GPS衛星から受信機に送信されるデータは何ですか?


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GPSシステムがどのように機能するか、多少は知っています。しかし、私はそれをより詳細に理解したいと思います。正確にはどのようなデータがGPS衛星からGPS受信機に送信されますか?

GPS受信機を立ち上げた時、役立つまでに時間がかかるので、いろいろな種類のデータがあると思います。私が知っているように、これは受信機があまり頻繁に受信されないデータを待つためです。位置情報に使われているGPS信号がよく送られていると思いますが、わかりません。

これをより詳細に説明できる人はいますか?または便利なリンクがありますか?

回答:


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GPS信号には3つの部分があります。

  • 衛星ID(疑似ランダムコードと呼ばれる)
  • アルマナックデータ(すべての衛星の軌道情報)
  • エフェメリスデータ(問題の単一衛星の軌道情報。距離の計算に必要な非常に正確な時計情報を含む)

基本的に、アルマナックにより、受信機は検索する衛星を知ることができます。この時点でどのSHOULDが見えるべきかを示しますが、明らかに何かがそれに対する見通し線を遮る可能性があります。しかし、少なくとも3つの衛星のエフェメリスデータを受信する前は、(2D)位置を指定できません。そのデータは30秒ごとにブロードキャストされます。

受信機はアルマナック情報をキャッシュする可能性がありますが、エフェメリスデータは(主にクロックドリフトのため)長い間キャッシュできないため、新しいエフェメリスデータの受信を待機することが一般にGPS受信機の起動時間の原因となっています。


アルマナックデータには絶対UTCが含まれていますか、それともオフセットだけですか?
TJJ

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シグナル受信時の実際の位置への逆算を可能にするために、1秒の初めに送信される目盛り(正しい用語ではなく、しばらく経っています)もあります。より詳しい説明については、ここで前方エラー訂正を参照してくださいhttp : //en.wikipedia.org/wiki/GPS_signals。私たちはそれを航空写真で使用し、デバイスからGPS位置を計算して出力するのに最大0.4秒の遅延がしばしばあることを発見しました。チックがいつ入ったかを知ることは、逆に作業して、写真にもう少し正確な位置を割り当てることができることを意味しました。


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クンバヤの答えに追加するために、疑似ランダムコードは、受信者が受信している信号が送信された正確な時刻を知ることを可能にするタイムスタンプも運びます。受信機が行う三角測量は、各衛星からの無線信号の移動時間を知ることに依存します。疑似ランダムコードは事前に準備されているので、受信機は事前にそれを知っており、そのコードの特定の部分がいつ衛星から発信されたかを知っています。それはすべて悪魔的に賢いです。http://en.wikipedia.org/wiki/GPS_signalsのWikipediaページはかなり良いです。


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各衛星は正確な(原子)時間を送信しており、GPS受信機はそのおかげで位置を計算します。また、計算を実行するために必要な衛星の位置(アルマナック)のようないくつかの追加データといくつかのマイナーなものもあります。

精度を上げるために、データは2つの異なる周波数で送信される場合があります(誰でも利用できるL1と、米軍用に制限されているL2)。


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L2は一般にも公開されています。L2周波数でデータをキャプチャするGPSが必要です。
ジョージシルバ

初期の設計では、L2周波数は正確な軍事信号のみを伝送していました。その後、精度の劣る民間信号も伝送​​するように拡張されました。デュアルレシーバーGPSは、両方の民間信号を使用して、エラーの原因を打ち消すことができます。
JasonBirch、2010
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