Смотрю с надеждой) Nomada в многоантенной системе имеет два варианта использования, на мой взгляд: 1. Делать угломер или пеленгатор. 2. Пытаться вырезать многолучевость.
К сожалению (или к счастью?) у меня нет опыта активного использования геодезического оборудования. Но как я себе представляю работу с ровером Trimble Catalyst.
Нужно отбить точку на плане (пенек на полянке в лесу). Расчехляем Trimble. Ставим на треногу, включаем, ждем минут 20.
Что происходит за эти 20 минут?
Ровер (в облаке от АЦП, по корреляционным суммам, по псевдофазам непосредственно в местном вычислителе/в облаке — это вопрос реализации и спора на шоколадку) начинает обрабатывать сигналы. Так или иначе он их находит, переводит на слежение, синхронизируется, начинает формировать псевдофазы и псевдодальности. На это у него уходит порядка минуты.
Вот мы имеем псевдофазы и псевдодальности от 10-20 спутников. Учитываем тропосферу, ионосферу и т.д., получаем float решение и его ковариационную матрицу.
Если приемник двухчастотный, то ионосферу мы отсеили хорошо, ковариационная матрица приличная, мы почти сразу с помощью LAMBDA разрешаем неоднозначость, получаем fixed решение. Это если нам повезло с многолучевостью, иначе немного ждем.
Весь смысл статики — найти неоднозначность по большой матрице.
Я эту фразу понимаю так. Если приемник одночастотный, то LAMBDA с ходу может и не сойтись. Тогда в матрицу начинаем запихивать измерения для нескольких моментов времени для получения избыточности.Так?
Оставшееся время ровер стоит усредняя разные картины многолучевости. В статике в 10-20 минут как раз войдут несколько периодов многолучевости.
Всё что написано выше, только кратко: по моему мнению, ровер оставляют в статике ради того, чтобы он успел пронаблюдать процессы с большим временем корреляции (многолучевость, спутниковое созвездие).
А зачем для определения полосы нужен fixed? Вполне хватит float. собственно он и имелся ввиду.
Разве float не имеет права оказаться на соседней полосе?
По Питеру NV08 в режиме компаса (3 антенны на крыше) дает порядка 55% fixed. GEOS — думаю где-то 75% (больших трасс не делали). Вся фишка в том, что на GEOS быстрее восстанавливается решение.
Самое неприятное — это узкая улица с девятиэтажками. Если в створе спутников мало — пока с этого каньона не уйдем, фиксации не будет.
Спасибо, это очень ценная информация! Я докторскую пишу на тему решения проблемы многолучевости в корне на системном уровне, и надежный RTK в городе в этом случае — одно из основных преимуществ.
У GEOS слипов очень много. В том числе — полно и полуцикловых слипов. Но фаза у него зато чистая, шум порядка 1%.
Все признаки того, что они перетянули полосу и не успевают её расширить при появлении динамики. Шумы маленькие, но саму фазу там должно систематически валять.
С кадровой пересинхронизацией — это подход совсем в лоб. Если мы уж фазовое сигнальное время сможем от порции к порции восстанавливать, то с кодовым вообще проблем не будет.
Ну до следующей поправки (через 15 минут) в общем уже тянем с нужной вам точностью.
Отсюда я делаю вывод, что такое прореживание потока можно без проблем устроить, если мы в качестве опорного генератора возьмем водородник и если нам не подгадят какие-нибудь ionospheric scintillation или другие процессы, вдруг резко меняющие наблюдаемую дальность по линии визирования.
Всё это для статики, конечно. И на 15 минутные паузы рассчитывать не приходится, за это время вальнет фазы на спутниках.
Осталось дело за малым — выкинуть из схемы водородник, заменить его на дешевое решение. Тут надо лезть в точность синхронизации в современных сотовых сетях.
Двухчастотник + эфемериды в SP3 + GALILEO. Просто дорого пока что…
Кажется, это самое интересное утверждение в этом топике! Есть ли реальный опыт или статьи? Какой можно достичь % fixed решения при поездках по Москве в такой конфигурации?
Моё мнение, что при нынешней структуре сигналов стабильных фазовых измерений достичь не получится из-за многолучевости.
Вот, например, картинка кодового решения Геоса в городских условиях, если отключить всю магию по отбраковке и сглаживанию измерений:
Я боюсь представить, что там с фазовыми измерениями. Неужто реально тащить фазу без разрывов в таких условиях?
