Dit is het service-forum van GPS specialist WayPoint uit Notter, Moordrecht, Vessem, Leek, Heerhugowaard en Hilversum.

Snelheidsmeting

Allemaal toestellen specifiek voor wandelen en fietsen

Snelheidsmeting

Berichtdoor Datalogger » 16 sep 2008 19:02

Zoals we weten kan een GPS de actuele snelheid op twee manieren berekenen: afgelegde afstand gedurende de laatste meting gedeeld door de tijd die dat duurde (bv. 1 s) of via het zogenaamde Dopplereffect: frequentieverandering door het snelheidsverschil tussen GPS-ontvanger en satelliet (zender).

Bij het speedsurfen gebruikt men vaak de GPS model GT-31 van Locosys speciaal omdat het de snelheid via het Doppler-effect bepaald, dit zou nauwkeuriger werken (referentie zie hier) dan op de "oude manier".

Mijn vraag is nu: welke Garmin GPS gebruikt de Doppler-effect-snelheidsmeetmethode? Wordt dit nu bepaald door de gebruikte GPS-chipset (van de Locosys GT-31 is dit SiRF Star III) ?
Avatar gebruiker
Datalogger
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 35
Geregistreerd: 11 sep 2008 13:46

Berichtdoor Edward » 16 sep 2008 19:52

Alle GPS ontvangers bepalen de snelheid op basis van het doppler effect. Het doppler effect is nl de basis voor het bepalen van de locatie en de richting. Dat wil natuurlijk niet zeggen, dat de ene GPS-ontvanger nauwkeuriger is dan de andere. Maar met het doppler effect heeft dat niets te maken!

Laat de mensen van die website hun beweringen maar eens staven met technische informatie.

Edward
Avatar gebruiker
Edward
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 1006
Geregistreerd: 21 sep 2004 19:22
Woonplaats: Geen vaste woon- of verblijfplaats

Berichtdoor ++ Lex ++ » 16 sep 2008 21:05

Edward schreef:Alle GPS ontvangers bepalen de snelheid op basis van het doppler effect. Het doppler effect is nl de basis voor het bepalen van de locatie en de richting.
Dit lijkt me een beetje kort door de bocht.
Voor plaatsbepaling wordt het dopplereffect niet gebruikt. Wel moet er rekening mee worden gehouden om überhaupt het satellietsignaal te kunnen ontvangen.
Er moet namelijk een ontvangen reeks pulsen in dekking worden gebracht met een zelfopgewekte gelijke reeks. Dat lukt alleen als de snelheden precies overeenstemmen, en die is voor het ontvangen signaal anders dan het uitgezonden signaal, als gevolg van het dopplereffect.
Met het dopplereffect zelf kun je alleen de naderingssnelheid meten, niet de afstand, en die heb je nodig voor de plaatsbepaling.

Voor de snelheidsmeting heb je in principe twee mogelijkheden. Steeds twee opeenvolgende posities bepalen, en dan uit de afstand en het tijdsverschil de snelheid uitrekenen. Of de dopplerverschuiving gebruiken. Garmin laat zich er niet over uit.
Voor de dopplermeting kun je de draaggolf gebruiken. Deze heeft een frequentie van 1575 Mhz, dus een golflengte van ca. 20 cm.
De pulsbreedte van de plaatsbepalingcode is echter ca. 1 microseconde, oftewel 300 m. De dopplermethode biedt dus betere perspectieven. Een aanwijzing dat die gebruikt wordt is ook dat voor de snelheidsmeting een vaste foutschatting wordt opgegeven (0,1 m/s), terwijl voor de plaatsbepalingsfout een bandbreedte wordt aangegeven.

