Истинное местоположение GPS - на антенне или чипе приемника?

24

Предположим, у меня есть GPS-приемник, подключенный к антенне через 50-метровый коаксиальный кабель.

Как на длину кабеля влияет местоположение, рассчитанное устройством GPS? В качестве дополнительного вопроса, как кабель может повлиять на точность времени GPS?

antenna gps Дэвид Гарднер
источник
1
Я сомневаюсь, что на конце 50 м коаксиального кабеля на частоте 1,5 ГГц останется много сигнала, если это не очень хороший коаксиальный кабель.
gbarry
1
@gbarry: это зависит от антенны, большинство дисциплинированных генераторов GPS уровня центра обработки данных имеют антенны, которые смешивают сигнал, так что вы можете проложить до 300 м кабеля.
PlasmaHH
Мы используем 100 м кабель с активными усилителями для GPS
Умар

Ответы:

26

Точное положение - это фазовый центр антенны, не зависящий от длины кабеля и расположения микросхемы.

Задержка должна быть откалибрована путем измерения задержки кабеля для диапазона. (Полоса L1). Многие GPS-приемники предоставляют возможность ввести параметр задержки.

Умар
источник
Задержка кабеля может быть откалибрована, рассчитана или проигнорирована в зависимости от требований к времени. Я бы сказал, что большинство товарных приемников достаточно дрожат, чтобы не выходить за рамки простого расчета задержки кабеля.
Евгений Рябцев
@ Евгений Да. Это субъективно.
Умар
Никто не утверждал, что это был товарный получатель. Это может быть статическая установка, которая будет использоваться для дифференциальной эталонной станции источника времени. Это обычно означает, что используется высококачественный приемник, и задержки при расчете кабеля будут заметны. Из-за дополнительных задержек длина кабеля может быть меньше. GPS - это общий термин, который может означать системы NAVSTAR, GLONASS или Galileo (обычно это NAVSTAR в англоговорящем мире). ГЛОНАСС использует разные частоты, поэтому фазовое повторение кабеля также должно иметь значительные эффекты.
TafT
2
@TafT GPS - это GPS из США. ( en.wikipedia.org/wiki/Global_Position_System ) GNSS относится ко всем в целом.
Умар
@ Умар, так сильно, как индустрия старается, чтобы это было так. Я не уверен, что большинство конечных пользователей осознают это различие. Это не имело значения в прошлом, но поскольку приемники ГЛОНАСС сейчас присутствуют во многих мобильных телефонах (и, вероятно, других потребительских продуктах), это может быть значительным.
TafT
13

Задержка кабеля добавляет равное смещение к псевдодальностям для всех спутников. Поскольку GPS использует разность псевдодальностей для каждого спутника для расчета местоположения, на задержку кабеля не влияет позиционирование.

Рассчитанное положение будет на антенне, а не на приемнике, что можно увидеть, поняв, что перемещение антенны по-разному влияет на псевдодальности на разные спутники из-за геометрии, но перемещение приемника не оказывает никакого влияния (кабель длина остается неизменной и задержка кабеля также).

Время, вычисленное приемником GPS, будет иметь ошибку, равную задержке кабеля, которая является длиной кабеля, деленной на скорость распространения кабеля. RG174, обычно используемый на «шайбовых» антеннах, имеет скорость 0,66 с , что составляет около 5 наносекунд на метр.

Hobbs
источник
1
Мне понравился твой ответ, но он кажется противоречащим @umar - есть мысли?
Энди ака
@Андяка: где это противоречит? Кажется, что оба говорят, что на антенне, и есть задержка по времени из-за длины кабеля.
PlasmaHH
1
Положение антенны. Время поступления сигнала на антенну плюс задержка по кабелю.
pjc50
1
@PlasmaHH, если положение определяется соотношением двух (или более?) Сигналов на антенне, тогда почему следует принимать во внимание время задержки кабеля. Это противоречие, как мне кажется.
Энди ака
2
@ Энди GPS-приемник выдает как положение, так и очень точное время. Информация о времени зависит от задержки кабеля, но не от положения. Надеюсь, я понял вашу мысль.
Умар
2

Как уже упоминалось, положение определяется различиями в сигналах, принимаемых антенной. Таким образом, кабель и чип не будут иметь значения для этого.

Однако, когда дело доходит до времени, все становится сложнее.

Как уже упоминалось, вы можете рассчитать, сколько времени понадобится вашему сигналу для прохождения по кабелю, и скорректировать это, но когда я провел опыт несколько лет назад, мы фактически обнаружили, что изменчивость по времени составляет порядка микросекунд.

Таким образом, вы можете исправить несколько наносекунд для теоретической задержки кабеля, но на практике неопределенность во времени может быть намного больше.

Деннис
источник
2
Неопределенность в основном определяется тем, что вы используете для расчета времени. Информация о времени в аналоговом сигнале, очевидно, намного точнее, чем микросекунды, иначе целое местоположение никогда не сработает. Однако ваш ресивер и все, что вы используете для проверки времени (может быть, на реальном компьютере работает операционная система не в реальном времени, например, Windows или Linux?), Вполне может внести неопределенности в этот диапазон. Если это то, что вы используете, исправление наносекунд действительно может быть напрасным. Если ваш потребитель меток времени работает быстрее (FPGA, аналог), это может быть не так.
DeVadder
-1

Хотя я согласен, что фазовый центр антенны - это расчетная позиция. реальное / фактическое положение GPS зависит от длины кабеля.
Человек, имеющий GPS, может перемещаться в любом месте в радиусе 50 м от центра антенны, и GPS не будет регистрировать никакой разницы . Следовательно, длина кабеля влияет на точность положения GPS, но поскольку длина кабеля вызывает только задержку сигнала (около 300 нс), это не влияет на точность сигнала !

Guill
источник