Кто будет отмерять выкинутые 9500мс? Какое устройство? А точность отмерки — очень важна для фазового решения. Она должна быть меньше половины длины волны. То есть меньше 0.3нс
Все шкалы времени в нормальном приемнике задаются его опорным генератором. От этого опорного генератора, в частности, тактируется АЦП. Скажем, тактовая частота 10 МГц. 5e6 отсчетов отправляем, 95e6 отчетов выбрасываем, потом отправляем ещё 5e6 отчетов. Как-то так))
Да, если не принять мер, у нас этот ОГ будет валять. Но с ним что-нибудь можно сделать — взять водородник (у него за 10 секунд отклонение фазы на 1.5 ГГц оборот не сделает), попытаться засинхронизироваться от сотовой сети и т.п. Этот мне как первичнику понятно. Интереснее ваш опыт точных эфемерид ;)
Процессор — всего лишь вычислитель, осуществляющий постобработку данных. Причем тут его частота?
Давайте я напомню, что именно мы обсуждаем в этой ветке: можно ли сократить поток обрабатываемых сырых данных с АЦП от геодезического ровера за счет нарезки этих данных на небольшие кусочки с последующим выкидыванием некоторого их числа (прореживанием)?
Для наглядности, скажем: 500 мс выборка, потом 9500 мс выкидываем, потом ещё 500 мс и т.д.
По 500 мс оценить кодовую и фазовую псевдодальность можно. Но, если не применять дополнительных приседаний, то для каждого 500 мс участка придется заново разрешать фазовую неоднозначность.
Как можно избежать разрешения? Нам надо уметь экстраполировать псевдофазу на следующий интервал (который будет через 9500 мс).
Псевдодальность — разность сигнального времени (кодового или фазового) и времени приемника.
Время приемника можно пока оставить в покое (научиться синхронизироваться от сотовой сети, поставить водородник и т.п.).
Остается фазовое сигнальное время приходящего сигнала (полная фаза, иначе говоря). Она определяется движением спутника в основном. Можем ли мы на 9500 мс вперед предугадать изменение положение спутника с точностью порядка сантиметров? А на 1000 мс? А на 100000 мс? Если можем, то можем и «подхватывать» фазу в нужном цикле, продолжать давать решение. При этом имеем падение среднего цифрового потока в разы.
Т.к. в надежде на базовую станцию сотовой сети мы в первом приближении считаем опорник идеальным, то наш шаг дискретизации тут не при чем. Вопрос стоит так — можем ли мы с точностью в 10 см предугадать расстояние до спутника по линии визирования («псевдо»расстояние с учетом ионосферы и т.п.) немного наперед? Задача определенно имеет решение на некоторое \delta_\tau, тогда сколько составляет это \delta_\tau?
Имеется в виду антенна размером с телефонную, или антенна именно для мобильного телефона? У них там много проблем с ЕМСом, я так понимаю, помимо фазового центра и усиления.
Если говорить о GNSS, то такого решения для городских условий сейчас не существует. На него есть куча желающих, все облизываются… но не выходит каменный цветок.
А зачем вам вытягивать загоризонтные спутники? Мы в системах контроля их тянем только ради того самого «контроля». Для решения их использовать — больше мороки и проблем. И так каналов впритык, чтобы весь зоопарк сигналов и систем тащить.
Но вот как удержать кольца слежения, если у нас оцифровка идет кусками — я не понимаю.
Давайте упростим себе задачу. Пусть у нас идеальный опорник, поведение которого мы можем предсказать. Можем ли мы с точностью в +-10 см предсказать наперед фазовое сигнальное время (дальность до спутника и т.п.)?
Ответ на вопрос, очевидно, зависит от того, насколько «наперед». Можно провести исследование, тогда мы получим ответ на вопрос «насколько можно прореживать выборку сигнала».
Например, если мы можем предсказать фазовое сигнальное время на 10 секунд вперед, то записываем, скажем, 0.5 секунды, остальные 9.5 выкидываем. По 0.5 секундной выборке двойным проходом получаем кучочек процесса неразрешенной фазовой псевдодальности. Имея с прошлого раза экстраполяцию (которая была точнее длины волны) восстанавливаем обратно разрешенную фазу.
