Gps Moving Average

Hva er GPS Det globale posisjoneringssystemet (GPS) er et satellittbasert navigasjonssystem som består av minst 24 satellitter. GPS fungerer i alle værforhold, hvor som helst i verden, 24 timer i døgnet, uten abonnementsavgifter eller oppsettgebyrer. Amerikanske forsvarsdepartementet (USDOD) opprinnelig satte satellittene i bane for militær bruk, men de ble gjort tilgjengelig for sivil bruk på 1980-tallet. Hvordan GPS fungerer GPS-satellitter sirkler jorden to ganger om dagen i en presis bane. Hver satellitt overfører et unikt signal og orbitale parametere som tillater GPS-enheter å dekode og beregne den presise plasseringen av satellitten. GPS-mottakere bruker denne informasjonen og trilaterasjon til å beregne en nøyaktig lokalisering av brukerne. I hovedsak måler GPS-mottakeren avstanden til hver satellitt med den tid det tar å motta et overført signal. Med avstandsmålinger fra noen få satellitter, kan mottakeren avgjøre en brukerposisjon og vise den elektronisk for å måle ruten din. kart en golfbane. finn en vei hjem eller eventyr hvor som helst. For å beregne 2-D-posisjonen (breddegrad og lengdegrad) og sporbevegelse, må en GPS-mottaker være låst på signalet på minst 3 satellitter. Med 4 eller flere satellitter i sikte, kan mottakeren bestemme 3-D posisjonen (breddegrad, lengdegrad og høyde). Generelt vil en GPS-mottaker spore 8 eller flere satellitter, men det avhenger av tidspunktet på dagen og hvor du er på jorden. Noen enheter kan gjøre alt dette fra håndleddet ditt. Når posisjonen din er bestemt, kan GPS-enheten kalkulere annen informasjon, for eksempel: Speed ​​Bearing Track Trip-avstand Avstand til destinasjon Soloppgang og solnedgangstid Og mer Hvor nøyaktig er GPS-GPS-mottakere i dag ekstremt nøyaktig, takket være deres parallelle flerkanal design. Våre mottakere er raske til å låse på satellitter når de slås på først. De opprettholder en sporingslås i tett skogsdekke eller i urbane omgivelser med høye bygninger. Visse atmosfæriske faktorer og andre feilkilder kan påvirke nøyaktigheten til GPS-mottakere. Garmin GPS-mottakere er vanligvis nøyaktige innen 10 meter. Nøyaktigheten er enda bedre på vannet. Garmin GPS-mottakerens nøyaktighet er forbedret med WAAS (Wide Area Augmentation System). Denne egenskapen kan forbedre nøyaktigheten til bedre enn 3 meter, ved å gi korreksjoner til atmosfæren. Ingen ekstra utstyr eller avgifter kreves for å utnytte WAAS-satellitter. Brukere kan også få bedre nøyaktighet med Differential GPS (DGPS), som korrigerer GPS-avstander til innenfor gjennomsnittet 1 til 3 meter. US Coast Guard opererer den vanligste DGPS-korreksjonstjenesten, som består av et nettverk av tårn som mottar GPS-signaler og sender et korrigert signal av beacon-sendere. For å få det korrigerte signalet må brukerne ha en differensial beacon mottaker og fyr antenne i tillegg til deres GPS. Andre GPS-systemer Det finnes andre lignende systemer til GPS i verden, som alle er klassifisert som Global Navigation Satellite System (GNSS). GLONASS er et satellittkonstellasjonssystem bygget av Russland. Det europeiske romfartsselskapet skaper Galileo, mens Kina lager BeiDou. De fleste Garmin-mottakere sporer både GLONASS og GPS, og noen sporer selv BeiDou. Du kan forvente en mer pålitelig løsning når du sporer flere satellitter. Du kan spore nesten 20 med nyere Garmin-produkter. GPS-satellittsystemet De 31 satellittene som for tiden utgjør GPS-romsegmentet, er rundt jorden rundt 12.000 miles over oss. Disse satellittene beveger seg hele tiden, og gjør to komplette baner på mindre enn 24 timer. De reiser med hastigheter på rundt 7.000 miles i timen. Små rakettboosters holder hver satellitt som flyr på den riktige banen. Her er noen andre interessante fakta om GPS-satellittene: Det offisielle USDOD-navnet for GPS er NAVSTAR Den første GPS-satellitten ble lansert i 1978. En fullstendig konstellasjon av 24 satellitter ble oppnådd i 1994. Hver satellitt er bygget for å vare ca 10 år. Replacements blir stadig bygget og lansert i bane. En