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THEMA: GPS Empfang verbessern

GPS Empfang verbessern 4 Jahre 6 Monate her #5923

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Toll! Jetzt versteht man auch warum so mancher Robi-Hersteller so eine große Masse unter der GPS-Antenne verlegt:

grauonline.de/wordpress/wp-content/uploads/indego_pcb_top.jpg
grauonline.de/wordpress/wp-content/uploa...ndego_pcb_bottom.jpg

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GPS Empfang verbessern 4 Jahre 6 Monate her #5926

  • Werner
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Da hat zumindest ein Hersteller die Applikation Notes gelesen!
Aber aufpassen mit der Größe, so soll 10x10 cm2 schlecht sein, eher etwas kleiner.
Wie groß ist es denn auf dieser Platine?

LG

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GPS Empfang verbessern 4 Jahre 6 Monate her #5927

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Etwa 5cm x 5cm (kann man nur schätzen, der große Mikrocontroller mit den Beinchen hat laut Datenblatt 14x14 mm - der passt da etwa 3,5 mal in beide Richtungen hinein...)

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GPS Empfang verbessern 4 Jahre 6 Monate her #5945

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Werner schrieb: Kleine Info wie der GPS Empfang verbessert werden kann:

Einfach eine kleine Metallplatte unter das Modul, und schon wird die Signalstärke höher und mehr Satelliten empfangen.

Bei mir hat es den Empfang eindeutig verbessert, sieht man auch gut mit der u-blox Software wie die db Anzeigen der Satelliten um 3-5db nach oben springen wenn man die Aluplatte unter das Modul legt.
Interesanterweise ist es egal ob die Platte an Masse angeschlossen wird oder nicht. Habe es trotzdem getan, vielleicht wirkt es später im Betrieb als Schirmung gegen Störungen.

LG!


Hallöchen,
somit hast du mit dem Blech (sollte mit Masse verbunden sein) das sogenannte "Gegengewicht" für die Antenne hergestellt!
Eine Antenne benötigt immer ein Gegengewicht. Das wäre zBsp. bei einer Antenne für GPS, Autoradio & oder Autotelefon die Fahrzeugkarosserie.

Gruß mario

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 10 Monate her #8055

  • Werner
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Nachdem mein Rasenmäher diese Saison lange nicht wollte, ein spätes kurzes Feedback zum GPS:

Dieses Jahr mit der Massefläche ist die Position durchwegs genauer als die Jahre zuvor.
Die letzte Woche zB mit weniger als +/- 2m. Mehr ist eigentlich nicht zu schaffen. Denn auch bei den neuestens Empfängern ist eine genauere Position nur mit langer stationärer Messung möglich (PPP Technik).

Angeblich soll es Ende des Jahre von uBlox einen neuen GPS Empfänger geben der DGPS mit 5cm Auflösung eingebaut hat. Vielleicht eine Fehlinformation, vielleicht unbezahlbar, mal abwarten.

LG Werner
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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8242

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Hat schon jemand probiert 2 Module anzuschließen und aus den 2 Positionen den Mittelwert zu bilden?
Da man nie weiß welche Satelliten zur Berechnung verwendet werden, Hardware immer leicht unterschiedlich ist, könnte daraus eine bessere Position herauskommen?

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8248

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Im Schnitt müsste sich der Fehler halbieren (?) und hin und wieder (Worst Case: beide liegen gerade gleich falsch) bleibt alles beim alten. Wenn man die GPS-Genauigkeit auslesen kann (evtl. ublox UBX Protokoll?) könnte man sogar noch besser werden indem man entsprechend dem Genauigkeitsverhältnis (weight_a) gewichtet:

lat = gps_a_lat * weight_a + gps_b_lat * (1-weight_a)
lon = gps_a_lon * weight_a + gps_b_lon * (1-weight_a)

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8249

  • Werner
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Das uBlox Protokoll hat einen Punkt "Horizontal accuracy estimate." Ob das besser ist als der HDOP Wert?
Ansonsten wären 2 Module eine günstige Gelegenheit die Position auf <2m festzulegen.

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8250

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Wenn man erstmal bei 2m wäre ;-) (Das größte Problem hier bei uns sind wohl MultiPath-Effekte durch Bäume, Häuser usw.)

Theoretisch könnte man dann ja 3 oder 4 Empfänger nehmen, diese am Roboter verteilen und versuchen über statistische Ansätze die MultiPath-Effekte wegzubekommen (Mehrheitsprinzip/Ausreißer/Median feststellen).

