Quali dati vengono inviati dai satelliti GPS ai ricevitori?


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So più o meno come funziona il sistema GPS. Ma vorrei capirlo in modo più dettagliato. Esattamente quali dati vengono inviati da un satellite GPS a un ricevitore GPS?

Penso che ci siano più tipi di dati, poiché quando avvio un ricevitore GPS, ci vuole del tempo prima che diventi utile. Come quello che so questo è perché il ricevitore attende alcuni dati che non vengono ricevuti molto spesso. Suppongo che il segnale GPS utilizzato per la posizione venga inviato più spesso, ma non lo so.

C'è qualcuno che può spiegarlo in modo più dettagliato? O hai un link utile?

Risposte:


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Il segnale GPS contiene 3 parti:

  • Un ID satellite (chiamato Pseudo Random Code)
  • Dati dell'almanacco (informazioni orbitali per tutti i satelliti)
  • Dati effemeridi (le informazioni orbitali per il singolo satellite in questione, comprese le informazioni molto precise sull'orologio necessarie per calcolare la distanza)

Fondamentalmente, l'almanacco consente al ricevitore di sapere quali satelliti cercare. Indica quale DOVREBBE essere in vista a questo punto, ma ovviamente qualcosa potrebbe bloccarne la vista. Ma prima che i dati sulle effemeridi siano stati ricevuti per almeno 3 satelliti, non è possibile fornire una posizione (2D). Tali dati vengono trasmessi ogni 30 secondi.

Il ricevitore può memorizzare nella cache le informazioni sull'almanacco ma i dati delle effemeridi non possono essere memorizzati a lungo nella cache (principalmente a causa della deriva dell'orologio), quindi attendere la ricezione di nuovi dati di effemeridi è generalmente ciò che sta causando il tempo di avvio sui ricevitori GPS.


I dati dell'almanacco contengono UTC assoluto o anche solo un offset?
TJJ

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C'è anche un segno tic (non il termine giusto -è da un po ') che viene inviato all'inizio dell'intero secondo per consentire il calcolo indietro alla posizione effettiva al momento della ricezione del segnale. Guarda Forward Forward Correction per una spiegazione migliore: http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals . L'abbiamo usato nella fotografia aerea e abbiamo scoperto che c'era spesso un ritardo fino a .4 sec per calcolare e trasmettere la posizione GPS dal dispositivo. Sapere quando è arrivato il tic significava che potevamo lavorare all'indietro e assegnare una posizione leggermente più accurata alla foto.


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Per aggiungere alla risposta di Cumbayah, il codice pseudo-casuale porta anche il timestamp che consente al ricevitore di sapere esattamente a che ora è stato trasmesso il segnale che sta ricevendo. La triangolazione che il ricevitore fa dipende dalla conoscenza del tempo di viaggio dei segnali radio da ciascun satellite. Il codice pseudo-casuale è predisposto, quindi il ricevitore lo conosce in anticipo e sa quando una determinata parte di esso ha avuto origine dal satellite. È tutto diabolicamente intelligente. La pagina di Wikipedia all'indirizzo http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals è abbastanza buona.


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Ogni satellite invia tempo esatto (atomico) e il ricevitore GPS calcola grazie ad esso, è la sua posizione. Ci sono anche alcuni dati aggiuntivi, come la posizione del satellite (almanacco), che è anche necessario per eseguire calcoli, e alcune cose minori.

Al fine di aumentare la precisione, i dati possono essere inviati su due diverse frequenze (L1 che è disponibile per tutti e L2 che è limitato per le forze armate statunitensi).


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L2 è disponibile anche per il grande pubblico. Hai solo bisogno di avere un GPS che acquisisca i dati in frequenza L2.
George Silva,

Nel progetto iniziale, la frequenza L2 portava solo il segnale militare preciso. Da allora è stato migliorato per portare anche un segnale civile meno preciso. Il GPS a doppio ricevitore può utilizzare entrambi i segnali civili per annullare alcune fonti di errore.
JasonBirch,
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