GPS-satellitt veier omtrent 2.000 pund og er ca 17 meter over med solpanelene utvidet. GPS-satellitter er drevet av solenergi, men de har reservebatterier ombord, i tilfelle en solformørkelse. Transmitteren er bare 50 watt eller mindre. Hva er signalet GPS-satellitter overfører minst 2 lav-effekt-radiosignaler. Signalene beveger seg etter synlinje, noe som betyr at de vil passere gjennom skyer, glass og plast, men vil ikke gå gjennom de fleste faste gjenstander, for eksempel bygninger og fjell. Imidlertid er moderne mottakere mer sensitive og kan vanligvis spore gjennom hus. Et GPS-signal inneholder 3 forskjellige typer informasjon: Pseudorandom-koden er en I. D. kode som identifiserer hvilken satellitt som overfører informasjon. Du kan se hvilke satellitter du får signaler fra på enhetens satellittside. Ephemeris-data er nødvendig for å bestemme en satellitts posisjon og gir viktig informasjon om helsen til en satellitt, nåværende dato og klokkeslett. Almanaksdata forteller GPS-mottakeren hvor hver GPS-satellitt skal være til enhver tid gjennom hele dagen, og viser orbitalinformasjonen for den satellitten og alle andre satellitter i systemet. GPS-signalfeilkilder Faktorer som kan påvirke GPS-signalet og nøyaktigheten, inkluderer følgende: Ionosfæren og troposfæren forsinkelser: Satellittsignaler sakte når de passerer gjennom atmosfæren. GPS-systemet bruker en innebygd modell for delvis å korrigere for denne typen feil. Signal multipath: GPS-signalet kan gjenspeile gjenstander som høye bygninger eller store steinflater før den når mottakeren, noe som øker signalets kjøretid og forårsaker feil. Mottakerklokkefeil: En mottaker innebygd klokke kan ha små tidsfeil fordi den er mindre nøyaktig enn atomklokkene på GPS-satellitter. Orbitalfeil: Satellittene rapporterte plasseringen er kanskje ikke nøyaktige. Antall satellitter som er synlige: Jo flere satellitter en GPS-mottaker kan se, desto bedre er nøyaktigheten. Når et signal er blokkert, kan du få stillingsfeil eller muligens ingen posisjonavlesning i det hele tatt. GPS-enheter vil vanligvis ikke fungere under vann eller underjordisk, men nye mottakere med høy følsomhet kan spore noen signaler når de er inne i bygninger eller under treverk. Satellitt geometrisk skygging: Satellittsignaler er mer effektive når satellittene befinner seg i vid vinkel i forhold til hverandre, i stedet for i en linje eller tett gruppering. Selektiv tilgjengelighet: USAs forsvarsdepartement har en gang brukt selektiv tilgjengelighet (SA) til satellitter, noe som gjør signaler mindre nøyaktige for å holde fiender fra å bruke svært nøyaktige GPS-signaler. Regjeringen slått av SA i mai 2000, noe som forbedret nøyaktigheten av sivile GPS-mottakere. Garmin på Twitter Garmin på Facebook Garmin på Instagram Garmin på Youtube Garmin på PinterestCalculating din egen GPS-nøyaktighet Garmin GPSMAP 62st I mitt innlegg på GPS-nøyaktighet gjorde jeg noen påstander om nøyaktigheten til GPS-enheter og brukte en grafikk som ble opprettet av en tredjepart som kan ha forvekslet problemet for noen mennesker, da det syntes å vise et annet nivå av nøyaktighet som jeg skrev om. Her er hvordan du bestemmer nøyaktigheten av din egen GPS, basert på et eksperiment jeg gjorde i forrige uke på to av mine egne enheter. Sett opp GPS GPS-en bruker jeg Garmin GPSMAP 62st (bildet til høyre). Slå på GPS-en og la den 8220settle8221 eller beregne posisjonen din. Hvis den hasn8217t vært på en stund, kan dette ta så lang tid som 15 minutter. Mens du er i stand til å konfigurere GPS-en for å registrere posisjonen uavhengig av hvor langt den mener det har beveget seg siden den siste beregningen. Noen GPS-enheter 8220filter8221 stiller seg slik at de ikke innfører avstander som har blitt reist. Dette er viktig for idrettsutøvere som bruker det til å spore hvor langt de kjører. Hvis du ikke gjør dette trinnet, vil resultatene bli veldig rart, da GPS bare registrerer brede svinger på plass. It8217 er sannsynligvis en god ide å sørge for at batteriene er friske. Velg et sted