Wie sind die Jungs hier wohl vorgegangen um mit Billig-Handys und einer 5 Dollar Patch-Antenne auf "cm" zu kommen? Nur externe GPS-Verarbeitung mit GPSTk bzw. deren Version ( www.radiosense.com/s/gpstk-2_2-light.tar ) ? Deren Video ist ja schon beeindruckend.
news.utexas.edu/2015/05/05/engineers-dev...-accurate-gps-system
gpsworld.com/accuracy-in-the-palm-of-your-hand/
www.radiosense.com/
www.gpstk.org/

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8253

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So wie ich da schnell gelesen habe, haben die auch nur über Stunden die Position aufgenommen und berechnet.
Sowas kannst auch bei uBlox unter ppp (precision point positioning) bekommen, machen Werbung mit Genauigkeit unter 1m. Dummerweise auch nur bei längeren Messungen am Stillstand. Vielleicht fällt ein langsamer Roboter auch unter Stillstand im Vergleich zu einem PKW ;)
Gibt einen Bericht der TU Dresden wo von 0.4m Genauigkeit die Rede ist.
Alles andere benötigt DGPS.

Wäre nur interessant zu wissen ob man einfach mit 2 gemittelten Position von 2 Empfängern ein besseres Ergebnis bekommt oder ob die modernen Empfänger so gut sind das es nichts bringt.
Wahrscheinlich würde eine gute Antenne auch schon viel bringen wenn man die Mulitpath Effekte schon da rausfiltern kann.

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8254

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Hab mal gerade im Garten getestet: bin um unsere "Poolstellfläche (2.5m Radius)" mehrere Male mit Pausen dazwischen herumgelaufen. Beide Empfänger (ublox6, UBX Protokoll mit 10 Hz) konnten ein DGPS-Signal empfangen (EGNOS?). Beider Empfänger beschreiben Kreise mit ca. maximal 2.5m Abwweichung zur realen Position:



Interessant ist auch, dass der Fehler immer dann ansteigt, wenn man sich nicht bewegt:



Die kurzen Messungen sehen gar nicht so schlecht aus, da könnte man schon mal statistisch ansetzen.
Anhang:

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8255

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Weitere Messung: bin die Schleife (d.h. die Grundstücksgrenzen bzw. Baumgrenzen bzw. Hausgrenzen) abgelaufen (gelb), losgelaufen in der Mitte - GPS-Empfänger A (grün) beschreibt die Schleife schon relativ gut, GPS-Empfänger B (rot) liegt teilweise sehr weit daneben. Eine Mittelung über beide Empfänger würde für diese Messung das Ergebnis insgesamt sogar verschlechtern...

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8256

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Eine mögliche Ursache für die Unterschiede (grün/rot) scheint schon mal gefunden: "Clock-Drift" ist beim "roten" Empfänger deutlich größer. Andere Parameter (Accuracy usw.) scheinen ähnlich groß zu sein. Vielleicht lässt sich ja damit filtern...

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8257

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"Accuracy 3D" scheint ein guter Indikator für die Güte der Position zu sein - beim oberen Empfänger steigt der Fehler gerade, beim unteren sinkt der Fehler gerade. Das passt ziemlich gut zu der aktuellen Position (gelber Punkt) bei beiden:


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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8258

  • Werner
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Das DGPS Signal war sicher EGNOS, damit erreicht meiner auch immer besser 2.5m Genauigkeit. Funktioniert aber nur wenn der südliche Horizont in Sicht ist. Auf der Nordseite vom Haus wird das nicht empfangen.

Ist halt blöd gelaufen wenn man nur einen Empfänger hat der eine höhe Clock Drift hat...
Man sieht auf deinen Logs auch das teilweise unterschiedliche Satelliten zur Auswertung genommen wurden. Das war mein Ansatz, aus unterschiedlichen Satelliten ergeben sich unterschiedliche Positionen, der Mittelwert sollte genauer sein als eine Einzelmessung.

Jetzt muss man sich das ubx Prokoll ansehen wie man dann Accuracy 3D rausbekommt.

LG Werner

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8259

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UBX-Protokoll: Code zum Einlesen der UBX-Daten und Erstellen einer GoogleEarth KML-Datei ist schon mal fertig :-) (Anhang) - als nächstes kommt der Code für die Empfänger-Fusion hinein...

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8260

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Super! Werde mich demnächst damit beschäftigen, muss das für meinen Roboter in normales C umbauen.

Arbeite gerade an meinen ersten Arduino, aber komplett anderes Projekt. Einerseits gute Libraries, andererseits miese IDE und mir kommt alles etwas überladen und deswegen langsam vor.

LG!

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8261

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Erste Erfolge: Empfänger einzeln (grün und rot) mit großem Fehler - fusioniert (gelb) ist der Fehler gesunken!

Akueller Code im Anhang (beim UPX-Parser war noch ein kleiner Fehler drin).


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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8262

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Hier eine Version welche 'Precision 3D' auswertet und sich dann für einen Empfänger entscheidet. Klappt bis auf ein paar Ausreißer besser als die Mittelung im letzten Beitrag. Aktueller Code im Anhang (UBX Parser liest jetzt auch Clock-Daten aus).

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GPS Empfang verbessern 3 Jahre 8 Monate her #8263

  • Werner
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Vielleicht ist es besser wenn man die Ergebnisse nach Precision3D gewichtet und mittelt. Die Ausreißer kommen vermutlich vom Wechsel von einem auf den anderen Empfänger.

Wie groß ist die Abweichung jetzt gegenüber einer Einzelmessung?

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