GPS auf dem Nürburgring

Fragen und Erfahrungen zur Anwendung von GPS beim Wandern, Radeln, Fliegen usw.

Moderator: Roland

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Decoud
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GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Decoud » 14.07.2008 - 20:57

Hallo,

ich bastel zur Zeit an einem Telematik-Modul für mein Auto.

Am vergangen Freitag haben ich einen Prototyp mit SirfStarIII -Modul in ein Rennfahrzeug eines
Bekannten auf dem Nürburgring gesetzt und mehrere Runden die GPS-Daten geloggt.
Die gewonnenen Daten wurde in Google-Earth betrachtet.

Dabei fiel auf, daß der SirfIII bei hohen (100km/h), aber nicht unbedingt bei höchsten (>200km/h)
Geschwindigkeiten manchmal nur noch alle 2s oder 3s einen Fix lieferte und die Positionen teils erheblich
neben der Strecke lagen. Die Unterschiede zwischen den einzelnen Runden waren aber nur gering.
HDOP und die Anzahl Satelliten waren durchweg gut bis sehr gut.

Derartige Race-Logger werden kommerziell vertrieben zu Preisen von 400 bis 500EUR.
Sie werben mit Update Rates von 10Hz für Position, Geschwindigkeit und Beschleunigung
Die Genauigkeit reiche aus, daß man einzelne Runden übereinander legen könne um sie hinsichtlich
Ideallinie, Bremspunkt, etc. vergleichen zu können.
Davon waren meine Messungen weit, weit entfernt.
Wir fuhren häufig genug mit durch den Wald. ;-)

Das hat meinen Ehrgeiz geweckt und daher die Frage nach evt. passenden Modulen.

Ich bekomme hoffentlich bald echte Messdaten dieser Geräte.
Bislang habe ich nur Beispiel-Daten der Hersteller.
Eine Datei mit den Fahrbahnrändern und eine mit einer Beispielrunde
Irgendwie sind die Daten verdammt gut, evt. zu gut.
Die Fahrbahnrändern stimmen fast exakt zu Google Earth und die Beispielrunde ist immer
zwischen den Fahrbahnrändern.
Als ganz kleiner Experte vermute ich , daß sie evt. nachbearbeitet oder mit höherwertigem Equipment und/oder niedriger Geschwindigkeit gemessen wurden.
Noch dazu wurden die Daten angeblich bereits 2003 gemessen.
EGNOS gab es IMHO damals noch nicht und die Hersteller der Geräte erwähnen EGNOS auch nicht.

Wenn mir jemand sagt, ob und wie man hier im Forum Dateien hochladen kann,
kann ich gerne mal meine und die Beispiel-Dateien posten.

Grüsse
Decoud

Sonnenstrahl64
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Sonnenstrahl64 » 15.07.2008 - 12:46

Hallo Decoud,

das hoert sich auch nach einer intresanten
Anwendung fuer GPS an.
Du schreibst
"EGNOS gab es IMHO damals noch nicht und die Hersteller der Geräte erwähnen EGNOS auch nicht."
Soweit ich informiert bin ist das mit EGNOS bis heute nicht so richtig durchgegart. Ich hatte die
Tage in Osthessen mal mit "EGNOS" experimentiert ohne richtigen erfolg was die genauigkeit
anbelangt.
Uber Upload attachment kannst Du ein BSP hochladen
Gruss
Sonnenstrahl64
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Roland
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Roland » 15.07.2008 - 21:52

Hey,

woher kennst Du Dich so gut mit den Forums-Optionen aus ?


@ Decoud:
viel kann ich nicht beitragen, ich hatte mir mal einen ESRI-Report, S. 38 gespeichert, in dem es mehr um die Telekommunikation geht. Darin wird auch erwähnt, das Beschleunigungen von 2 g (?) Einfluss auf den Empfänger haben sollen.


Grüße Roland

Decoud
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Decoud » 15.07.2008 - 23:58

Hallo,

ich hatte auch einen Beschl.sensor an Bord.
Da wir keine Slicks hatten, war die max. Verzögerung ca. 1g, quer hatten wir max. 1,2g.

Schade, die KML-Dateien sind zu groß um sie hier hochzuladen.

Decoud

Sonnenstrahl64
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Sonnenstrahl64 » 16.07.2008 - 13:00

Hallo,

@ Roland wie ich schon unter "http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic.php?f=2&t=1876"
schrieb ist Computer Gps fuer mich ein Winterhobby :D :D
Helfe auch gern wenn ich was weiss
Aber im Sommer bin ich lieber im Wasser mit Fliegenrute in der Hand auf Forellen unterwegs
@ Decoud auch gezipt zu gross???

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Roland
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Roland » 16.07.2008 - 23:15

Hallo,


Decoud berührt wieder eine meiner Wunden: was passiert eigentlich in den GPS-Chips … ?