hvor GPS-en kan settes trygt i flere timer, og hvor den har en rimelig utsikt over himmelen, ligner på det du kanskje forventer under de forholdene du regelmessig bruker. Begynn å samle data Slett det nåværende sporet. Dette viktige trinnet 8220zeros8221 gjeldende innspilling av sporfilen, slik at vi starter med data that8217s nåværende, og 8220stable8221 8212 har GPS hatt tid til å finjustere posisjonen. We8217 er bare interessert i den nåværende posisjonen så lenge GPS ikke beveger seg. La GPS-enheten samle data i flere timer. Ikke flytt det. Det er her vi lar den lille enheten gjøre it8217s arbeidsinnsamlingsdata. Hent data Lagre sporet, og last det ned til datamaskinen. I mitt tilfelle er dataene i en GPX-fil. Jeg tok filen og konverterte latitudelongitude til UTM, fordi jeg vil uttrykke stillingen og feilen i forhold til målere. Deretter importerer jeg dataene i et regneark. Analyser data Finn gjennomsnittet av UTM-koordinatene (som er i meter), og bruk det for å beregne 8220delta X8221 og 8220delta Y8221 posisjonene ved å subtrahere gjennomsnittet X og mean Y for å lage to nye kolonner i regnearket. Beregn standardavviket for delta X og Y kolonner. Bruk standardavviket til å beregne CEP (50) - radien ved å bruke følgende formel: Hvor er standardavviket til easting-verdien, og er standardavviket til nordingen. I dette tilfellet er radiusen 6,06 meter. Deretter beregner du radiusen 2DRMS (95) ved hjelp av formelen: Den radiusen er 14,86 meter. Til slutt, plottet delta X og delta Y kolonner, og CEP og 2DRMS ringer for å hjelpe deg å visualisere nøyaktigheten. Jeg presenterer resultatene av mitt eksperiment, ebedded nedenfor. Regnearket for dataene som produserte dette diagrammet er tilgjengelig her. Kode for å lage diagrammet er tilgjengelig her. Alle som har problemer med å reprodusere disse resultatene, kan gjerne sende meg en GPX-fil og I8217ll sender deg en rask analyse av nøyaktigheten ved hjelp av denne metoden. For de som er interessert, er bildet av ovenstående diagram satt inn her, det kan brukes under Creative Commons lisens så lenge du krediterer kilden (meg). Del denne artikkelen: Jeg leser bloggen din med GPS-nøyaktighet (Beregner din egen GPS-nøyaktighet) og it8217s er virkelig nyttig for en ny fyr. Jeg vil gjerne stille noen spørsmål og vennligst vennligst vis meg hvordan du kommer til det: 1. Arbeidsflyten for å beregne GPS-nøyaktighet er: Få LATLONG - gt Oversett til UTM - gt Beregn DeltaX og DeltaY - gt Get Sigma (Standard Avvik) - gt Få CEP (50) - gt Få 2DRMS (95) - gt Draw Scatter-diagram. Kan jeg rette 2. Jeg vet ikke hvordan jeg skal oversette til UTM-koordinater, selv fra spredningsarket ditt. Det virker mye matematikk i oversettelsen. Jeg fant noen sider og studerte nå (uwgb. edudutchsUsefulDataUTMFormulas. htm). Denne siden ga et spreadsheet for å oversette LATLONG til UTM, men når jeg skriver inn dataene dine, kan jeg ikke få de samme UTM-koordinatene. Kan du vise meg hvordan du bruker det, eller vet du at noe bibliotek kan nå det (Java JavaScript Python etc.) 3. Kan jeg bruke JavaScript du oppgav i linken for å lage scatterdiagrammet Ja, ditt trinn 1 er riktig bortsett fra Jeg beregner gjennomsnittlig posisjon og bruker det for å få DeltaX og DeltaY. Hvis du er i nærheten av et grunnkontrollpunkt med en kjent posisjon, kan du bruke det som en kjent posisjon og beregne deltaX og Y derfra, og plott den i stedet. Jeg skrev faktisk min egen programvare for å konvertere fra GPX til en CSV med UTM konvertert. Noen andre kontaktet meg, og jeg rådet han til å bruke denne online-batch-omformeren earthpoint. usBatchConvert. aspx Dette forutsetter at du allerede har redigert GPX-filen i en CSV. Koordinatene i regnearket er faktisk Transverse Mercator (ikke 8220Universal8221), eller mer spesifikt er de 8220Popular Mercator Transform8221 som brukes av Google, Bing og andre online kartleggingsplattformer. Du bør kunne få de samme resultatene med UTM så lenge du ikke er nær en sonegrense. Ta gjerne det javascript jeg har på siden. Jeg ville