GPS-Verwirrung

[Hans]

Ich habe ein Geko201 und ein Forerunner 101.
Mit dem Geko haben wir durch Zufall folgendes bemerkt:

Fahrt im Cabrio eines Freundes bei konstant 80km/h, Junior hat während der Fahrt mit dem Geko herumgespielt und es dabei schnell um die eigenen Achsen gedreht.

Es zeigte darauf 92km/h max.

Ich wurde neugierig, habe Reset gedrückt und Junior hat das Geko mehrfach wie eine Münze 10-15cm hochgeworfen und aufgefangen - bei konstant 80km/h.

Anzeige 101 km/h max.

Das haben wir mehrfach wiederholt mit ähnlichen (99-103km/h) Ergebnissen.
Seit diesem Tag bin ich äußerst skeptisch gegenüber den Ergebnissen des Geko, wenn das Boot einen Abflug gemacht hat.

Ob diese Merkwürdigkeit auch beim Forerunner auftritt, konnte ich nicht feststellen, da ich bei meinem Auto nicht die Blechschere ansetzen wollte. ;)

Ich hatte schon längere Zeit den Verdacht, dass bei spektakulären Abflügen die Anzeige spinnt, weil ich mit dem selben Boot OHNE Abflug nie wieder diese Speed erreicht habe.

Hat jemand ähnliche Beobachtungen gemacht - oder spinnt vielleicht nur mein Geko? Wäre typisch für mich. http://www.rc-raceboats.de/wbb2/images/smilies/mad.gif

Gruß Hans

[DopeX]

Moin Hans,


sei beruhigt, deinem Geko geht es gut :D
GPS Messungen die einen Abflug beinhalten, kamen bei uns am See nie in die "Wertung"! Die Momentangeschwindigkeit kann erheblich größer werden, als das Boot fährt.
Wenn du in Fahrtrichtung mit 6km/h durch einen 100km/h fahrenden Zug gehst, ist "deine" Geschwindigkeit ja 106km/h.... fast so mit dem Geko im rumwirbelnden Boot.


Hannes

[Devil]

Hallo Hansematz,:)
ich habe auch schon ähnliches mit meinem etrex von Garmin erlebt.
Ich denke das könnte mit der Position der Sateliten zu tun haben. Diese befinden sich ja nicht direkt über dem GPS. Dadurch wird ja nicht nur die Geschwindigkeit in der Waagerechten gemessen.
So könnte ich mir das jedenfalls erklären.
Vielleicht hat ja ein Fachmann da eine andere Erklärung.
Mit freundlichen Grüssen
Guido

[Hans]

So ähnlich war auch meine erste Vermutung, doch wenn ich das mal ausrechne:

80km/h = 22m pro Sekunde.
Wenn Junior das Geko (üppig gerechnet) zweimal pro Sekunde 25cm hoch wirft, wären das dann 23m/sec. = 83,5km/h.

Um auf 103km/h zu kommen, müsste er das GPS zweimal pro Sekunde 150cm hoch werfen - und wieder auffangen.......:confused:

Da muss noch ein anderer Faktor ursächlich sein.:doh:

Gruß Hans

[t@rc]

Hallo Hans,

hier werden Laufzeiten der Signale von mind. 4 Satelliten durch Vergleich der Zeitsignale ermittelt, es geht um Nanosekunden und im Prinzip auch um Zentimeter. Je nach Ausführung des GPS-Empfängers werden evtl. auch die Phasen der Signale verwertet (erhöht die Genauigkeit).
Die Wellenlänge der zivil genutzten Trägerfrequenz des Amerikanischen "GPS" (es gibt ja noch das Russische "GLONASS" und demnächst ein Europäisches "Galileo") beträgt 19,05cm.

Noch Fragen?

G.

[Hans]

Die Wellenlänge der [] Trägerfrequenz des [] "GPS" [] beträgt 19,05cm.

