66 canales GPS para 22 satélites: ¿por qué el factor 3?

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Los chips GPS modernos pueden usar señales de muchos satélites al mismo tiempo para obtener una solución. Si bien normalmente son necesarios 4, un número mayor ayuda a mejorar la solución con algunos tipos de errores.

Como ejemplo para esta pregunta, el Adafruit Ultimate GPS utiliza un chip GlobalTop FGPMMOPA6H . Se dice que el Módulo tiene 66 canales y puede rastrear 22 satélites simultáneamente.

Mi comprensión básica de ( al menos la etapa de adquisición aproximada ) del procesamiento de la señal GPS es que la señal de la antena se amplifica, posiblemente se desplaza en frecuencia y se demodula. Todos los satélites emiten en la misma banda de frecuencia, pero la señal de cada uno está modulada por un código Gold único . Las señales se identifican por correlación: el chip decide qué satélites podrían estar por encima del horizonte y carga esos códigos Gold en los correlacionadores.

Hay alrededor de 32 satélites GPS, por lo que 22 es más que suficiente desde la superficie de la tierra (el espacio es una cuestión diferente).

Pero, ¿por qué hay 66 canales para 22 posibles satélites?

Leyendo esta respuesta "Necesitas un canal, por frecuencia, por satélite". parece que el factor de tres (66/22) podría provenir de la capacidad de rastrear las señales L1, L2 y L5, pero no estoy seguro de que eso esté sucediendo aquí. Sin embargo, esta respuesta El número de canales dentro de un receptor de Navegación es definitivamente más que una mordaza de marketing sugiere que L5 requiere dos correlacionadores por sí mismo.

¿Por qué 66/22?

UH oh
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Parece que los chips GPS modernos también pueden recibir glonass y galileo.
PlasmaHH
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Por canales se entiende correlacionadores. 3 correlacionadores descubrirían la señal 3 veces antes si el intervalo de exploración se divide en 3 intervalos.
Marko Buršič el
@ MarkoBuršič gracias! - escanear sobre qué parámetro exactamente?
uhoh
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@uhoh sobre el intervalo de tiempo: en.wikipedia.org/wiki/Cross-correlation
Marko Buršič
@ MarkoBuršič OK, como se discutió aquí anteriormente?
uhoh

Respuestas:

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Adafruit Ultimate GPS no es de ninguna manera representativo de todos los receptores GPS existentes. Muchos buenos receptores tienen más canales que eso; 256 es común en dispositivos de gama alta. Tenga en cuenta que 256 no es divisible por 3, por lo que el factor de 3 que está viendo es una pista falsa.

Además, rara vez recibe una señal de 22 satélites, y no es necesario tener una solución. Tener una señal de 7-10 satélites es bastante común en condiciones del mundo real.


Dmitry Grigoryev
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¡Guauu! ¿Cómo podrían usarse 256 canales al mismo tiempo? Aprecio que este sea solo un ejemplo para comenzar la conversación, pero wow, ¿una cantidad tan grande de correlacionadores implica que puede funcionar simultáneamente con múltiples constelaciones (GPS, Glonass, Galileo, BeiDou ...)?
uhoh
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256 canales se utilizan para buscar satélites. Vea si esto responde a su pregunta sobre cómo se usan 256 canales.
Dmitry Grigoryev
¿Los satélites GPS cambian los códigos Gold de adquisición aproximada (C / A) con el tiempo? Pensé que estaban asignados, fijos y conocidos , que solo necesitarías buscar los 32 códigos asignados a los 32 satélites.
uhoh
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Ah - compensaciones! Ok lo tengo. Un grupo de correlacionadores puede estar buscando el mismo código, pero compensado secuencialmente por (por ejemplo) la mitad de un "chip" (el chip es un bit del código largo de 1023 bits) por correlacionador.
uhoh
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Sí. También hay una variación de frecuencia debido al efecto Doppler, y tienes que multiplicar el número de fases posibles por el número de frecuencias posibles para encontrar el número de intentos de correlación.
Dmitry Grigoryev
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Ellos entendieron que se debía al método de trabajo de los correlacionadores. Como se menciona en la pregunta, cada satélite tiene su propio código único.

Si está comenzando desde el arranque en frío, el chip no sabe qué satélites están en el cielo, porque no sabe la hora y no sabe dónde está, por lo que debe hacer una búsqueda exhaustiva. Aquí es donde tener más correlacionadores ayuda mucho. En lugar de simplemente cargar los satélites esperados, carga tanto como puede y luego trabaja desde allí. Esto puede ser especialmente problemático para dispositivos pequeños con poca memoria o sin memoria propia y sin forma de acceder a Internet para A-GPS.

AndrejaKo
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OK, eso es muy interesante y tiene sentido. ¿Quiere decir que esta es una forma de establecer qué satélites están "activos" sin efemérides? Si no se requiriera un arranque en frío, ¿se necesitarían solo 22 canales, o esta es solo una de las razones por las cuales los correlacionadores 3n están presentes?
uhoh
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Las primeras unidades tenían solo los 4 canales necesarios para hacer una reparación, o tal vez hasta 12 para mejorar el resultado. Algunos sistemas tienen un canal de hardware multiplexado por división de tiempo. gpsinformation.org/dale/why12.htm
pjc50