Совместное использование GPS и ГЛОНАСС

Dmitry67 · Post by **Dmitry67** » 24 May 2012 19:28

насколько я понимаю, спутники глонасс и GPS не могут быть использованы совместно. Поясню мысль:

1. Берем видимые спутники GPS и получаем координату GPS
2. Берем видимые спутники ГЛОНАСС и получаем координату ГЛОНАСС
3. Дальше усредняем? Пересекаем круги погрешностей?

Но не так:

1. Берем все видимые спутники (GPS + ГЛОНАСС)
2. Определяем общую координату

Поясню если описал запутано. Как известно, для определение координаты нужно минимум ТРИ спутника. Я почти уверен, что если видны ДВА спутника GPS и ДВА спутника ГЛОНАСС то координата не определится, потому что каждая из систем отдельно не сработает.

почему я так думаю? потому что чтобы совместно использовать спутники ('смесь' из спутников) у них должны быть общие атомные часы с единой синхронизацией (как минимум) и еще много чего. Так что дельта по времени прихода сигнала между однородними спутниками дает информацию, а от разных - мало полезна (ну там плюс минус километр).

Post by **mitnlag** » 24 May 2012 20:33

Раз у нас тут клуб мыслителей, я тоже выдам непроверенную, но правдоподобную информацию.

Я думаю, что 2+2 сработает.

Скажем, приемник gps отличненько принимает время со всех спутников. Видит, что расхождение меньше какого-то threshold. Значит, можно юзать.

flip_flop · Post by **flip_flop** » 24 May 2012 20:34

Насколько я понимаю - это не так. Возможны как первый так и второй подходы. Во втором случае можно использовать общий локальный задающий генератор с отдельными трактами, синхронизированными соответственно с [GPS] и [GLONASS]. Имея два синхронизированных сигнала совместно с задающим сигналом, можно откалибровать и учесть разницу. Примерно так, чисто гипотетичееки и концептуально

Будет ли полученный сигнал более точным? Не знаю, зависит от многих факторов. Могу предположить, что некоторое дополнительное подавление шума возможно при таком подходе. Как всегда, "черт в деталях". У нас есть спецы по навигационным системам?

Dmitry67 · Post by **Dmitry67** » 24 May 2012 20:48

GPS использует особое GPS time
Какое время использует ГЛОНАСС, я не нашел

olis · Post by **olis** » 24 May 2012 21:14

Dmitry67 wrote: почему я так думаю? потому что чтобы совместно использовать спутники ('смесь' из спутников) у них должны быть общие атомные часы с единой синхронизацией (как минимум) и еще много чего. Так что дельта по времени прихода сигнала между однородними спутниками дает информацию, а от разных - мало полезна (ну там плюс минус километр).

Почему? Там ведь единая система уравнений. Координаты спутников + время прхождения сигнала. Часы синхронизируются отдельно для GPS, отдельно для Глонасс. Это не помешает определить сколько сигнал идет до приемника.

Post by **Gross** » 24 May 2012 22:24

Если я правильно помню 2+2 решение возможно, но только для получения координат, без высоты. Но это решение будет хуже по точности чем 3 жпс - глонасс ухудшает точность. Помню что для совместного решения все данные от обеих систем сводились в матрицу, но глонассовские данные брались с весовым коэффициентом.

Dmitry67 · Post by **Dmitry67** » 25 May 2012 05:02

olis wrote:
Dmitry67 wrote: почему я так думаю? потому что чтобы совместно использовать спутники ('смесь' из спутников) у них должны быть общие атомные часы с единой синхронизацией (как минимум) и еще много чего. Так что дельта по времени прихода сигнала между однородними спутниками дает информацию, а от разных - мало полезна (ну там плюс минус километр).
Почему? Там ведь единая система уравнений. Координаты спутников + время прхождения сигнала. Часы синхронизируются отдельно для GPS, отдельно для Глонасс. Это не помешает определить сколько сигнал идет до приемника.

Потому что чип GPS никогда не определяет, 'сколько сигнал идет до приемника' - для этого в приемнике должны быть очень точные часы, а их то у него и нет. А если бы были, то GPS мог бы работать по ДВУМ спутникам (пересечение двух окружностей дает две точки, как правило далеко расположенные друг от друга)

GPS работает по более сложной системе уравнений, основанной на РАЗНОСТИ времени приема сигналов между спутниками, при этом 'свое' время точно неизвестно. Для этого важно чтобы сигналы спутники посылали в одно время. А время как раз у разных систем разное. То есть разницу межну сигналами от двух спутников GPS или ГЛОНАСС использовать можно, а между двумя спутниками GPS/ГЛОНАСС - нельзя.

