66 canais de GPS para 22 satélites - por que o fator 3?

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Os chips GPS modernos podem usar sinais de muitos satélites ao mesmo tempo para obter uma solução. Embora normalmente sejam necessários quatro, um número maior ajuda a melhorar a solução com alguns tipos de erros.

Como exemplo para esta pergunta, o Adafruit Ultimate GPS usa um chip GlobalTop FGPMMOPA6H . O módulo é dito ter 66 canais e ser capaz de rastrear 22 satélites simultaneamente.

Meu entendimento básico de ( pelo menos o estágio de aquisição grosseira ) do processamento do sinal GPS é que o sinal da antena é amplificado, possivelmente alterado de frequência e desmodulado. Todos os satélites transmitem na mesma faixa de frequência, mas o sinal de cada um é modulado por um código Gold exclusivo . Os sinais são identificados por correlação - o chip decide quais satélites podem estar acima do horizonte e carrega esses códigos Gold nos correlacionadores.

Existem cerca de 32 satélites GPS, portanto 22 é mais que suficiente da superfície da Terra (o espaço é uma questão diferente).

Mas por que existem 66 canais para 22 satélites possíveis?

Lendo esta resposta "Você precisa de um canal, por frequência, por satélite". parece que o fator de três (66/22) pode vir da capacidade de rastrear sinais L1, L2 e L5, mas não tenho certeza de que é o que está acontecendo aqui. No entanto, esta resposta O número de canais dentro de um receptor de Navegação é definitivamente mais do que uma mordaça de marketing sugere que L5 requer dois correlacionadores por si só.

Por que 66/22?

uhoh
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Os modernos chips de GPS parecem também receber glonass e galileo.
PlasmaHH
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Por canais entende-se correlacionadores. Três correlacionadores descobririam o sinal três vezes antes se o intervalo de varredura fosse dividido em três intervalos.
Marko Buršič 6/06/2016
@ MarkoBuršič obrigado! - digitalizar sobre qual parâmetro exatamente?
uhoh
1
@uhoh longo intervalo de tempo: en.wikipedia.org/wiki/Cross-correlation
Marko Bursic
@ MarkoBuršič OK, como discutido aqui anteriormente?
Uhoh

Respostas:

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O Adafruit Ultimate GPS não é de forma alguma representativo de todos os receptores de GPS existentes no mercado. Muitos bons receptores têm mais canais do que isso; 256 é comum em dispositivos high-end. Observe que 256 não é divisível por 3, então o fator 3 que você está vendo é um arenque vermelho.

Além disso, você raramente recebe um sinal de 22 satélites, e não é necessário ter uma correção. Ter um sinal de 7 a 10 satélites é bastante comum em condições do mundo real.


Dmitry Grigoryev
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Uau! Como 256 canais poderiam ser usados ​​ao mesmo tempo? Compreendo que este seja apenas um exemplo para iniciar a conversa, mas uau, um número tão grande de correlacionadores implica que ele é capaz de trabalhar simultaneamente com várias constelações (GPS, Glonass, Galileo, BeiDou ...)?
uhoh
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256 canais são usados ​​para procurar satélites. Veja se isso responde à sua pergunta sobre como 256 canais são usados.
Dmitry Grigoryev
Os satélites GPS alteram os códigos Gold de aquisição grosseira (C / A) ao longo do tempo? Eu pensei que eles eram atribuídos, fixos e conhecidos - que você só precisaria procurar os 32 códigos atribuídos aos 32 satélites.
uhoh 06/06
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Ah - compensações! OK, entendi. Um grupo de correlacionadores pode estar procurando o mesmo código, mas compensado sequencialmente por (por exemplo) metade de um "chip" (chip é um bit do código de 1023 bits) por correlacionador.
Uhoh 06/06
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Sim. Há também uma variação de frequência devido ao efeito Doppler, e você deve multiplicar o número de fases possíveis pelo número de frequências possíveis para encontrar o número de tentativas de correlação.
Dmitry Grigoryev
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Eles entenderam que era devido ao método que os correlacionadores funcionam. Como mencionado na pergunta, cada satélite tem seu próprio código exclusivo.

Se você está iniciando desde o início a frio, o chip não sabe quais satélites estão no céu, porque não sabe o tempo e não sabe onde está, por isso precisa fazer uma pesquisa exaustiva. É aqui que ter mais correlacionadores ajuda muito. Em vez de apenas carregar os satélites esperados, você carrega o máximo que pode e trabalha a partir daí. Isso pode ser especialmente problemático para dispositivos pequenos com pouca ou nenhuma memória por si só e sem meios de acessar a Internet por A-GPS.

AndrejaKo
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OK, isso é muito interessante e faz sentido - você quer dizer que essa é uma maneira de estabelecer quais satélites estão "ativos" sem efemérides? Se uma partida a frio não fosse necessária, seriam necessários apenas 22 canais ou esse é apenas um dos motivos pelos quais os correlatos 3n estão presentes?
uhoh
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As primeiras unidades tinham apenas os 4 canais necessários para fazer uma correção, ou talvez até 12 para melhorar o resultado. Alguns sistemas têm um canal de hardware que é multiplexado por divisão de tempo. gpsinformation.org/dale/why12.htm
pjc50