Получим примерно такой процесс, по которому легко можно решаться и выделять систематические процессы:
Это где-то минимум минут 15. Быстрой статикой можно разрешиться быстрее, копим — и на каждой секунде смотрим, хватает ли для разрешения. Но это тоже пара минут минимум (лучше минуты 4-5).
Это цифры для одночастотного приемника? Я так понимаю, что если подтянем вторую частоту, то всё будет намного лучше?
У Trimble есть фатальный недостаток — они не являются модным стартапом и не уважают смузи =)
Все перечисленные платы лучше Piksi в техническом плане. Но Swift предлагает простое решение, понятное всем, кто хочет побаловаться RTK, а не только матерым геодезистам.
Это как разница между старт-китом Atmega и Arduino: простота покупки, простота начала работы, человеческая поддержка и т.п.
Фазовую неоднозначность придется заново разрешать ;) Тут вам, как специалисту по вторичке, виднее. Мне из общих соображений кажется, что использование вместо непрерывных часовых измерений набора сеансов некоторой длительности не должно сильно испортить результат привязки ровера. Вы ведь в течение часа не шумы усредняете, а различные систематические процессы. Многолучевость меняется в статике с периодом в несколько минут, смещение фазового центра и изменение рабочего созвездия — ещё медленнее… Отсюда я делаю вывод, что если продецимировать измерения, то проиграем только в шумовых процессах, а не они определяют итоговую точность.
Думаю, что все геодезические монстры с легкостью опустят ценник и до $200 за плату. При одном условии — если вы дадите им большой рынок. Конторы типа Swift'а не имеют каких-либо технологических преимуществ по сравнению с тем же Trimble. Вот только Trimble разработки приходится отбивать продажами, а Swift живет на деньги инвесторов. Легко прикинуть, исходя из себестоимости модулей и количества человек в команде, что они в глубочайшим минусе по прибыли. Те $15 млн, что им дали инвесторы, они должны проесть года за два-три, по моим оценкам
Восемь мегабит я получил без замысловатых вычислений) Если взять сигнал GPS C/A с первыми боковыми лепестками (а большинство приемников этим ограничивается, даже геодезических), то это 4 МГц. Далее теорема Котельникова, получаем 8МГц. 8МГц при однобитном квантовании — 8 мегабит.
А про прореживание, я пытаюсь донести идею, что для геодезии необязательна непрерывная запись сигнала в течении всего часа. Т.к. мы в сети, то наш опорник неплохо известен. Можно устроить большую скважность записи, пропорционально порезать поток данных в среднем.
Ширину канала всегда можно разменять на темп решения. Поставили ровер, нажали кнопку, он отправил данные на сервер, получил результат, выдал пользователю. Геодезист пошел к следующей точке.
Кроме того, 40 мегабит на диапазон — излишне. Сигнал может быть и однобитным, тогда GPS, например, можно упихнуть в 8 мегабит прям по выходу АЦП (компаратора).
Далее, можно сделать преднакопление, т.к. доплер известен, диапазон ужмется в килобиты.
Этот вопрос меня долго мучал. Дело в том, что наша команда в России делает
ровно то же, что и команда Swift'а в штатах в техническом плане. Тот же Zynq,
те же фазовые измерения. Вот только потребитель у нас совершенно другой.
Когда несколько лет назад начали появляться новости о Swift, мы только
смеялись. Приемник на FPGA для беспилотников? Что правда?! Потребеление в 3 Вт,
цена порядка $1000. Кому такое решение нужно!? Есть ведь u-blox, есть Геос и
NV-08C.
Жизнь показала, что нужно! Нужно именно законченное решение, которое работает
из коробки. В итоге наш поезд ушел, а Свифты в топе.
За это время они переориентировались на другую нишу — automotive. В этой нише
их недостатки нивелировались, а плюсы выросли. И сила их не в технике (судя по
исходникам, работать в реальных условиях оно будет кое как), а в том, что это
полноценная компания, предлагающая законченное решение и готовая развиваться
дальше!
Вы скажете, что $600 — слишком много для automotive. Но у этих ребят уже $15млн
инвестиций. Когда дойдут до следующего уровня развития и расширят рынок, то
выпустят ASIC, Опустят стоимость до $100.
Нужно отбить точку на плане (пенек на полянке в лесу). Расчехляем Trimble. Ставим на треногу, включаем, ждем минут 20.
Что происходит за эти 20 минут?