Medium-rare · Post by **Medium-rare** » 25 May 2012 05:21

Dmitry67 wrote: Потому что чип GPS никогда не определяет, 'сколько сигнал идет до приемника' - для этого в приемнике должны быть очень точные часы, а их то у него и нет.

http://www.beaglesoft.com/gpstechnology.htm

How GPS Works
Here's how GPS works in six logical steps:

The basis of GPS is "triangulation" from satellites.
To "triangulate," a GPS receiver measures distance using the travel time of radio signals.
To measure travel time, GPS needs very accurate timing which it achieves with some tricks.
Along with distance, you need to know exactly where the satellites are in space. High orbits and careful monitoring are the secret.
You must correct for any delays the signal experiences as it travels through the atmosphere.
Finally (for us), you can now obtain the precise time from the GPS satellites.

В известном мне совершенно недорогом GPS чипсете есть двое часов. Одни малоточные (просто электронные часы от кварца, кажись), другие высокоточные (oscillator какой-то). Высокоточные часы большую часть времени отключены. Они потребляют в тысячу раз больше энергии, чем низкоточные. Низкоточные включены всё время, и высокоточные включаются только примерно раз в полчаса либо в момент включения GPS. Высокоточные часы инициализируются временем от низкоточных часов в момент включения, а затем корректируются по времени транслируемом спутниками с так называемой "средневзвешенной" ошибкой или вроде того (не помню термин, но три-четыре спутника сразу подскажут правильное время). Собственно высокоточные часы выдерживают точное время за которое идёт сверка абсолютного времени со спутниками. На восстановление времени в высокоточных часах уходит некоторое время, там есть тайм-аут, секунды. Это всё делается для *коррекции* низкоточных часов от высокоточных, затем высокоточные отключаются. За полчаса на низкоточных набегает достаточное отклонение (от температуры зависит), и потому цикл повторяется снова.

Medium-rare · Post by **Medium-rare** » 25 May 2012 05:41

Dmitry67 wrote:насколько я понимаю, спутники глонасс и GPS не могут быть использованы совместно.

Могу вам дать точный адрес по которому занимаются их совместным использованием, одна из десятка компаний.

Dmitry67 wrote: Поясню если описал запутано. Как известно, для определение координаты нужно минимум ТРИ спутника. Я почти уверен, что если видны ДВА спутника GPS и ДВА спутника ГЛОНАСС то координата не определится, потому что каждая из систем отдельно не сработает.

Я не очень большой специалист в математике GPS, но
http://firebug.sourceforge.net/gps_tests.htm

GPS Receiver Acquisition Time

All GPS units require a certain amount of time to acquire 4 satellites, the minimum number needed for fixing a position (3 for space, 1 for time). Most GPS receivers implement tracking in a reduced power mode that enables fixes to be computed very rapidly when switched to a fully alert state. For the LeadTek 9546, test was performed to investigate the acquisition times necessary for a sequence of cold starts.

На практике GPS и Glonass просто параллельно считают предварительные данные для position fix, и чем больше спутников, тем точнее фикс. И можно повыбрасывать из расчёта спутники со слабым сигналом с обоих систем и по сильным с обоих даже рассчитать быстрее.

Что ещё, как мне изменяет склероз, реально помогает в симбиозе GPS и Glonass, так это разные орбиты обоих систем. У одной системы меньшая погрешность по долготе (longitude), а у другой по широте (latitude). Математики из этого выжимают порядок точности.

olis · Post by **olis** » 25 May 2012 10:34

Dmitry67 wrote: Потому что чип GPS никогда не определяет, 'сколько сигнал идет до приемника' - для этого в приемнике должны быть очень точные часы, а их то у него и нет. А если бы были, то GPS мог бы работать по ДВУМ спутникам (пересечение двух окружностей дает две точки, как правило далеко расположенные друг от друга)

Точное время транслируется со спутника. Там не окружности пересекаются, а сферы. Для 2D fix ( без вычисления высоты) достаточно 3 спутников

Medium-rare · Post by **Medium-rare** » 25 May 2012 17:41

Вспомнил, как осциллятор у них называется на их lingo. TCXO, очень точную дельту времени даёт.

