GPS-vastaanotin ja -antennivertailuMiikka Jokelainen

Tavoitteet

•GPS-vastaanottimiin tutustuminen•Paikanmittauksen arviointimenetelmät•Mittaustarkkuuden arviointi•Antennien vaikutuksen arviointi

GPS-järjestelmä

•24-32 satelliittia 20 000km korkeudella•Lähettävät atomikellonajan ja

navigaatiosignaalin•Vastaanotin laskee kulkuajasta etäisyyden

satelliittiin•Vähintään 4 satelliittia 3D-paikannukseen

▫X, Y, Z ja kellovirhe

GPS-virhelähteet

•Satelliittien ratatiedot•Satelliittien kellot•Ionosfääri ja troposfääri•Monitieheijastukset•Vastaanottimen kohina•Satelliittigeometria

Laitteisto

Mittausten toteutus

•Vastaanotinvertailussa useampana päivänä▫SiRFSTAR III, SiRFSTAR II, u-blox LEA-5H▫Trimble Lassen DR+GPS, Haicom HI-203E▫Mittaukset sekunnin välein

•Antennivertailussa 3 sarjaa▫3 antennia ja 3 vastaanotintaPonsse EMTAC Ajoneuvo

SiRFSTAR II

A B C

DR+GPS C A B

LEA-5H B C A

Mittausten analysointi

•NMEA-tiedosto csv Matlab

Vastaanotinvertailu 1/3

Keskiarvo Hajonta

Vastaanotin X Y X Y SAT HDOP DRMS MITT

LEA-5H REF 0.075 0.366 1.168 1.509 10.650 0.870 1.908 86400

SiRF III REF 0.217 1.312 0.824 1.870 10.299 0.889 2.044 86400

SiRF III -0.988 4.580 1.632 4.737 8.804 1.316 5.010 63742

LEA-5H -1.457 6.780 3.008 9.313 8.865 1.467 9.786 86400

DR+GPS -1.140 4.802 2.519 7.939 9.212 2.357 8.329 86400

SiRF II -0.031 6.621 2.714 11.541 6.712 3.325 11.856 86400

Vastaanotinvertailu 2/3

Vastaanotinvertailu 3/3

0 10 20 30 40 50 60

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Autokorrelaatio itä-länsi -suunnassa

t (s)

auto

korr

elaa

tioke

rroi

n

LEA5H REFSIRFIII REF

SIRFIII

LEA5H

DRGPS

SIRFIIHAICOM

0 10 20 30 40 50 60

0.4

0.5

0.6

0.7

0.8

0.9

1Autokorrelaatio itä-länsi -suunnassa

t (s)

auto

korr

elaa

tioke

rroi

n

LEA5H REFSIRFIII REF

SIRFIII

LEA5H

DRGPS

SIRFIIHAICOM

Antennivertailu 1/2LEA-5H REF SiRF III REF LEA-5H DR+GPS SiRF II

A 44.745 42.904 48.651 44.359 42.755

B 44.067 48.995 48.222 45.288 46.330

C 43.468 49.050 49.429 45.248 45.037

Keskiarvo 44.094 46.983 48.767 44.965 44.707

Ponsse EMTAC Ajoneuvo Keskiarvo

SiRF II 42.755 46.330 45.037 44.707

DR+GPS 45.248 44.359 45.288 44.965

LEA-5H 48.222 49.429 48.651 48.767

Keskiarvo 45.408 46.706 46.325

Antennivertailu 2/2

AikatauluViikko Kuvaus Aika (h)

37 Tehtävänanto, aloituspalaveri ohjaajan kanssa ja tutustumista aiheeseen. 13

38 Tutustumista aiheeseen, kirjallisuusselvityksen ja projektisuunnitelman teko. 13

39-40 Projektisuunnitelman esittely, koetilanteen suunnitteleminen. 15

40-43 Mittaukset GPS-vastaanottimilla. 17

44 Väliraportin teko, antennimittausten suunnittelua. 8.5

44-45 Mittaukset GPS-antenneilla. 4

45 Väliraportin esittely. 3

45-48 Mittaustulosten analysointi, dokumentointia ja loppuraportin teko. 39

49 Loppuraportin esittely. 3

115.5

Yhteenveto

•Vastaanotinten tarkkuudessa on eroja▫SiRFSTAR III▫LEA-5H ja DR+GPS▫Haicom ja SiRFSTAR II

•Suodatus ei selitä eroja tarkkuudessa•Ulkoiset antennit parantavat

signaalivoimakkuutta•Antennien suorituskyvyllä on eroja

▫LEA-5H ja Emtac paras yhdistelmä