være interessert i å se resultatene dine hvis du har tid til å e-post eller poste dem. Også, tror du dette er noe jeg burde skrive inn på en nettside slik at folk kan laste opp sine egne GPS-filer og jeg vil produsere scatterplot Beklager for sent svare. Jeg tror ikke CEP er familar til sluttbruker. Vi er manufactoring selskapet, så vi trenger å lære det. Men hvis du kunne tilby en onlinetjeneste, tror jeg det vil være veldig populært i denne bransjen8230ccc Kjenner du Garmin8217s DNRGPS-verktøy Det kan kalkulere CEP 2DRMS også. Men jeg bruker den til å verifisere med resultatet, it8217s er en liten stor varianse. Men personlig tror jeg at formelen din er riktig. Jeg har også en GPX for sammenligning. Er du interessert i å sammenligne denne GPX-filen med Garmin-verktøyet og ditt Takk for tipset på DNRGPS-verktøyet, hadde jeg hørt om det, men visste ikke det prøvde å beregne CEP. Jeg vil prøve det med dataene mine og se hva det står. It8217 er veldig hyggelig å ha lesere som deg. It8217s flott å lære dette emnet fra bloggen din. Jeg er den nyere av dette feltet og har ingen sunn fornuft av GPS, kart og cooridations. Hva jeg gjør er å registrere latitude lengdegrad på en Android-enhet, og deretter oversette til UTM easting northing (WGS84 8211 ibmdeveloperworkscnjavaj-coordconvert), så fikk CEP 2DRMS. Resultatet er annerledes med Garin DNRGPS verktøy, så jeg vil gjerne sjekke med ekspert experiecne :) Jeg har et spørsmål om datafilen. Jeg fikk ikke poenget for tallene under delta x og delta Y. takk Det var så interessant metode, jeg vil gjerne bruke den til masteroppgaven min, men jeg har problemer med å plotte diagrammet, jeg kunne ikke få det bra Jeg prøvde å dele regnearket mitt, men ga meg feil. kan du vennligst veilede meg i dette tilfellet. Amir I8217m ikke sikker på hva du mener med 8220tallene under delta x og delta y8221. Når det gjelder å plotte koordinatene, er det enklest å projisere dem inn i en 8220Web Mercator8221-projeksjon, som er antall meter i X og Y fra ekvator. Dette lar deg plotte posisjonen i meter og måle feilen i de samme enhetene. Nick Saunders sier: Hei Michael Takk for dine interessante innlegg. Jeg må innrømme, jeg trodde feilen vist på min GPS ville være på 95-nivået (1,96 sd), så det er interessant å finne ut at det ikke er slik. Jeg har et spørsmål skjønt. Jeg bor i Storbritannia og har en brukt GPSMAP 60Cx med Topo UK installert. Jeg bruker den til bevaringsarbeid, for å finne nestkassene vi bruker til hasselbruken, og har nylig brukt den til å ta steder av radio-merkede adders (vår eneste giftige slange) på våre lokale åser. Jeg tar gjennomsnittlige avlesninger (knappen på mark Waypoint-siden) på gridref og den viser vanligvis omtrent 3-6m nøyaktighet i løpet av et par minutter, avhengig av hvor klar utsikten over himmelen er. Jeg bruker også den til å finne nye turer. Jeg plotter alle disse ved hjelp av Mapyx Quo-programvare på 1: 25000 UK-kartene. Spørsmålet mitt handler om metoden din for å måle nøyaktigheten til en GPS, da jeg alltid trodde at for å få et nøyaktig gridref måtte du i det minste gått nok til at enheten skulle triangulere it8217s posisjon med satellittene, og at hvis du bare holder det stasjonære vil nøyaktigheten forringes. Betyr dette at når du beveger deg, får du en mindre CEP enn når den er stasjonær eller er dette feil Jeg har gjort en kort prøveperiode for å ta avlesninger når du holder GPSen min stasjonær, og plottet til det statiske 8216track8217 er en tilfeldig vandring over 20m over ca 4 timer, når det faktisk er bare på et bord i hagen. Jeg kan se at du kunne bruke statistikk (som du viser) med et stort antall mål over tid for å få et godt estimat av stillingen på denne måten, men reduserer bevegelsens mangel nøyaktigheten av beregningen av CEP så langt som Jeg kan fortelle at GPS-mottakeren ikke trenger å få en løsning. GPS-beregningen kan veldig grovt beskrives som 8220triangulation8221, men matematikken er mye mer involvert, og for lang til å gå inn her. Det er nok å si at det må være minst