Зырянин · Post by **Зырянин** » 25 May 2012 18:02

глонасс нельзя использовать с гпс.

и вообще лучше использовать.

если за 20 лет систему полностью не смогли запустить - это значит что система не только нежизнеспособна, но и нафиг никому не нужна.
грубо говоря, это чисто российские понты.

olis · Post by **olis** » 25 May 2012 18:18

Зырянин wrote:глонасс нельзя использовать с гпс.

и вообще лучше использовать.

если за 20 лет систему полностью не смогли запустить - это значит что система не только нежизнеспособна, но и нафиг никому не нужна.
грубо говоря, это чисто российские понты.

Дык используют ведь

Post by **mitnlag** » 25 May 2012 18:39

Зырянин wrote:глонасс нельзя использовать с гпс.

и вообще лучше использовать.

если за 20 лет систему полностью не смогли запустить - это значит что система не только нежизнеспособна, но и нафиг никому не нужна.
грубо говоря, это чисто российские понты.

То, что систему за 20 лет не запустили значит лишь то, что систему за 20 лет не запустили. Там проблемы административно-планового характера. Никакого отношения к точности позиционирования это не имеет.

Dmitry67 · Post by **Dmitry67** » 25 May 2012 18:53

olis wrote:
Dmitry67 wrote: Потому что чип GPS никогда не определяет, 'сколько сигнал идет до приемника' - для этого в приемнике должны быть очень точные часы, а их то у него и нет. А если бы были, то GPS мог бы работать по ДВУМ спутникам (пересечение двух окружностей дает две точки, как правило далеко расположенные друг от друга)
Точное время транслируется со спутника. Там не окружности пересекаются, а сферы. Для 2D fix ( без вычисления высоты) достаточно 3 спутников

Транслируется... и приходит на приемник с задержкой. Зависящей от расстояние. Которое мы и пытаемся определить

Поэтому двух спутников и не хватает. Еще раз - если ыб вы знали точное время, то очевидно двух спутников достаточно

flip_flop · Post by **flip_flop** » 25 May 2012 19:05

mitnlag wrote:
Зырянин wrote:глонасс нельзя использовать с гпс.

и вообще лучше использовать.

если за 20 лет систему полностью не смогли запустить - это значит что система не только нежизнеспособна, но и нафиг никому не нужна.
грубо говоря, это чисто российские понты.
То, что систему за 20 лет не запустили значит лишь то, что систему за 20 лет не запустили. Там проблемы административно-планового характера. Никакого отношения к точности позиционирования это не имеет.

Сентенция о том, что не смогли, не соответствует деиствительности. Усилиями советской школы, советских инженеров и ученых (ваш покорный слуга тоже к этому приложил руки) была заложена база, которая позволила уже России запустить систему. "В декабре 1995 года спутниковая группировка была развернута до штатного состава — 24 спутника." Потом последовал развал империи, космонавтов забывали снимать с орбиты, многие сотрудники разбежались (опять же таки...), глонасс тоже развалился и, к сожалению, он с самого начала был ненадежен по носителям - спутники валились только так... Тем не менее, у меня в кармане обычный ширпотребовский смартфон, изготовленный "бездуховной корейской фирмой", который поддерживает и гпс и глонасс, как бы не это не нравилось некоторым излишне категорическим представителям народа коми.

П.С. "Дык, используют же." (с) Дык!

Medium-rare · Post by **Medium-rare** » 25 May 2012 19:13

flip_flop wrote: Тем не менее, у меня в кармане обычный ширпотребовский смартфон, изготовленный "бездуховной корейской фирмой", который поддерживает и гпс и глонасс, как бы не это не нравилось некоторым излишне категорическим представителям народа коми.

А GPS чипсет спроектирован и запрограммирован одной из бездуховных фирм на пространстве между и включая Сан Хозе - Саннивейл. Напечатан в Тайване.