Tenslotte: de chipset maakt de berekeningen, en die bepaalt dus ook de methode.
Laatst bijgewerkt door ++ Lex ++ op 26 aug 2010 15:30, in totaal 2 keer bewerkt.
GPS 45, GPS III, GPS V, SP 2610, 60CSx, Nüvi 765, 62st
Avatar gebruiker
++ Lex ++
Onafhankelijk GPS-specialist
Onafhankelijk GPS-specialist
 
Berichten: 16620
Geregistreerd: 2 mei 2004 10:56
Woonplaats: Mellieha, Malta

Berichtdoor Edward » 17 sep 2008 00:16

Ook voor de plaatsbepaling is het doppler effect van belang. Voor de plaatsbepaling moet je de afstand tot de satellieten weten. Dat doe je door te meten hoelang de draaggolf van de satelliet onderweg was. Bij de meting van die tijd moet, door snelheid van de satelliet, deze tijd gecorrigeerd worden met het dopplereffect. De grootte van het dopplereffect is afhankelijk van de positie van de satelliet en dus de snelheid t.o.v. de ontvanger.

Als de frequentieverschuiving van het signaal anders als het bekende dopplereffect is de snelheid van de ontvanger bekend.

Door meting van meerdere satellieten krijg je meerdere snelheden (vectoren), die je kan optellen. Dan weet je tevens de richting.

Dit is een heel korte samenvatting uit Outdoor GPS Navigatie van Rento IJsenbrant (blz. 23 en 32). Zijn referentie GPS is een GPS12, een hele oude 1 kanaals ontvanger. Ik kan me voorstellen, dat de nauwkeurigheid geringer is dan die van een 20 kanaals chipset (SirfStar III).

Ik begrijp best wel, dat je de snelheid ook kan bepalen uit een berekening van tijd en afstand. Ik heb echter geen informatie dat enige ontvanger dat doet. Waarom zou een ontvanger dat doen, de snelheid uit het doppler signaal is al bekend.

Edward
Avatar gebruiker
Edward
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 1006
Geregistreerd: 21 sep 2004 19:22
Woonplaats: Geen vaste woon- of verblijfplaats

Berichtdoor ++ Lex ++ » 17 sep 2008 01:13

Edward, ik denk toch dat je IJsenbrant verkeerd begrepen hebt.

blz. 23: de frequentie van de intern opgewekte draaggolf wordt aangepast aan de ontvangen draaggolf. Hiermee wordt dus de dopplerverschuiving bepaald. Deze dopplerverschuiving wordt weer gebruikt in de code tracking-loop om de frequentie van de eigengemaakte codereeks te corrigeren.

Deze correctie is noodzakelijk om het mogelijk te maken dat de eigen en de ontvangen reeks samenvallen; als ze van ongelijke lengte zijn is dat immers onmogelijk. Het heeft echter geen invloed op de looptijd van het signaal, en is dus niet van belang voor de plaatsbepaling. Die looptijd wordt bepaald door de tijdsverschuiving van de eigen reeks waar te nemen.
De dopplerverschuiving geeft wel informatie over de naderingssnelheid van de satelliet.

Doordat de baangegevens en de naderingssnelheid van elke satelliet bekend zijn kan de snelheid worden berekend, zelfs zonder dat daar een plaatsbepaling aan te pas komt. Maar voor de plaatsbepaling is de dopplerverschuiving alleen van belang om de reeksen precies even lang te kunnen maken. Dat geeft nog geen enkele informatie over de plaats. Die wordt m.b.v. de tijdsverschuivingen bepaald, en in die berekening komt de dopplerverschuiving niet voor.

N.B. De dopplerverschuiving is een frequentieverschuiving; niet een tijdsverschuiving zoals die bij de codereeksen te pas komt.
GPS 45, GPS III, GPS V, SP 2610, 60CSx, Nüvi 765, 62st
Avatar gebruiker
++ Lex ++
Onafhankelijk GPS-specialist
Onafhankelijk GPS-specialist
 
Berichten: 16620
Geregistreerd: 2 mei 2004 10:56
Woonplaats: Mellieha, Malta

Berichtdoor Edward » 17 sep 2008 09:20

Ik denk dat ons meningsverschil een kwestie van interpretatie is. Het is misschien wel zo, dat de de dopplerverschuiving alleen maar gebruikt wordt om de eigengemaakte codereeks te corrigeren, maar dan moet je hem wel weten. Als je hem niet weet kan je de codereeks niet corrigeren en kan je dus ook de positie niet bepalen.

