Onderwerp: Vervanging electronisch compas

WindVector schreef :
De vraag is dan wat "een beetje GPS", dan wel is. Voorbeelden misschien? Natuurlijk survey GPSen zoals Trimble even daargelaten.

Blijkbaar gebruikte de populaire SiRF3 chip 10 jaar geleden al Doppler frequentieverschuiving voor het meten van snelheid. Aangezien dit de nauwkeurigste en dus geprefereerde methode is, lijkt het mij dat we mogen aannemen dat de latere SiRF4 en ook andere meer recente GPS chips die meerdere satellietsystemen ondersteunen dit ook doen. Het is niet iets dat je in de specificaties aantreft.

37south schreef :
Mogelijk staat er iets over de nauwkeurigheid van de snelheid in de specificatie:
Als er dan iets staat in de ordegrootte van RMS 0.1 kts (= 0.1852 km/h = 0.05 m/s) betekent dat dat er gebruik gemaakt wordt van Doppler om de snelheid te bepalen. Dat redt je niet met snelheid op basis van afstandsverschil/tijdsverschil.

Eerder werd gesteld dat COG niet stabiel genoeg zou zijn om op te sturen, dat daarom filtering nodig is, wat vertraging zou veroorzaken. Mijn testje met Ublox GPSje in rubber dinghy leverde raw NMEA data op met redelijk stabiele maar ongefilterde COG met een paar uitschieters, maar sturen op verspringende getalletjes is sowieso moeilijk. Analoog weergegeven mbv kompasroos met wat demping maakt het wel bruikbaar. Ik heb daarom dezelfde raw data iNavX ingevoerd, waarin analoge weergave van COG mogelijk is. Het filmpje laat het resultaat zien. M.i. wel goed bruikbaar voor sturen:

View My Video

n.b. De sterke draai is bewust gemaakt voor de test.

Nachtvlinder schreef :
Nachtvlinder,
Nog even hierop terugkomend, misschien enigszins off-topic:
Vandaag nog wat met Zeus en B&G compass gespeeld. Tot mijn schande moet ik toegeven dat ik totaal vergeten was dat er wel een mogelijkheid is om SOG/COG filter in te stellen.
Ga naar settings>device list. Kies kompas (jouw Lowrance is hetzelfde als mijn B&G) en selecteer "Configure". Hier kun je SOG/COG filter aan/uitzetten en kiezen tussen low, medium en high. Ook kun je de frequentie van positiebepaling instellen.
Ik ben benieuwd hoe je raw data grafiekje eruit ziet bij verschillende filterinstellingen.

Ga ik proberen, maar het zou me verbazen indien dit de output uit het instrument zelf beinvloedt. Denk slechts de weergave; we gaan het zien!

Nb staat bij het specifieke device zeg je? Dan is het wss wel een apparaatsetting!

Nachtvlinder schreef :
Ja echt de GPS zelf (uit device list), dus niet een plotter setting.

henkvd schreef :
Dat is misschien waar voor goedkopere chipsets, maar zeker niet voor de betere. Voor GPS speed windsurfing wordt expliciet gebruik gemaakt van chipsets die de snelheid _wel_ uit doppler halen, dat gaat veel nauwkeuriger. Ublox is één van de fabrikanten die juist ook chipsets heeft die wel doppler metingen gebruiken. Het staat helaas bij de meeste apparaten niet in de specificaties of dit het geval is.

Ik probeer om een paar zeken nog even wat te verduidelijken (zal waarschijnlijk averechts werken, maar vooruit, het is een forum . Voor geïnteresseerden kun je in dit boek een hoop antwoorden vinden:

www.navipedia.net/GNSS_Book/ES...Book_TM-23_Vol_I.pdf


Een GNSS (verzamelterm voor alle globale systemen om het niet amerikaans-specifiek te maken) lost zijn positie op met 4 afstand metingen. Dat zijn eigenlijk 'reistijd' metingen.

- het signaal bevat de tijd dat het verzonden is van de satelliet
- je meet de tijd van aankomst
- vermenigvuldig met de lichtsnelheid en je hebt afstand

Dat is de basis van de basis. Er komen nog zo'n 20 foutbronnen bij die je wilt wegpoetsen, maar dat zijn details. Er is 1 groot probleem: je lokale klok in je receiver loopt fout (soms heel erg fout). Daarom heb je 4 metingen nodig en niet maar 3 (theoretisch kun je met 3 afstandmetingen al je plaats bepalen als je weet dat je ergens op aarde zit). Met de 4e meting kan de klokfout bepaald worden.

Dus:

- 4 afstandmetingen
- 4 onbekenden (x, y, z, t)
- vergelijking oplossen (iteratief afschatten)
- tadaa, positie.

Doppler komt om de hoek bij het uitlezen van de signalen. Omdat jij beweegt maar belangrijker nog omdat de satelliet HEEL HARD beweegt, blijft de frequentie van het ontvangen signaal niet gelijk. De receiver moet dus continu zoeken naar de frequentie waarmee het signaal binnenkomt. Dat zit ingebouwd en wordt steeds bijgesteld. Voor iedere satelliet die je volgt kent je receiver dus de doppler verschuiving (zelfs de meest simpele receiver moet dat doen).

Het positie-probleem kun je nu herschrijven naar een snelheidsprobleem, en dat kan je oplossen met 4 doppler metingen.

- meet 4x een dopplerverschuiving
- Dit worden 4 relatieve snelheidsmetingen
- los 4 onbekenden op: v_x, v_y, v_z en t

Zoals je ziet is dat probleem niet moeilijker dan het positieprobleem, vandaar dat veel receivers het kunnen. Er zijn er ook die het wel kunnen, maar niet via NMEA wegschrijven (of niet met hoog genoege frequentie). Helaas is vaak niet duidelijk uit de specs wat de receiver precies doet intern.

Ten slotte de reden dat het afleiden van SOG en COG uit 2 posities niet goed werkt: er zit veel ruis op een GPS positie (meters). 2 opeenvolgende metingen kunnen dus zomaar een meter uit elkaar liggen. Gemiddeld klopt het best, maar als je uit die ruis snelheden gaat schatten dan beweeg je (stilstaand) toch alle kanten op. Als je hard beweegt valt dat niet zo op, maar lopend of zeilend dus wel. Vanwege die ruis passen de meeste receivers wel enige vorm van filtering toe op de resultaten, in ieder geval voor display weergave.

Goede samenvatting!