Ровер (в облаке от АЦП, по корреляционным суммам, по псевдофазам непосредственно в местном вычислителе/в облаке — это вопрос реализации и спора на шоколадку) начинает обрабатывать сигналы. Так или иначе он их находит, переводит на слежение, синхронизируется, начинает формировать псевдофазы и псевдодальности. На это у него уходит порядка минуты.
Вот мы имеем псевдофазы и псевдодальности от 10-20 спутников. Учитываем тропосферу, ионосферу и т.д., получаем float решение и его ковариационную матрицу.
Если приемник двухчастотный, то ионосферу мы отсеили хорошо, ковариационная матрица приличная, мы почти сразу с помощью LAMBDA разрешаем неоднозначость, получаем fixed решение. Это если нам повезло с многолучевостью, иначе немного ждем.
Я эту фразу понимаю так. Если приемник одночастотный, то LAMBDA с ходу может и не сойтись. Тогда в матрицу начинаем запихивать измерения для нескольких моментов времени для получения избыточности.Так?
Оставшееся время ровер стоит усредняя разные картины многолучевости. В статике в 10-20 минут как раз войдут несколько периодов многолучевости.
Всё что написано выше, только кратко: по моему мнению, ровер оставляют в статике ради того, чтобы он успел пронаблюдать процессы с большим временем корреляции (многолучевость, спутниковое созвездие).
Разве float не имеет права оказаться на соседней полосе?
Спасибо, это очень ценная информация! Я докторскую пишу на тему решения проблемы многолучевости в корне на системном уровне, и надежный RTK в городе в этом случае — одно из основных преимуществ.
Все признаки того, что они перетянули полосу и не успевают её расширить при появлении динамики. Шумы маленькие, но саму фазу там должно систематически валять.
Отсюда я делаю вывод, что такое прореживание потока можно без проблем устроить, если мы в качестве опорного генератора возьмем водородник и если нам не подгадят какие-нибудь ionospheric scintillation или другие процессы, вдруг резко меняющие наблюдаемую дальность по линии визирования.
Всё это для статики, конечно. И на 15 минутные паузы рассчитывать не приходится, за это время вальнет фазы на спутниках.
Осталось дело за малым — выкинуть из схемы водородник, заменить его на дешевое решение. Тут надо лезть в точность синхронизации в современных сотовых сетях.
Кажется, это самое интересное утверждение в этом топике! Есть ли реальный опыт или статьи? Какой можно достичь % fixed решения при поездках по Москве в такой конфигурации?
Моё мнение, что при нынешней структуре сигналов стабильных фазовых измерений достичь не получится из-за многолучевости.
Вот, например, картинка кодового решения Геоса в городских условиях, если отключить всю магию по отбраковке и сглаживанию измерений:
Я боюсь представить, что там с фазовыми измерениями. Неужто реально тащить фазу без разрывов в таких условиях?
Все шкалы времени в нормальном приемнике задаются его опорным генератором. От этого опорного генератора, в частности, тактируется АЦП. Скажем, тактовая частота 10 МГц. 5e6 отсчетов отправляем, 95e6 отчетов выбрасываем, потом отправляем ещё 5e6 отчетов. Как-то так))
Да, если не принять мер, у нас этот ОГ будет валять. Но с ним что-нибудь можно сделать — взять водородник (у него за 10 секунд отклонение фазы на 1.5 ГГц оборот не сделает), попытаться засинхронизироваться от сотовой сети и т.п. Этот мне как первичнику понятно. Интереснее ваш опыт точных эфемерид ;)
Давайте я напомню, что именно мы обсуждаем в этой ветке: можно ли сократить поток обрабатываемых сырых данных с АЦП от геодезического ровера за счет нарезки этих данных на небольшие кусочки с последующим выкидыванием некоторого их числа (прореживанием)?
Для наглядности, скажем: 500 мс выборка, потом 9500 мс выкидываем, потом ещё 500 мс и т.д.
По 500 мс оценить кодовую и фазовую псевдодальность можно. Но, если не применять дополнительных приседаний, то для каждого 500 мс участка придется заново разрешать фазовую неоднозначность.
Как можно избежать разрешения? Нам надо уметь экстраполировать псевдофазу на следующий интервал (который будет через 9500 мс).
Псевдодальность — разность сигнального времени (кодового или фазового) и времени приемника.