M.a.w. Elke GPS ontvanger moet de doppler verschuiving kunnen vaststellen.

Als de satellietontvanger zelf beweegt klopt die dopplerverschuiving niet meer helemaal en het verschil is dus de snelheid van de ontvanger.

Omdat bij de acquisitie die dopplerverschuiving juist vastgesteld wordt is het soms moeilijk een fix te krijgen bij een bewegende ontvanger.

Edward
Avatar gebruiker
Edward
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 1006
Geregistreerd: 21 sep 2004 19:22
Woonplaats: Geen vaste woon- of verblijfplaats

Berichtdoor ++ Lex ++ » 17 sep 2008 10:17

Ja, ik denk dat we het zo eens zijn. De dopplerverschuiving moet eerst bepaald worden voordat plaatsbepaling mogelijk is. Voor de plaatsbepaling zelf wordt hij niet gebruikt. Maar voor de snelheidsbepaling kan hij wel gebruikt worden; hij is immers beschikbaar.

IJsenbrant nuanceert op blz. 25 de aquisitie bij een bewegende ontvanger. De problemen ontstaan als de snelheid wisselt, of de satellieten tijdens het proces afgedekt worden. Bij constante snelheid - ook in richting - en vol hemelzicht (autosnelweg) gaat het wel goed.
GPS 45, GPS III, GPS V, SP 2610, 60CSx, Nüvi 765, 62st
Avatar gebruiker
++ Lex ++
Onafhankelijk GPS-specialist
Onafhankelijk GPS-specialist
 
Berichten: 16620
Geregistreerd: 2 mei 2004 10:56
Woonplaats: Mellieha, Malta

Berichtdoor Datalogger » 17 sep 2008 11:28

Bedankt voor jullie reacties.
Waarschijnlijk meet elke GPS-ontvanger de snelheid met het Doppler-effect en geeft dit weer op het display, maar niet altijd kan dit gelogd worden zodat dit later is te analyseren.

Na uitgebreid zoeken kwam vond ik dit uitvoerige document: Handheld-GPS based Speed-Measurements, van de programmeur van het programma GPSResults Manfred Fuchs.

Het komt erop neer dat voor ca. 2006 de snelheidsmeetmethode bij het speedsurfen en kitesurfen gebruikt werd door afgelegde afstand delen door de tijd. Door GPS-data zo snel mogelijk te loggen kon je de afstand tussen twee gelogde punten delen door de log-frequentie (vaak niet kleiner dan één maal per seconde).
Later kwamen de GPS GT-11 en GT-31 van Locosys op de markt die behalve positiedata ook NMEA-data konden loggen. Naast andere data werd zo ook de snelheid ('speed over ground') als in de vorm van GPRMC-sentence gelogd. Zelfs het loggen van output-data van de SirfIII-chipset is hiermee mogelijk (dataformaat beschrijving in PDF) waarin de snelheid ook is opgenomen.

Conclusie is dat snelheidsmetingen met de twee laatst genoemde logdata minstens zo nauwkeurig als metingen gebaseerd op videobeelden.
Avatar gebruiker
Datalogger
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 35
Geregistreerd: 11 sep 2008 13:46

Berichtdoor Datalogger » 17 sep 2008 12:04

De Locosys GT-31 is voor ca. 100 Euro verkrijgbaar bij Riks-Sports.com.
Avatar gebruiker
Datalogger
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 35
Geregistreerd: 11 sep 2008 13:46

Berichtdoor mmrizio » 17 sep 2008 20:55

Datalogger schreef:Later kwamen de GPS GT-11 en GT-31 van Locosys op de markt die behalve positiedata ook NMEA-data konden loggen. Naast andere data werd zo ook de snelheid ('speed over ground') als in de vorm van GPRMC-sentence gelogd. Zelfs het loggen van output-data van de SirfIII-chipset is hiermee mogelijk (dataformaat beschrijving in PDF) waarin de snelheid ook is opgenomen.