to, helst tre GPS-satellitter i sikte (motta et sterkt signal) for å oppnå 8220triangulation8221, og det er alt som kreves. Flytting av mottakeren hjelper ikke. Interessant, det er noe du kan gjøre hvis du vet at mottakeren din normalt vil bevege seg, slik det er tilfelle for bil GPS-enheter. It8217s 8220expensive8221 å utføre beregningene for å utlede en løsning, eller en 8220fix8221. Hvis du er en utvikler av en GPS-enhet som du kno normalt skal flytte meg til, kan du kaste ut beregninger tidlig når du vet at løsningen skal være lav kvalitet, enten på grunn av dårlig signal eller annen test for mengden av feil i løsningen. For eksempel, there8217s en 8220multipath8221 effekt når GPS-signalet hopper av en gjenstand (bygning, fjell etc) som vil introdusere feil i beregningen. Hvis du flytter, kan du bare kaste ut beregningen og ta en annen prøve i noen mikrosekunder, da forhåpentligvis er flerveis-effekten borte fordi mottakeren flyttet. Det er mange andre 8220hacks8221 som en flyttbar GPS-enhet kan bruke til å få det til å se ut som nøyaktigheten er høyere enn den er. Ved å bruke et Kallman filter, kan enheten forsøke å forutsi neste posisjon basert på tidligere posisjoner. Bil GPS-enheter kan også 8220snap8221 til en vei, noe som gjør at det ser ut til at det er veldig nøyaktig når det faktisk er at8217s gjetter stedet basert på høyest sannsynlighet. Sammendrag, mangel på bevegelse reduserer ikke nøyaktigheten. Den 20m drift du observerer er normal, og ligner på det jeg ser her. Faktisk bør du også legge merke til at feilen skiller seg litt mer i nordlig orientering, da nøyaktigheten er litt lavere for breddegrad. Var WAAS aktivert (Det ser ut som det er som standard) Håndboken for denne enheten sier at med WAAS skal enheten ha et konfidensintervall på 95 til 3-5 meter. Det virker ganske langt unna det som vises her. Artikkel av Darren Griffin Da jeg først skrev denne artikkelen tilbake i 2002, var forbrukergrads-GPS veldig ny, veldig dyr og veldig sjelden. Derfor hadde de fleste av dem som valgte å investere i GPS-maskinvare, en interessert i å oppdage hvordan denne teknologiske vidunderet fungerte. Tilbake i 2001 da kartbasert GPS-navigasjon først ankom, kunne nye brukere ikke tro at systemet var gratis uten serviceplan og ingen kontrakt, hva var fangsten de alle spurte, og så frøet til en ide som ble denne forklaringen ble født . 6 år på GPS er vanlig, en varevare som ikke lenger er fantastisk eller å bli beundret på. Vi åpner boksen, slår på og bruker den med liten tanke til teknologien som driver den. Men det er fortsatt verdt å forklare hvordan en liten svart boks satt på dashbordet eller holdt i hånden, kan vite hvor du er hvor som helst på overflaten av planeten til en nøyaktighet på ca 10m for forbrukerklasse og 10mm for undersøkelsesgrad enheter som enheten på Dashet ditt mottar et signal fra en satellitt som kretser over deg i en høyde på over 11000 miles. Ikke dårlig for en enhet som ikke er koblet til en 2m tallerken. Global Positioning System (GPS) - nettverket vi alle bruker heter Navstar og betales for og drives av det amerikanske forsvarsdepartementet (DoD). Dette Global Navigation Satellite System (GNSS) er for øyeblikket det eneste fullt operative systemet, men Russland har GLONASS, Kina har COMPASS og EU har Galileo hver på ulike stadier av utvikling eller testing. Navstar var som et militært system opprinnelig designet og reservert for militær bruk, men sivile brukere fikk adgang i 1983. Dengang ble nøyaktigheten for sivile brukere forsettlig forringet til - 100m ved hjelp av et system som kalles Selective Availability (SA) men dette ble eliminert i mai 2000. Satellittnettverket GPS-satellittene overfører signaler til en GPS-mottaker. Disse mottakere mottar passivt satellittsignaler de ikke sender og krever uhindret utsikt over himmelen, slik at de bare kan brukes effektivt utendørs. Tidlige mottakere har ikke opptrådt godt innenfor skogkledde områder eller i nærheten av høye bygninger, men senere mottakerutformninger som SiRFStarIII, MTK