Сколько каналов надо?

[hamilton]

http://www.handy.ru/board/viewtopic.php?t=56437 <br>

[kg_vista]

> Итак, каждый спутник, видимо, имеет свою частоту.

Да простит меня, в свою очередь, Колумб, за возможную чушь в нижеследующем популярном изложении "основ"

Сама по себе частота (точнее две частоты - L1 и L2) у всех спутников строго одинакова - с точностью до нестабильности атомных часов. Разделение каналов осуществяется не по частотам (принцип FDMA, frequency division multiplexing access), не по времени (принцип TDMA, time division multiplexing access), а по "новомодному", но малоочевидному принципу CDMA (code division multiplexing access - не путать с одноименным стандартом сотовой связи . То есть все спутники вещают одновременно и на одинаковой частоте, но хитро модулируют сигнал псевдослучайной последовательностью, что позволяет приемнику различать каждый из спутников в общем "гвалте". Но для этого приемнику надо подобрать некий код, уникальный для данного спутника - а он меняется со временем, прошедшим от начала текущей GPS-недели. То есть во избежание "сканирования" кодов надо еще знать точное текущее GPS-время.

Однако, это еще полдела. Принимаемые приемником частоты из-за эффекта Допплера разъезжаются довольно заметно. Поэтому приемнику надо знать в каком направлении относительно текущего положения наблюдателя и с какой относительной скоростью движется спутник, чтобы правильно подстроить частоту для соответствующего канала. Опять-таки, положение приемника после включения точно не известно, а эфемерис стареет за полчаса - поэтому опять-таки требуется "сканирование" частот в небольших пределах.

В зависимости от того, насколько неточной оказывается выдвигаемая приемником гипотеза о том, где он сейчас находится и "какой сегодня день", требуется разное количество времени на сам захват спутника каждым каналом - не говоря уж об объеме дополнительной информации, которую после этого надлежит принять с захваченного спутника.

> Не совсем понятно, в чём, собственно, загвоздка. В том, что на переключение канклов и "прислушивание" на другом канале уходит много времени?

Увы, не только время. А еще и батарейки при этом кушаются на 100%.

[Dusha]

Сравните, например Garmin CF Que 1620 и что-нибудь на SIRF (GlobalSat BC-307 в частности). Возможно Ваше мнение изменится.

Андрей

[Dusha]

В конце-концов можно почитать и у производителя http://www.furunogps.com/scripts/gh80.h ... Андрей

[engineer]

Каждый раз сигнал ищут и по частоте и по коду, "история" наблюдений может лишь сузить область поиска, но никогда не исключает его вообще. Цифровая многоканальность позволяет ускорить этот поиск практически пропорционально числу каналов, а значит при старте и в тяжелых условиях приема повышается вероятность определения позиции, на сколько - можно оценить, но лень.
Рост многоканальности, в разумных переделах, разумеется, ограничивается проблемами экономическими (цена ASIC) и технологическими (энергопотребление и быстродействие процессора). Пока эти проблемы были существенными маркетинговый оптимум лежал в районе 12-ти каналов. Теперь, похоже, выгоднее продавать 16-ти канальные девайсы.
Как ни печально для инженеров, но канальность бытовых девайсов определяется в первую очередь маркетингом, отчасти даже напрямую. И слава Богу, а то мы такого наворотили бы! :)

[engineer]

Про женщин Вам очень правильно заметили. Многоканальным приемом можно теоретически повысить чувствительность (хотя такая формулировка весьма "вульгарна"), но не в случае с цифровыми каналами, запитанными от общего аналогового. Ознакомьтесь с устройством приемника поподробнее и Вам станет ясно, что математически его каналы идентичны и шум понизить за счет суммарной обработки в них не получится.

[MichaelUS]

> а по "новомодному", но малоочевидному принципу CDMA (code division multiplexing access - не путать с одноименным стандартом сотовой связи

Впервые принцип селекции сигналов псевдо-случайной последовательностью был применен ещё в конце Великой отечественной войны и с тех пор так и не выходил из моды у военных. Относительно недавно появились системы на шумоподобных сигналах. Вот эта вещь, помоднее будет ;)

> Принимаемые приемником частоты из-за эффекта Допплера разъезжаются довольно заметно.

Не очень то и заметно... всего порядка +/-10^-5 от частоты L1. Т.е. на 20-30 кГц.