Conclusie is dat snelheidsmetingen met de twee laatst genoemde logdata minstens zo nauwkeurig als metingen gebaseerd op videobeelden.


Betekent dit ook dat ze de meten dmv Doppler?

Ik heb zelf een eenvoudiger iBlue 747. Deze logt ook, en kan tot 5Hz over bluetooth praten met applicaties die dat ondersteunen. Met zelf loggen gaat hij tot 1Hz. Maar die is niet waterdicht.

Maurice
mmrizio
 
Berichten: 372
Geregistreerd: 10 dec 2006 16:10

Berichtdoor Datalogger » 19 sep 2008 13:08

mmrizio schreef:Betekent dit ook dat ze de meten dmv Doppler?


Ik denk dat je snelheid bedoeld, ja daar gaat deze thread over. :) Wat bedoel je precies?

Ja, de Transystem iBlue 747 kan ook de NMEA-data loggen, de snelheid vind je als 7e parameter in de GPRMC-zin (zie: NMEA data voor gedetailleerde uitleg). De iBlue 747 is qua bouw, chipset en eigenschappen gelijk aan de Pearl Navgear DL-3200 BT en de [url=http://www.ebontek.com/utf8_eng/products_datalogger.html]Ebontek DL-3200 BT Datalogger
[/url]. Zoals in de boven geposte berichten is logfrequentie voor de snelheidsberekening niet belangrijk als je de snelheid direct uit de NMEA-data haalt.
Avatar gebruiker
Datalogger
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 35
Geregistreerd: 11 sep 2008 13:46

Berichtdoor leifvlaming » 30 sep 2008 12:45

Ik heb mijn best gedaan om het bovenstaande te begrijpen.
Maar dat heeft me niet geholpen bij mijn probleem.
Regelmatig geeft mijn GPS'r aan dat ik (op mijn fiets) een topsnelheid heb bereikt van bijv 40 km/uur, terwijl mijn gewone kilometertellertje niet verder komt dan een maximumsnelheid van bijv 35 km/uur.

In de GPXfile van de rit is te zien dat ik tussen twee tracklogpunten (op 21 meter van elkaar) een snelheid van 40 km/uur heb behaald.
Ik begrijp niet goed hoe ik die gegevens moet interpreteren.
Heb ik nu over de volle 21 meter gemiddeld 40 km/uur gereden, of is die 40 km/uur een momentopname geweest.
Het apparaat is zo ingesteld dat de GPS'r zelf bepaalt wanneer een nieuw tracklogpunt moet worden aangemaakt.

Mijn vragen:
1. Waarom meet de GPS'r een veel hogere maximumsnelheid dan mijn kilometertellertje.
2. Hoe moet ik de GPXfile interpreteren.

Noot; Een gemiddelde snelheid van 40 km/uur is erg onwaarschijnlijk.
Ik ben inderdaad van een brug af gereden.
Maar de afrit was relatief kort, en begon en eindigde met scherpe bochten.
Op het kilometertellertje is de goede bandenmaat ingesteld.
Avatar gebruiker
leifvlaming
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 30
Geregistreerd: 29 mei 2008 11:24
Woonplaats: Schiedam

Berichtdoor ++ Lex ++ » 30 sep 2008 13:57

Wat in het veld maximum snelheid wordt aangegeven staat los van de tracklog. Door meetfouten kan de gemeten snelheid kortstondig sterk afwijken van de werkelijke snelheid, en daarmee ook de maximum snelheid. Deze moet je dus wel met een korreltje zout nemen, in het bijzonder als de ontvangst niet al te best was.