etc har overvunnet dette og forbedret ytelse og følsomhet markant. GPS-operasjoner er avhengig av en svært nøyaktig tidsreferanse, som leveres av atomur ombord på satellittene. Navstar GPS Constellation Hver GPS-satellitt overfører data som angir plasseringen og den aktuelle tiden. Alle GPS-satellitter synkroniserer operasjoner slik at disse repeterende signalene overføres samtidig. Signalene, som beveger seg med lysets hastighet, kommer til en GPS-mottaker på litt forskjellige tider fordi noen satellitter er lenger unna enn andre. Avstanden til GPS-satellittene kan bestemmes ved å anslå hvor lang tid det tar for signalene for å nå mottakeren. Når mottakeren estimerer avstanden til minst fire GPS-satellitter, kan den beregne posisjonen i tre dimensjoner. Det er minst 24 operative GPS-satellitter til enhver tid, pluss en rekke reservedeler. Satellittene, som drives av US DoD, bane med en periode på 12 timer (to baner per dag) i en høyde på ca 11.500 miles som kjører på 9,000mph (3,9kms eller 14,000kph). Jordstasjoner brukes til å spore hver satellitts bane nøyaktig. Her er en interessant sammenligning. GPS-signalene overføres med en effekt som tilsvarer en 50 watt lyspære. Disse signalene må passere gjennom rom og atmosfære før de når satellitten etter en reise på 11.500 miles. Sammenlign det med et TV-signal, overført fra et stort tårn på 10 - 20 kilometer unna, med et effektnivå på 5-10.000 watt. Og sammenlign størrelsen på din TV-takmonterte antenne med den på GPS-en din, ofte skjult inne i selve saken. Det er så rart at det fungerer så godt som det gjør, og når en og annen hikke oppstår, vil du i det minste forstå årsakene til det. Signaler fra flere satellitter er påkrevd for å beregne en posisjon. Hvordan posisjon er bestemt. En GPS-mottaker kvitterer for satellittene, fordi denne informasjonen er inkludert i de overførte Ephemeris-dataene (se nedenfor). Ved å anslå hvor langt unna en satellitt er, mottakeren også kvitterer det er plassert et sted på overflaten av en imaginær sfære sentrert på satellitten. Det bestemmer da størrelsen på flere sfærer, en for hver satellitt og vet derfor at mottakeren er lokalisert hvor disse sfærene skjærer. GPS-nøyaktighet Nøyaktigheten av en posisjon bestemt med GPS, avhenger av mottakerens type. De fleste forbruker GPS-enheter har en nøyaktighet på ca -10m. Andre typer mottakere bruker en metode som heter Differential GPS (DGPS) for å oppnå mye høyere nøyaktighet. DGPS krever en ekstra mottaker fast ved et kjent sted i nærheten. Observasjoner laget av den stasjonære mottakeren brukes til å korrigere stillinger registrert av roving-enhetene, noe som gir en nøyaktighet større enn 1 meter. Hvordan er signalet Timet Alle GPS-satellitter har flere atomklokker. Signalet som sendes ut er en tilfeldig sekvens, hver del av den er forskjellig fra hverandre, kalt pseudo-tilfeldig kode. Denne tilfeldige sekvensen gjentas kontinuerlig. Alle GPS-mottakere kjenner denne sekvensen og gjentar den internt. Derfor må satellitter og mottakere være synkroniserte. Mottakeren plukker opp satellittoverføringen og sammenligner innkommende signal til sitt eget interne signal. Ved å sammenligne hvor mye satellitt signalet slenger, blir kjøretiden kjent. Hva består signalet av GPS-satellitter over to radiosignaler. Disse er betegnet som L1 og L2. En sivil GPS bruker L1-signalfrekvensen (1575,42 MHz) i UHF-båndet. Signalene beveger seg etter synlinje, noe som betyr at de vil passere gjennom skyer, glass, plast osv., Men vil ikke reise gjennom faste gjenstander som bygninger og fjell. GPS-signalet inneholder tre forskjellige biter av informasjon mdash en pseudo-tilfeldig kode. almanaksdata og ephemeris data. Pseudo-tilfeldig kode er ganske enkelt en I. D.