Die Geschwindigkeit selbst macht nichts, im Flugzeug bekommt man einen ganz guten Fix (sagen die Kollegen). Aber was passiert, wenn ich mit hoher Geschwindigkeit um die Ecken husche, sprich extrem beschleunige ? Bringt das den Fix ins Schleudern ?

Wenn ich noch weiter in meinen Favoriten krame, finde ich vielleicht noch den Link zu GPS-Messungen beim Skispringen. Nicht direkt vergleichbar (es sei denn, man fährt Audi-Quattro) aber da ging es letztlich auch um das Erfassen einer Trajektorie.

Vorerst versuche ich mich in das Problem einzulesen.
http://infoscience.epfl.ch/record/113897/files/„Trajectory Analysis for Skiers”

Man findet den Hinweis auf den Einsatz des TIM LL Chips von u-blox
http://www.u-blox.de/products/tim_ll.html
der jetzt durch neuere zu ersetzen wäre.

Dein Vergleichsergebnis des Autotracks: arbeiten die vielleicht auch mit Einfrequenz-Phasenmessungen und einer lokalen Referenzstation ...?


Grüße Roland

ssquare_de
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von ssquare_de » 17.07.2008 - 07:58

Hallo,



die neueren Navigationsmodelle für die "Allgemeinheit" enthalten meines Wissens alle einen sogenannten Kalmanfilter in der Rechnereinheit.
Den kann man sich stark vereinfacht als statistischen Filter vorstellen, der nach Eingabe "sinnvoller" Werte die Rohmessungen aus dem vorgeschaltetetem Empfangsteils siebt...
Die Zusammenstellung dieser "sinnvollen Parameter" nennt man dynamisches Modell, welches natürlich auf den Anwendungsfall zugeschnitten sein muss.
Der tiefere Sinn der Filterung ist es, die Genauigkeit zu steigern und statistische Ausreisser ( vor allem durch Multipath oder häufigen Satwechsel wegen schwierigen Empfangsverhältnissen verursacht) bei den Messungen auszublenden.

Beispiele:

-auf einem Rennboot gibts kaum Bewegung in der Höhenkomponente, also werden Beschleunigungen und Geschwindigkeiten in diese Richtung sehr stark gedämpft. In die aktuelle "Höhe" werden die Höhenmessungen aus der Vergangenheit sehr stark miteinfliessen.

-und im "Automobil-Modus" eines Wald-und Wiesennavis wird die Dynamik des normalen Fahrbetriebs hinterlegt sein, der für die Münchener Innenstadt, eine Überlandfahrt und BAB eben charakteristisch ist. :-)

Das dürfte wohl auch erklären, warum die kurzen Aussetzer da sind: --> die vorgegebenen Fahrdynamikgrenzen wurden überschritten-->der Filter entscheidet: unsinniger Wert und siebt die Messung aus--> Aufzeichnungsloch. Die "unsinnigen" Messungen werden nicht ausgegeben, können aber durchaus den Kalmanfilter für die Bewertung nachfolgender Messungen zur Verfügung stehen...
Je nach Situation fährt man danach eben eine Zeitlang neben der Strecke weiter. :-)

http://www.u-blox.de/customersupport/gp ... 03002).chm

In der Protokollspezi von z.B. u-blox kann man in der CFG-NAV2 Message unter 7 verschiedenen "Dynamic Platform Model" en wählen.
Andere Modelle mit, den geplanten Anwendungen genau angepassten Parametern, können auch zum Einsatz gebracht werden.



Stefan

Deichgraf
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Deichgraf » 17.07.2008 - 12:32

Hi, Decoud,

das richtige Spielzeug zum Testen:

http://www.qstarz.com/news/news-20080620.htm

New MTK chipset - Adapt the latest MTK chipset (MTK3329), with the super sensitivity -165dBm and 66 channels.

eXtreme sport mode – Support 1-5 Hz update rate for higher accuracy of the demand of high speed racing Sport .

Gruß
Günther

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Jörn Weber
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Jörn Weber » 18.07.2008 - 18:14

Hallo Stefan,
ssquare_de hat geschrieben: die neueren Navigationsmodelle für die "Allgemeinheit" enthalten meines Wissens alle einen sogenannten Kalmanfilter in der Rechnereinheit.
Den kann man sich stark vereinfacht als statistischen Filter vorstellen, der nach Eingabe "sinnvoller" Werte die Rohmessungen aus dem vorgeschaltetetem Empfangsteils siebt...
1. Ein Kalmanfilter ist das dynamisierte Prinzip der Methode der kleinsten Fehlerquadrate, also von hause aus ein dynamischer Filter.
2. Praktisch wird in regel der erweiterte Kalmanfilter (eKF)verwendet.
3. Zumindest kann ich beim Phasetrack12, SiRF und u-Blox einen dynamischen Filter beobachten, welcher als Eingangsgrößen für die Filterung dynamische Parameter verwende. Schaue dir mal bei einem Garmin mit Phasetrack 12 das Nachhalten der Position unter schlechten Empfangsbedingungen an. Wenn der nach einem ordentlichen Fix selbst nur noch 2 Satelliten abwechselnd zur Verfügung hat, kann der noch ein paar Minuten den Fix halten. Einen nicht funktionieren Kalmann-Filter kannst Du dir beim Garmin Colorado im Wald anschauen.