De snelheden voor de gpx-file worden gewoon berekend door de afstand tussen de punten te delen door het tijdsverschil. Het resultaat is dus de gemiddelde snelheid over dat stukje. Doordat er ook in de plaatsbepaling een fout zit, en het bovendien om korte tijden gaat (enkele seconden), kan ook deze berekende snelheid duidelijk afwijken. Maar je kunt in MapSource een deel van de tracklog selecteren, dan wordt de gemiddelde snelheid over dat hele deel aangegeven. Doordat de verstreken tijd dan veel langer is, terwijl de fout in de afstand niet veel groter zal zijn, zal de snelheid nauwkeuriger zijn.
GPS 45, GPS III, GPS V, SP 2610, 60CSx, Nüvi 765, 62st
Avatar gebruiker
++ Lex ++
Onafhankelijk GPS-specialist
Onafhankelijk GPS-specialist
 
Berichten: 16620
Geregistreerd: 2 mei 2004 10:56
Woonplaats: Mellieha, Malta

Berichtdoor Jacob_Bax » 30 sep 2008 18:32

Voor wat ik van de uitleg van Trimble heb begrepen http://www.trimble.com/gps/howgps.shtml ,weet de gps ontvanger aan de hand van de alamanac waar welke satteliet op welk moment staat, daaruit wordt de positie bepaald en dus ook de snelheid als er sprake is van een verplaatsing maar die wordt dan uitgerekent in de ontvanger. Aangezien een gps ontvanger alleen maar ontvangt, en een sateliet alleen maar zend, begrijp ik niet waar dat doppler vandaan zou moeten komen.
Garmin GPS12, GPSmap 60CSx, eMap, GPSmap 78s, 2xStreetpilot III colormap, Virb, Virb Ultra 30,
OSM
Het licht aan het eind van de tunnel kan ook de trein zijn.
Avatar gebruiker
Jacob_Bax
WayPoint relatie
WayPoint relatie
 
Berichten: 6899
Geregistreerd: 7 mei 2006 14:48
Woonplaats: Gorinchem

Berichtdoor ++ Lex ++ » 30 sep 2008 20:33

Als je het wilt weten: zie wikipedia.

Misschien zit je als fervent motorrijder wel nooit in een trein, maar treinreizigers kennen het fenomeen van de bel bij een onbewaakte overweg.
Op het moment dat je de overweg passeert lijkt de toon beduidend lager te worden. En ook hier is toch echt van eenrichtingsverkeer sprake: de bel zendt geluid uit, en de reiziger hoort dat. Hij hoeft niet iets terug te roepen om het dopplereffect op te roepen. :wink:

Het is trouwens zo dat de almanak strikt genomen niet wordt gebruikt om de plaats van de satellieten te bepalen. Die doet er niet toe, want de ontvanger kan toch niet in een bepaalde richting "kijken".
Die plaats is een hulpmiddel bij het bepalen van welke satellieten ontvangen kunnen worden, en ook bij het bepalen van de snelheid waarmee satelliet en ontvanger elkaar naderen. Dat levert een dopplerverschuiving van de ontvangen frequentie op, en daar wordt wel degelijk zo goed mogelijk rekening mee gehouden. Als je je beweegt t.o.v. de aarde is er nog een extra snelheid, maar de snelheid van de satellieten t.o.v. de aarde is belangrijker.
GPS 45, GPS III, GPS V, SP 2610, 60CSx, Nüvi 765, 62st
Avatar gebruiker
++ Lex ++
Onafhankelijk GPS-specialist
Onafhankelijk GPS-specialist
 
Berichten: 16620
Geregistreerd: 2 mei 2004 10:56
Woonplaats: Mellieha, Malta

Volgende

Keer terug naar Garmin GPS60C/CS(x); 76C/CS(x); eTrex en geko

Wie is er online

Gebruikers op dit forum: Geen geregistreerde gebruikers. en 0 gasten