Post by **Gross** » 25 May 2012 19:35

Если мне память не изменяет решение 2+2 возможно только при "теплом" старте, т.е. когда есть не устаревшие эфемериды с альманахом + калибровка внутренних часов еще не устарела. В приборах, с которыми я работал часы имели точность 10е-6 точность, скорость ухода временной шкалы, правда не помню

olis · Post by **olis** » 25 May 2012 19:44

Dmitry67 wrote:
olis wrote:
Dmitry67 wrote: Потому что чип GPS никогда не определяет, 'сколько сигнал идет до приемника' - для этого в приемнике должны быть очень точные часы, а их то у него и нет. А если бы были, то GPS мог бы работать по ДВУМ спутникам (пересечение двух окружностей дает две точки, как правило далеко расположенные друг от друга)
Точное время транслируется со спутника. Там не окружности пересекаются, а сферы. Для 2D fix ( без вычисления высоты) достаточно 3 спутников
Транслируется... и приходит на приемник с задержкой. Зависящей от расстояние. Которое мы и пытаемся определить
Поэтому двух спутников и не хватает. Еще раз - если ыб вы знали точное время, то очевидно двух спутников достаточно

Время - 4-е неизвестное в системе уравнений. Оно точно так же вычисляется, как и координаты. Потому и требуется 4 спутника. Или 3 в случае 2D fix когда высота принимается равной 0.
Как может хватить 2 спутников если пересечение 2 сфер дает окружность?

Dmitry67 · Post by **Dmitry67** » 25 May 2012 20:00

olis wrote:Как может хватить 2 спутников если пересечение 2 сфер дает окружность?

Если у вас есть точное время, то по запаздыванию сигнала вы можете точно определить расстояние до каждого из двух спутников
Рассмотрим первый спутник. Итак, мы знаем расстояние до него. Множество точек, которые находятся от него на одном расстоянии есть сфера
Пересечение сферы с земной поверхностью это (приблизительно) окружность.
Второй спутник дает вторую окружность.
Пересечение двух окружностей на поверхности земли дает две (как правило очень далекие друг от друга) точки
Вот и все...

olley · Post by **olley** » 25 May 2012 20:07

Маленький вопрос-оффтопик.
Много раз видел на русскоязчных форумах разговоры о том, что NATO загрубило/исказило/сместило работу GPS в Грузии во время войны. Это чушь или я чего-то не понимаю? Спутники же передают информацию о своей позиции, а не общаются с GPS приемниками. Если бы изменили показания спутников, то это поволияло бы на работу GPS во всем мире, не?

Post by **mitnlag** » 25 May 2012 20:18

Просто отключается гражданская несущая частота на спутниках, видимых с вражеской территории. Военные жпс получают шифрованный сигнал и предполагается, что такие только в коалиции нато.

Medium-rare · Post by **Medium-rare** » 25 May 2012 20:19

olley wrote:Маленький вопрос-оффтопик.
Много раз видел на русскоязчных форумах разговоры о том, что NATO загрубило/исказило/сместило работу GPS в Грузии во время войны. Это чушь или я чего-то не понимаю? Спутники же передают информацию о своей позиции, а не общаются с GPS приемниками. Если бы изменили показания спутников, то это поволияло бы на работу GPS во всем мире, не?

Вообще-то неоднократно писалось, что российские пилоты в эту компанию пользовались самолично купленными GPS-ами. :-p

Как избирательно загрубить GPS на таком маленьком кусочке земной поверхности, как Грузия? Нельзя, IMHO, пол-Азии и пол-Европы сразу о том узнают.

olis · Post by **olis** » 25 May 2012 20:21

Dmitry67 wrote:
olis wrote:Как может хватить 2 спутников если пересечение 2 сфер дает окружность?
Если у вас есть точное время, то по запаздыванию сигнала вы можете точно определить расстояние до каждого из двух спутников
Рассмотрим первый спутник. Итак, мы знаем расстояние до него. Множество точек, которые находятся от него на одном расстоянии есть сфера
Пересечение сферы с земной поверхностью это (приблизительно) окружность.
Второй спутник дает вторую окружность.
Пересечение двух окружностей на поверхности земли дает две (как правило очень далекие друг от друга) точки
Вот и все...

А как определить какая из 2 точек наша?
Время неизвестно в любом случае, его нужно вычислять.

Post by **Gross** » 25 May 2012 20:35

Проконсультировался с товарищем. Если бы не было разницы во времени жпс с глонассом, то достаточно было бы 2+1. Поэтому нужен еще спутник. Либо 3+1 либо 2+2. Но это решение будет без высоты и RAIM

Привет