Noch Fragen?Bei dieser Erklärung und dem Aspekt, dass das Geko 25cm hoch geworfen wurde: Nein, keine Fragen mehr. :D

Danke TFG

Gruß Hans

[GunnarH]

Bei dieser Erklärung und dem Aspekt, dass das Geko 25cm hoch geworfen wurde: Nein, keine Fragen mehr. :D

Danke TFG

Gruß Hans
Nur ist die Wurfgeschwindigkeit im Vergleich zur Ausbretiungsgeschwindigkeit der Wellen so minimal dass das nicht wirklich ins Gewicht fallen kann.
Über den nassen Daumen gerundet beträgt die Anfangsgeschwindigkeit für 25cm Wurfhöhe 2.2m/sek, die mittlere Geschwindigkeit beträgt also rund 1.1m/sek.
Die Funkwellen kommen dagegen mit ca. 300.000.000m/sek an, d.h. der Laufzeitfehler durch den Wurf liegt unter 0.000.004 Promille.
Eine wasserdichte Erklärung für deine Beobachtung und auch das schon länger bekannte Phänomen dass nach Abflügen oft Mondwerte auf dem GPS stehen hab ich auch nicht, ich könnte mir aber vorstellen dass die nicht optimalen Empfangsbedingungen bei einer schnellen dreidimensionalen Drehung des Gerätes zu einer fehlerhaften Signalauswertung führen oder dass bei harten Schlägen (was bei deinem Wurfversuch wohl weniger zutrifft) die Quarze kurzzeitig aus dem Tritt kommen und das Gerät damit kurzzeitig auf einer falschen Zeitbasis rechnet.
Gruß
Gunnar

[t@rc]

Dann noch mal:

Bei diesen ganzen Systemen bewegen wir uns auf einer gedachten Kugeloberfläche, plötzliche "Pickel", auf denen wir hochhopsen, sind dabei nicht vorgesehen. Solche "Pickel", bei bewegten Objekten nicht vermeidbar, stören nicht wesentlich das Ermitteln der Position, zumindest kann eine Fehlmessung gleich danach durch eine gute korrigiert werden bzw. die Fehlmessung statistisch ausgefiltert werden. Bei der Geschwindigkeitsmessung, EIN Peakwert, sieht das anders aus.

Es geht hierbei nicht um die Ausbreitungsgeschwindigkeit der Wellen, wenngleich deren Beeinflussung durch den Atmosphären-Durchgang, zu einigen Sats schräger als zu anderen, eine wesentliche Rolle spielte bei der Wahl des Frequenzbandes, abgesehen davon, dass bei höheren Frequenzen ungünstige Öffnungswinkel der Antennen erforderlich wären. Wir sind nicht durch Zufall im 23cm-Band und etwas höher (L-Band), statt bei 10GHz wie mit den meisten Kommunikationssatelliten.
Es geht hier stattdessen um das Zeitfenster einer Messung im Empfänger. Da wir ja nicht eine Cäsium-Uhr mitschleppen können, die Genauigkeit der Zeit aber eine entscheidende Violine spielt, sind wir auf den Vergleich der Zeitsignale mehrerer Sats angewiesen, zur Positionsbestimmung dann in Korrelation zu den jeweils mit übertragenen Pos.daten eines jeden Sat.
Dabei ist enscheidend, mit welcher Zeitdifferenz zueinander die Signale eintreffen.

Wenn wir nun innerhalb eines solchen Fensters mal eben heftig stören, sind 20cm mehr oder weniger beeinflussend, - jedenfalls für die Geschwindigkeitsmessung. Evtl. Ausreißer bei der Positionsbestimmung bügelt die Software des Hauptprozessors weg, der fälschliche Peakwert Vmax bleibt gespeichert.
Wie gesagt, Vmax-Bestimmung geht von der Bewegung auf der gedachten Kugeloberfläche aus.

G.

Ich war zugegebenermaßen gestern abend etwas faul und habe es auf die Wellenlänge abgestellt, obwohl diese einfachen Empfänger vermutlich gar keine ergänzende Phasenmessung machen.:rolleyes:

[Henning]

Hallo,
alle Überlegungen, die man anstellt, warum es zu Ausreißern in der Berechnung der vmax kommt bei Überschglägen etc., kann dem Anwender doch schrecklich egal sein, wenn er weiß, dass es zu Fehlinterpretationen kommt. Er muß damit leben.

Auch alle Überlegungen, dem auf den grund zu gehen, scheitert schon daran, dass wir ( resp. ich) nicht wissen, wie das Gerät auswertet, welche Reihen, math. Funktionen, das Gerät benutzt.

Die meisten Näherungsverfahren gehen von stetigen Abfolgen aus. Und die sind bei Überschlägen eben nicht gegeben. ( Unendlichkeitsstellenproblem, Div durch 0, Grenzwertbetrachtungen lim geg.0, was weiß ich.)
Rechnet das System über solche Definitionsgerenzen "drüber", muss es zu Ungenauigkeiten kommen. ( Differenzen kleiner Zahlen, kl. Diff großer Zahlen) . Und die sind wohl in dem Fall für die Interepretation der vmax unbrauchbar.