Время приемника можно пока оставить в покое (научиться синхронизироваться от сотовой сети, поставить водородник и т.п.).
Остается фазовое сигнальное время приходящего сигнала (полная фаза, иначе говоря). Она определяется движением спутника в основном. Можем ли мы на 9500 мс вперед предугадать изменение положение спутника с точностью порядка сантиметров? А на 1000 мс? А на 100000 мс? Если можем, то можем и «подхватывать» фазу в нужном цикле, продолжать давать решение. При этом имеем падение среднего цифрового потока в разы.
PS. Когда заходит речь про RTK через мобильный телефон, обычно даю ссылку на ИОНовскую статью: Kenneth M. Pesyna, Jr., Robert W. Heath, Jr., and Todd E. Humphreys. Centimeter Positioning with a Smartphone-Quality GNSS Antenna
Давайте упростим себе задачу. Пусть у нас идеальный опорник, поведение которого мы можем предсказать. Можем ли мы с точностью в +-10 см предсказать наперед фазовое сигнальное время (дальность до спутника и т.п.)?
Ответ на вопрос, очевидно, зависит от того, насколько «наперед». Можно провести исследование, тогда мы получим ответ на вопрос «насколько можно прореживать выборку сигнала».
Например, если мы можем предсказать фазовое сигнальное время на 10 секунд вперед, то записываем, скажем, 0.5 секунды, остальные 9.5 выкидываем. По 0.5 секундной выборке двойным проходом получаем кучочек процесса неразрешенной фазовой псевдодальности. Имея с прошлого раза экстраполяцию (которая была точнее длины волны) восстанавливаем обратно разрешенную фазу.
Получим примерно такой процесс, по которому легко можно решаться и выделять систематические процессы:
Это цифры для одночастотного приемника? Я так понимаю, что если подтянем вторую частоту, то всё будет намного лучше?
Все перечисленные платы лучше Piksi в техническом плане. Но Swift предлагает простое решение, понятное всем, кто хочет побаловаться RTK, а не только матерым геодезистам.
Это как разница между старт-китом Atmega и Arduino: простота покупки, простота начала работы, человеческая поддержка и т.п.
Думаю, что все геодезические монстры с легкостью опустят ценник и до $200 за плату. При одном условии — если вы дадите им большой рынок. Конторы типа Swift'а не имеют каких-либо технологических преимуществ по сравнению с тем же Trimble. Вот только Trimble разработки приходится отбивать продажами, а Swift живет на деньги инвесторов. Легко прикинуть, исходя из себестоимости модулей и количества человек в команде, что они в глубочайшим минусе по прибыли. Те $15 млн, что им дали инвесторы, они должны проесть года за два-три, по моим оценкам
А про прореживание, я пытаюсь донести идею, что для геодезии необязательна непрерывная запись сигнала в течении всего часа. Т.к. мы в сети, то наш опорник неплохо известен. Можно устроить большую скважность записи, пропорционально порезать поток данных в среднем.
Кроме того, 40 мегабит на диапазон — излишне. Сигнал может быть и однобитным, тогда GPS, например, можно упихнуть в 8 мегабит прям по выходу АЦП (компаратора).
Далее, можно сделать преднакопление, т.к. доплер известен, диапазон ужмется в килобиты.
ровно то же, что и команда Swift'а в штатах в техническом плане. Тот же Zynq,
те же фазовые измерения. Вот только потребитель у нас совершенно другой.
Когда несколько лет назад начали появляться новости о Swift, мы только
смеялись. Приемник на FPGA для беспилотников? Что правда?! Потребеление в 3 Вт,
цена порядка $1000. Кому такое решение нужно!? Есть ведь u-blox, есть Геос и
NV-08C.
Жизнь показала, что нужно! Нужно именно законченное решение, которое работает
из коробки. В итоге наш поезд ушел, а Свифты в топе.
За это время они переориентировались на другую нишу — automotive. В этой нише
их недостатки нивелировались, а плюсы выросли. И сила их не в технике (судя по
исходникам, работать в реальных условиях оно будет кое как), а в том, что это
полноценная компания, предлагающая законченное решение и готовая развиваться
дальше!
Вы скажете, что $600 — слишком много для automotive. Но у этих ребят уже $15млн
инвестиций. Когда дойдут до следующего уровня развития и расширят рынок, то
выпустят ASIC, Опустят стоимость до $100.