-kode som identifiserer hvilken satellitt som sender informasjon. Du kan ofte se dette nummeret på satellittinformasjonen til GPS-enheten, og nummeret som er knyttet til hver signallinje, identifiserer hvilke satellitter det mottar et signal fra. Almanakdata er data som beskriver satellittbanenes orbitale kurs. Hver satellitt vil kringkaste almanakdata for hver satellitt. GPS-mottakeren bruker disse dataene til å bestemme hvilke satellitter den forventer å se i lokal himmel. Det kan da bestemme hvilke satellitter den skal spore. Med Almanac data kan mottakeren konsentrere seg om de satellittene den kan se og glemme de som ville være over horisonten og ute av syne. Almanakdata er ikke presise og kan være gyldige i mange måneder. Ephemeris-data er data som forteller GPS-mottakeren hvor hver GPS-satellitt skal være når som helst i løpet av dagen. Hver satellitt vil kringkaste sine EWN ephemeris-data som bare viser orbitalinformasjonen for den satellitten. Fordi ephemeris data er svært presise orbital og klokke korreksjon data nødvendig for presis posisjonering, er dens gyldighet mye kortere. Det sendes i tre seks sekunders blokker gjentatt hvert 30. sekund. Dataene anses for gyldige i opptil 4 timer, men forskjellige produsenter anser det for gyldig i forskjellige perioder, mens noen behandler det som foreldet etter bare 2 timer. Kaldstart forsterker Varmstart Forklares Ofte produsenter og vurderinger vil referere til Fabrikk, Kald og Varm Starttid. Forståelse av ovenstående kan disse bare forklares som følger: Fabrikkstart Alle data anses å være ugyldige. Cold Start Almanac-data er gjeldende, men Ephemeris er ikke eller har gått ut. Varm Start Både Almanak - og Ephemeris-data er gjeldende. For å beregne en PVT (posisjonhastighetstid) løsning, vil mottakeren lete etter satellitter basert på hvor den synes det ligger omtrent og almanakken hvis den er aktuell. Hvis den finner en eller flere av satellittene det forventer å se, vil den låses på den satellitten og begynne å laste ned ephemeris-data. Når data fra tre satellitter er mottatt, beregnes en nøyaktig posisjonsrett. Hvis du beveger deg mens du prøver å få en løsning, kan denne prosessen ta mye lengre tid enn det ville hvis du var stasjonær. Din mottaker må fullføre mottak av ephemeris-data uten feil, disse dataene blir overført i tre pakker. Skulle en pakke ikke bli mottatt helt uten feil, må den starte igjen. Klart å gjøre dette mens du flytter fører til mye høyere feilpriser og lengre reparasjonstider. Betraktelig mindre enn et sekund av avbrudd er nok til å bety at mottakeren må vente på neste overføring. Hvis du prøver en lås som har plassert mer enn et par hundre miles siden siste reparasjonen, vil ephemeris-dataene i de fleste tilfeller ikke lenger være gyldige. Mottakeren vil være på utkikk etter satellitter i himmelen over det som ikke kan ses på grunn av omplasseringen din. I dette tilfellet vil mottakeren starte en fabrikkstart og begynne å laste ned både almanak - og ephemeris-data. Dette vil forlenge starttiden for å låse betydelig. Dette er grunnen til at GPS-en din er så sakte å beregne en løsning når du slår den på i leiebilen din på flyplassen. QuickFix er en funksjon som leveres av enkelte produsentdepartementer. For å forstå hva QuickFix er, må du forstå detaljert hvordan en GPS beregner posisjonen din. For førstegangsberegningen må GPS-brikkesettet finne minst 4 satellitter med et sterkt nok signal (28 dBHz eller mer) og det må holde disse satellittene og signalstyrken i omtrent ett minutt for at den kan laste ned dataene fra satellitter som er avgjørende for å beregne posisjonen din (dette er ephemeris dataene forklart tidligere). Hvis GPS-mottakeren til enhver tid mister signalet til en hvilken som helst satellitt eller signalet faller under 28 dBHz, må det starte om igjen og spore den satellitten i et øyeblikk. I et scenario med ektefelle kan du for eksempel kjøre mellom høye bygninger (urban canyons, se nedenfor) og det mottatte GPS-signalet forandrer seg hele tiden. QuickFix-filen du laster ned fra internett, er en del av en løsning fra din GPS-chipprodusent. SiRF kaller deres løsning Instant Fix (I Edition) eller A-GPS (assistert GPS). Filen inneholder spesielt forberedte ephemeris data som er gyldig i 7 dager som din GPS-chip bruker i stedet for dataene mottatt