[t@rc]

Differenzen kleiner ZahlenIch ahnte es, die Kleinen Preise von Plus sind schuld. :D

[Hans]

....wenn er weiß, dass es zu Fehlinterpretationen kommt. Er muß damit leben.Henning, da stimme ich Dir zu, wenn es jetzt um die Frage ginge, warum Frauen so einparken, wie sie einparken.
Das wird wissenschaftlich nie zu ermitteln sein, aber hier geht es ja um mathematische, also logische Betrachtungen.........

.........denen ich neuen Nährstoff liefern möchte durch folgende Experimente vom heutigen Nachmittag.

Geko201 in Längsrichtung im Flugzeugrumpf, Geradeausflug: 104km/h
Geko201 in Längsrichtung im Flugzeugrumpf, Geradeausflug mit ca. 2 Rollen/sec.: 105km/h
Geko201 in Längsrichtung im Flugzeugrumpf, Geradeausflug mit ca. 2 gerissenen Rollen/sec.: 121km/h

Geko201 senkrecht im Flugzeugrumpf, Geradeausflug: 105km/h
Geko201 senkrecht im Flugzeugrumpf, Geradeausflug mit ca. 2 Rollen/sec.: 121km/h
Geko201 senkrecht im Flugzeugrumpf, Geradeausflug mit ca. 2 gerissenen Rollen/sec.: 123km/h

Weil "Fläche ab-Fläche drauf" nervig ist, habe ich mir dem anderen GPS nur zwei Tests gemacht:
Forerunner101 in Längsrichtung im Flugzeugrumpf, Geradeausflug: 104km/h
Forerunner101 in Längsrichtung im Flugzeugrumpf, Geradeausflug mit ca. 2 gerissenen Rollen/sec.: 104km/h http://www.rc-raceboats.de/wbb2/images/smilies/pleased.gif

Danach habe ich mich entschlossen, das Geko künftig als "weiblich" zu definieren und mich Hennings Meinung anzuschließen:
Es kann dem Anwender doch schrecklich egal sein. Er muss damit Leben! :D

Gruß Hans

[t@rc]

Also, ich will nun das Thema nicht feige im Raum stehen lassen. Es wäre aber ziemlich schwierig, jemandem, der nicht etwas aus dem Metier ist, mögliche Ursachen beibiegen zu wollen, ohne ihn auf der Strecke zu verlieren. Jedenfalls traue ich mir das nicht zu.

Daher versuche ich die "Salomonische Lösung", indem ich als "Liebesdienst" mal nach ein paar Links suchte, die die Funktionsweise des GPS und Ungenauigkeitsursachen mMn leichtverdaulich nahebringen können:

Vielleicht zur Einstimmung das hier, ein sehr sehr grobes Modell, das zumindest feststellt, dass "GPS" nix zum essen ist:): http://www.schule-bw.de/schularten/berufliche_schulen/berufsschule/gewerblich_technische_berufe/kfz/unterrichtsentwuerfe/navigationssystem

Das ist ein Müh detaillierter: http://www.geosoft-gps.de/gps_infos/info_1.html (http://www.geosoft-gps.de/gps_infos/info_1.html)

Zu Pseudozufallscodes "C/A" und "P-Code": http://www2.uni-siegen.de/dept/fb10/verm/gpsgis/wpf0001/code_c_a_und_p.htm

und vor allem: http://www.sintrade.ch/gpsfunktion00.html (http://www.sintrade.ch/gpsfunktion00.html)

Ihr müsst aber schon etwas Geduld mitbringen und nicht "diagonal" lesen. Was "zu fressen" ist:

- Trigonometrie/Triangulation
- Pseudozufallscode (Korrelation) und Zeitsynchronisation Sat->Empfänger
- das 4 Satelliten-Problem
- Fehlerursachen und -korrektur: Atmosphärendurchgang, Korrekturrechnungsmöglichkeit via 2 Frequenzen, logische "Kanäle" im Empfänger ("Gleichzeitigkeit" der Verabrbeitung der Signale unterschiedlicher Satelliten)
u.a.m. ....

Dabei können auch Ideen entstehen, warum der eine "ge-shake-te" Empfänger die ermittelte Geschwindigkeit schwer versaut, der andere weniger.

Nehmt Euch 'n kühles Bier und etwas Zeit. Versucht insbesondere im letzten Link alles nacheinander zu verinnerlichen, - wie in alten Schulzeiten.:D

Viel Spass dabei!

G.