GNSS-vastaanottimet vastanottimien tyyppejä antennit signaalin havaitseminen Havaintosuureet Nyt: C/A-koodi L1 L1-kantoaalto L1 Doppler L2 kantoaalto L2 Doppler P-koodi L1 P-koodi L2 Tulevaisuudessa: C/A-koodi L2 L5 kantoaalto L5 koodi Galileon taajuudet GLONASS 1
Vastaanottimen rakenne Antenni Esivahvistin Välitaajuusmuunnin Välitaajuusvahvistin Oskillaattori ja taajuussyntetisaattori Signaaliprosessori Mikroprosessori, muisti, näyttö, yms. Vastaanottimen ominaisuudet http://www.photolib.noaa.gov/historic/c&gs/theb1541.htm Kanavien lukumäärä 1 (halvimmat navigointilaitteet, jäämässä pois ) 4..8 alkaa olla historiaa 12 all-in-view 18..24..80 uusimmat/kalleimmat signaaliprosessoreita useita, kalleimmilla joka kanavalle omansa Paino, koko, virrankulutus pienenevät koko ajan; kuvassa TI4100 vm. 198x; neljä kanavaa, täysiverinen P- koodivastaanotin, aikansa huippua 2
Vastaanottimen ominaisuudet 1-taajuusvastaanotin L1 C/A-koodi yksinkertaisimmat/halvimmat vastaanottimet navigointikäyttö L1-kantoaalto (+ doppler) voidaan käyttää mm. maanmittaussovelluksissa 2-taajuusvastaanotin L1/L2 kantoaalto (+ doppler) L1/L2 P-koodin rekonstruointi eri tekniikoilla hinta 100 20000 Signaalin käsittely neliöinti P-koodivastaanotin ristikorrelaatio koodikorrelaatio Z-korrelaatio C/A koodi kyllä ei kyllä kyllä kyllä P-koodi kyllä ei ei kyllä kyllä kantoaallon F L1, F L2 F L2 F L2 F L1 F L2 F L1, F L2 vaihe aallonpituus l l / 2 l l / 2 l S/N (db) 0 30 27 17 14 3
Signaalin käsittely Antenni L1 L2 L1 L2 Paikallinen P- koodin kopio Alipäästösuodatin Alipäästösuodatin Paikallinen P-koodin kopio L2 Koodikorrelointi P-koodikorrelointi Korrelaattori Neliöinti Ristikorrelaatio Neliöinti 7 6 5 4 3 2 1 0 0 100 200 300 400 500 600 700 800 900 1000 4
Korrelaatio 5700 5300 4900 4500 4100 3700 3300 0 100 200 300 400 500 600 700 800 http://www.navcomtech.com/docs/l2_phase_tracking.pdf 5
Esimerkkejä 1. Trimble 5700 http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/get/document-163620/ Trimble 5700 http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/get/document-163620/ 6
Trimble 5700 http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/get/document-163620/ Trimble 5700 http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/get/document-163620/ 7
Trimble 5700 http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/get/document-163620/ 8
MicroZ-CGRS Esimerkkejä 2. Ashtech mz-cgrs The MicroZ Continuous Geodetic Reference Station (µz-cgrstm) from Thales Navigation, provides the world s most powerful GPS Reference Station technology. As the latest, most advanced receiver in the Ashtech Z family, the MicroZ incorporates patented Z-TrackingTM technology for accurate and reliable positions. Designed for high-accuracy scientific, land survey, and engineering applications, the µz-cgrs system is ideal as a permanent GPS base station. http://pro.magellangps.com/en/products/product.asp?prodid=163 Ashtech mz-cgrs 9
Ashtech mz-cgrs Ashtech mz-cgrs 10
Ashtech mz-cgrs Esimerkkejä 3. Javad Legacy Legacy-E contains our Eurocard format board. It is password upgradeable from single frequency GPS to dual frequency GPS+GLONASS. The box size is 240 x 110 x 35 mm. At its core is our Paradigm chip featuring 40 universal super channels that can each track all signals of either L1 or L2 GPS and GLONASS frequencies and up to 20 GPS+ satellites at once, the maximum available at any one time! It incorporates our new innovations in signal processing, multipath mitigation and co-op tracking, making Topcon GPS+ the best in the field for under-canopy and low signal strength reception. http://www.topcongps.com/hardware/legacy-e.html 11
Javad Legacy Standard 40 L1 GPS (20 GPS L1+L2 on Cinderella* days) optional 20 GPS L1+L2 (GD) or GPS L1 + GLONASS (GG) L1/L2 C/A and P Code & Carrier Static: Horizontal: 3mm+ 0.5ppm (x baseline length) Vertical: 5mm+ 0.5ppm (x baseline length) RTK: Horizontal: 10mm+ 1.0ppm Vertical: 15mm+ 1.0ppm Power: External (maximum of 2 ports); 6 to 28 volts DC; less than 3.3 watts http://www.topcongps.com/hardware/legacy-e.html Topcon NET-G3 Network Reference Station L5 and L2C GPS Ready 72 Universal Channels Direct and High Rate Signal Sampling 75% Reduction in Size Superior Signal-to-Noise Performance SBAS Signals Supported Low Power Consumption 12
Antennit ----- / + \ <-- 0.128 L2 + <-- 0.110 L1 +--------------------------------------------------+ <-- 0.102 TCR +-+--------------------------------------------------+-+ <-- 0.038 +-------------------+-------------+--------------------+ <-- 0.035 BCR = +------x------+ <-- 0.000 BPA=ARP vaihekeskipisteen paikka <-- 0.381 --> ARP = Antenna Reference Point Vaihekeskipiste http://www.geopp.com/gnpcvdb/aoa_dm_t/calibdmt.html 13
Phase Correction (mm) 13.2.2008 Vaihekeskipiste 10 5 L1 (mm) L2 (mm) LC Ionospheric free (mm) 0-5 -10-15 0.0 20.0 40.0 60.0 80.0 Elevation angle (deg) http://www.ife.uni-hannover.de/~web/aoa_dm_t/ Choke ring / Dorne Margolin / vaimennusrenkaat 14
Trimble Zephyr Quadrifilar Helix: single frequency difficult to adjust for phasing and polarisation not azimuthally symmetric good gain pattern no ground plane required Monopole: single and dual-frequency (dipole construction) requires extensive groundplane very stable phase centre simple construction Microstrip: rugged and simple construction single or dual-frequency low profile (ideal for aircraft applications) low gain (offset by appropriate preamplifier) most common antenna available today Spiral Helix: dual-frequency operation good gain pattern high profile azimuthal asymmetry (requires ground orientation) 15