Seperti yang telah disebutkan, posisi ditentukan oleh perbedaan sinyal yang diterima oleh antena. Jadi kabel dan chip tidak akan relevan untuk itu.

Namun, ketika datang ke hal waktu menjadi rumit.

Seperti yang disebutkan, Anda dapat menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan sinyal Anda untuk melakukan perjalanan melalui kabel dan memperbaikinya, tetapi ketika saya melakukan pengalaman beberapa tahun yang lalu, kami benar-benar menemukan variabilitas dalam pengaturan waktu dalam urutan mikrodetik.

Jadi Anda dapat memperbaiki beberapa nanodetik untuk penundaan kabel teoritis Anda, tetapi dalam praktiknya ketidakpastian dalam pengaturan waktu mungkin jauh lebih besar.

dennis
sumber
2
Ketidakpastian sebagian besar ditentukan oleh apa pun yang Anda gunakan untuk menghitung waktu. Informasi waktu dalam sinyal analog jelas jauh lebih akurat daripada mikrodetik atau seluruh lokasi tidak akan berfungsi. Receiver Anda dan apa pun yang Anda gunakan untuk memeriksa waktu (komputer sebenarnya yang menjalankan OS non-real-time seperti Windows atau Linux, mungkin?) Namun, mungkin sangat memperkenalkan ketidakpastian dalam kisaran itu. Jika itu yang Anda gunakan, mengoreksi nanodetik mungkin benar-benar sia-sia. Jika konsumen cap waktu Anda adalah sesuatu yang lebih cepat (FPGA, analog), itu mungkin tidak.
DeVadder
-1

Meskipun saya setuju bahwa pusat fase antena adalah posisi yang dihitung . yang / nyata sebenarnya posisi GPS dipengaruhi oleh panjang kabel.
Seseorang yang memegang GPS dapat bergerak di mana saja dalam radius 50 m dari pusat antena dan GPS tidak akan mencatat perbedaan apa pun . Oleh karena itu panjang kabel tidak mempengaruhi para akurasi posisi GPS, tetapi karena panjang kabel hanya menyebabkan penundaan sinyal (sekitar 300 ns), itu tidak mempengaruhi sinyal akurasi !

Guill
sumber