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

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, 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 cambia de frecuencia y se demodula. Todos los satélites transmiten 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 correladores.

Hay unos 32 satélites GPS, por lo que 22 son más que suficientes desde la superficie de la tierra (el espacio es otra cosa).

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

Al leer esta respuesta "Necesita 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 sea lo que está sucediendo aquí. Sin embargo, esta respuesta sugiere que L5 requiere dos correladores por sí mismo .

¿Por qué 66/22?

Los chips GPS modernos parecen poder recibir también glonass y galileo.
Por canales se entiende correladores. 3 correladores descubrirían la señal 3 veces antes si el intervalo de exploración se divide en 3 intervalos.
@MarkoBuršič gracias! - escanear sobre qué parámetro exactamente?
@uhoh sobre el intervalo de tiempo: en.wikipedia.org/wiki/Cross-correlation
@MarkoBuršič OK, ¿como se discutió aquí anteriormente?

Respuestas (2)

Adafruit Ultimate GPS no es de ninguna manera representativo de todos los receptores GPS que existen. 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 obtiene una señal de 22 satélites, y no es necesario tener una solución. Tener una señal de 7 a 10 satélites es bastante común en condiciones del mundo real.


¡Guau! ¿Cómo podrían usarse 256 canales al mismo tiempo? Agradezco que esto sea solo un ejemplo para comenzar la conversación, pero vaya, ¿una cantidad tan grande de correladores implica que es capaz de trabajar simultáneamente con múltiples constelaciones (GPS, Glonass, Galileo, BeiDou...)?
Se utilizan 256 canales para buscar satélites. Vea si esto responde a su pregunta sobre cómo se usan los 256 canales.
¿Los satélites GPS cambian los códigos Gold de adquisición aproximada (C/A) con el tiempo? Pensé que estaban asignados, fijos y conocidos , que solo necesitaría buscar los 32 códigos asignados a los 32 satélites.
¡Ah, compensaciones! Ok lo tengo. Un grupo de correladores puede estar buscando el mismo código, pero compensado secuencialmente por (por ejemplo) la mitad de un "chip" (el chip es un bit del código de 1023 bits de longitud) por correlador.
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.
Hablando de Doppler, acabo de hacer una pregunta dependiente de la velocidad .

La forma en que lo entendí se debió al método de trabajo de los correladores. Como se menciona en la pregunta, cada satélite tiene su propio código único.

Si está comenzando desde el inicio 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 necesita realizar una búsqueda exhaustiva. Aquí es donde tener más correladores ayuda mucho. En lugar de simplemente cargar los satélites esperados, carga todo lo que pueda y luego trabaja a partir de ahí. Esto puede ser especialmente problemático para dispositivos pequeños con poca o ninguna memoria propia y sin forma de acceder a Internet para A-GPS.

OK, eso es muy interesante y tiene sentido. ¿Quiere decir que esta es una forma de establecer qué satélites están "arriba" sin efemérides? Si no se requiriera un arranque en frío, ¿se necesitarían solo 22 canales, o es solo una de las razones por las que están presentes los correladores 3n?
Las primeras unidades tenían solo los 4 canales necesarios para corregir, 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