Так что, если не цепляться за точную частоту принимаемого со спутника сигнала, то можно поставить достаточно широкие входные фильтры (они еще на заводе впаяны ;) для гарантированного пропускания сигнала даже искаженного Доплеровским эффектом. Всё равно, лишнего на таких частотах поймать сложно (кроме естественного шума эфира, конечно). Да если и поймается - отфильтруется соответствующим C/A кодом. Вот его-то синхронизация и требует определенное время.

> Увы, не только время. А еще и батарейки при этом кушаются на 100%.

Время прослушивания канала зависит только от применяемого алгоритма внутри навигатора - насколько быстро он поймет несостоятельность статистической гипотезы о наличии в принимаемом сигнале последовательности, модулированной C/A кодом искомого спутника.
Потребление батареек, при этом, зависит и от того - прослушиваются ли другие каналы или нет.
Т.к. ВЧ часть у приемника одна на все каналы, то она будет постоянно работать пока ищется хотя бы один из спутников. Дальнейший алгоритм её работы может быть и в пульсирующем режиме.
Блок, отвечающий за канальное разделение входного сигнала и поддержание постоянной синхронности C/A кода по каждому из каналов работает в режиме поиска тоже интенсивнее, чем при поддержании.
Но всё равно, больше всего батарейки ест не он, а ЦП, ЖКИ и подсветка.

Что касается 16 каналов по отношению к 12 - да, скорость поиска в неизвестной обстановке увеличивается на 30%. Но при этом, канальный блок на те-же 30% сложнее и больше потребляет при прочих равных. Так, что выигрыш батареек только в работе ВЧ блока. Опять же, если он после окончания поиска переходит в пульсирующий режим, а не продолжает постоянно работать.

[Anonym]

Не совсем правы и вы. Действительно, число каналов не определяет чуствительность приемника, более того, берусь утверждать, что и холодный старт они не ускоряют, но чем больше каналов обработки, тем выше точность определения координат. И это справедливо до 12 каналов. Дополнительные 4 канала предназначены уже не для приема спутников GPS, а для приема дополнительной информации совершенно другой системы. При включении приемник сначало пытается определиться по имеющимся в памяти данным, а если ошибка слишком велика, то принимает данные со спутников. Приемник может в самом начале попасть на начало передачи альманаха или эфемериса, а может немного запоздать. При этом даже для одного приемника время старта может быть совершенно разными. Кроме того качество приема сигнала может оказывать очень сильное влияние. Но есть минимальное время холодного старта быстрее которого приемник ну никак не может стартовать. Это время определяется временем приема альманаха и эферемис, имеется в виду что приемник очень долго был выключен или перенесен в выключеном состоянии на большое растояние и созвездие спутников для приемника изменилось достаточно сильно. Таким образом, минимальное время полного холодного старта определяется не числом каналов, а протоколом передачи данных со спутника. Максимальное же время определяется качеством приема, может быть и быстрым процессором, который лучше корректирует ошибки. Все же каналы идут со спутника паралельно, и после приема уже трех эферемис приемник начинает определять координаты, остальные спутники лишь повышают точность приема. Так что аналогия старика Мюллера тут вполне уместна.

[Olexa]

<A HREF="http://www.furunogps.com/scripts/gh80.h ... /A> <br>: The new Model GH-80 is a 16 channel parallel GPS receiver specifically designed for handheld devices. : The GH-80 has high-speed search engines in each of it's 16 channels, enabling even faster TTFF (Time to First Fix) when compared with it's predecessor, the Model GH-79. : Designed specifically for the handheld device market. Ну вот. Производитель считает, что начальный поиск таки ускоряется. И это таки важно для упоминаемого класса устройств: мобильных телефонов и иже с ними, в которых GPS включается только "когда надо" (и тогда надо, чтобы он очухался быстро), а не работает от включения устройства и до его выключения. : Tracking capability <b>12 satellites</b> simultaneously (8 channels in sleep mode) Хе-хе. А некоторые кексы тут исследования проводят, как хорошо приёмники "держат" спутники. ) Да ещё и в неподвижном положении (в котором поиск практически не имеет значения, тогда как при движении между зданиями мог бы иметь). Да ещё и сравнивают с eTrex, признанными аутсайдерами по чувствительности. :-D

[Olexa]

http://www.furunogps.com/scripts/gh80.html <br>: Hot start 9 seconds : Warm start 36 seconds : Cold start 48 seconds Берём для сравнения 12-канальный GlobalSat BC307. <A HREF="http://www.globalsat.com.tw/english/pro ... /A> <br>: Hot Start 8 sec. average : Warm Start 38 sec. average : cold Start 45 sec. average Ну и? )