fra satellitter for å beregne din første reparasjon. Dette gjør at brikken kan hoppe over quadownload ephemeris fra satellitequot-trinn og istedenfor å begynne å beregne posisjonen din umiddelbart etter at den er slått på. Dette tar omtrent 5-15 sekunder i gjennomsnitt. Signalstyrken som kreves for nedlasting av ephemeris data fra satellitter er 28dbHZ, mens signalstyrken som kreves for å beregne posisjonen din når GPS har mottatt ephemeris-dataene, er mye lavere bare 15 dBHz. Så en gyldig QuickFix-fil gjør det mulig for enheten å beregne posisjonen din på 5-15 sekunder i stedet for minuttet det ellers ville ta (hvis det er stasjonært), og senker den minimale signalstyrken som kreves for å beregne posisjonen din fra 28 dBHz til 15 dBHz. Hvis ditt GPS-brikkesett når som helst finner at Quickfix-ephemeris-dataene er ugyldige eller svært gamle, er det som standard å beregne posisjonen din på den tradisjonelle måten, dvs. å spore minst 4 satellitter med 28dbHz-signal kontinuerlig i omtrent et minutt. Kilder til GPS-signalfeil Faktorer som kan nedbryte GPS-signalet og dermed påvirke nøyaktigheten, omfatter følgende: Det er mange årsaker til stillingsfeil eller lavt signal. Jonosfæren og troposfæren forsinkelser Satellitt signalet bremser når det passerer gjennom atmosfæren. GPS-systemet bruker en innebygd modell som beregner en gjennomsnittlig mengde forsinkelse for delvis å korrigere for denne typen feil. Signal multi path Dette skjer når GPS-signalet reflekteres fra gjenstander som høye bygninger eller store steinflater før den når mottakeren. Dette øker signalets kjøretid, og forårsaker dermed feil. Mottakerklokkefeil En mottaker innebygd klokke er ikke like nøyaktig som atomklokkene ombord på GPS-satellittene. Derfor kan det ha svært små tidsfeil. Orbitale feil Også kjent som ephemeris feil, dette er unøyaktigheter av satellittene rapportert sted. Antall satellitter som er synlige Jo mer satellitter en GPS-mottaker kan kvote, sier jo bedre nøyaktigheten. Bygninger, terreng, elektronisk interferens, eller noen ganger til og med tett løvverk, kan blokkere signalmottak, noe som forårsaker posisjonsfeil eller muligens ingen posisjonavlesning i det hele tatt. GPS-enheter vil vanligvis ikke fungere innendørs, under vann eller under jord. Satellitt geometri skading Dette refererer til satellittets relative posisjon til enhver tid. Ideell satellitt geometri går ut når satellittene befinner seg i vidvinkel i forhold til hverandre. Dårlig geometri resulterer når satellittene befinner seg i en linje eller i en stram gruppering. Forsigtsverdig nedbrytning av satellittsignalet Selektiv tilgjengelighet (SA) er en forsettlig nedbrytning av signalet en gang er pålagt av U. S. DoD. SA was intended to prevent military adversaries from using the highly accurate GPS signals. The government turned off SA in May 2000, which significantly improved the accuracy of civilian GPS receivers. Some Satellite Facts Here are some other interesting facts about the GPS satellites: There are some 2,500 satellites of all types and purpose orbiting the earth . There are over 8,000 foreign objects orbiting the earth consisting of items like nose cones and panels from old satellites. an astronauts glove, spanner and more The first GPS satellite was launched in 1978. A full constellation of 24 satellites was achieved in 1994. Each satellite is built to last about 10 years. Replacements are constantly being built and launched into orbit. A GPS satellite weighs approximately 2,000 pounds and is about 17 feet across with the solar panels extended. Transmitter power is a mere 50 watts or less. For more information about satellites and GPS satellites in particular, visit NASAs web site where you will find a GPS Satellite tracker applet similar to below that allows you to track all of the 2,500 plus satellites that currently orbit our planet but more specifically you can track the Navstar network of satellites and see which ones are currently flying over your location. 2500 Satellites orbit the Earth