btw. Es gibt IMHO in den aktuellen Empfängern mindestens zwei Kalmann Filter, der eine dient zum filtern des MultiPath's und der andere zum halten des Fix bei schlechten Empfangsbedingungen im Wald und in Tunneln.

Gruss Joern Weber

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Taurus
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Taurus » 22.07.2008 - 17:04

Ich stell auch mal den Fuß in die Tür :twisted:

1. GPS-Empfänger sind anfällig auf Beschleunigungen, allerdings werden die nur bei Flugzeugen derart überschritten, dass der Empfänger aus dem Fix springt.
Was ich mir vorstellen könnte wäre, das der SirfIII irgendwo an einer vibrierenden Fläche angebracht war, und dadurch ziemliche Vibrationen während der Aufnahme mitbekommen hat und somit ständig einen Pseudo-Doppler-Effekt erfahren hat (im Luftfahrtbereich wird das "shadow acceleration" genannt).

2. EGNOS ist seit 2006 Betriebsbereit

3. Der Kalman-Filter soll nicht irgendwelche Ausreißer aufdecken, sondern dient im wesentlichen zur Prädiktion der nächsten Messwerte und steigert somit die Genauigkeit, wenn das Szenario aus der vorangegangenen Messepoche ungefähr der aktuellen Messepoche entspricht. Er kann zwar auch Ausreißer aufdecken, aber das kann ich auch mit MkQ und anschließendem Ausreißertest oder mit Mittelwertbildung und anschließendem Gewichten mit der Standardabweichung, was nebenbei wesentlich Rechenleistung sparen würde...

4. Wenn die Abweichungen in aufeinander folgenden Runden immer in den gleichen Bereichen auftraten verwette ich mein momentan vermisstes USB-Verlängerungskabel und schreie lauthals in den Raum: "MULTIPAAAATH !!!"

Kiter
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GPS mit hohen G-Kräften

Beitrag von Kiter » 18.06.2009 - 22:04

Super das ich da jemanden sehe der ein ähnliches Problem hat.

Eventuell könnt ihr mir da helfen?

Ich bin begeisterter Pilot einer microdrone md4-200.

Jetzt möchte ich aber ein GPS-System in meine Rekord-Segelflugmodelle einbauen. Ich habe letzte Woche mit 486 km/h , Europas schnellste Geschwindigkeit im Dynamic-Soaring gemessen und versuche jetzt die Messung zu verifizieren. Das Problem dabei ist nur das wir mit 500km/h in einem 200 m Kreis fliegen und meine GPS-Daten (Garmin Forrerunner-201) bei dem Tempo und 30-50 G noch halbwegs mit eine Radarpistole vergleichbar sein sollten:
A.) die Geschwindigkeitsmessung ist in den, mit Radar verglichenen Vektoren +/- 1km/h genau gewesen. Allerdings in andern Segmenten wo ich mit Radar nicht hinkomme gleich auch mal 80-100 km/h schneller.
B.) die am Gerät angegebenen 4G werden natürlich überschritten (30-50 G) und daher könnten, die Positionstracker und natürlich auch der errechnete Speed nicht mehr stimmen. (momentan kein Hinweis darauf, ausser die neuen Rekordgeschwindigkeiten in Bereichen wo normalerweise nicht gemessen wird).

Habt ihr da Erfahrungen oder Werte?
Das müsste ja dann auch bei anderen Anwendungen wie Racing oder Flügen eine Fehlerquelle sein.
Oder gibt es da bereits eine fertige GPS-Lösung für solch eine Anwendung?

Bin für jede Hilfe eines Fachmannes dankbar LG Michael Dürr

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Roland
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Re: GPS auf dem Nürburgring

Beitrag von Roland » 23.06.2009 - 23:08

Hallo Michael,


ein Fachmann ist scheinbar grad nicht da.
Einen geodätischen Leica-Receiver wolltet Du nicht mitnehmen ?

Sorry, alles was ich bieten kann, ist der Tipp, einen nicht zu kleinen 5Hz-Empfänger, vielleicht genügt ein
Logger wie dieser.
Leider muss man sich umhören, ob diese 5 Hz-Logger wirklich auf 5 Hz einzustellen sind, die Software das auch auswertet usw. Aber ein MTK-II Chip ist nicht verkehrt.


Grüße Roland

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