(Beitrag stand ursprünglich hier:
http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic ... 447#p15447)
Am Beispiel des Satelliten No 31 wird die Problematik deutlich:
- Scatterplot der Rohdaten für Satellit No 31
- log-2013-02-16-23-36_031.png (4.74 KiB) 15913 mal betrachtet
Die Farbcodierung ist identisch mit obigem Plot der Elevation über die Meßdauer
Der SV steht zu Beginn der Messung bereits 20 ° hoch, steigt dann bis ca 55° und sinkt dann bis zum Horizont.
Im Scatterplot sind deutlich zwei Äste zu erkennen, die im SNR weit auseinander liegen.
Werden diese beiden Äste nun zur Ermittlung der Standardabweichung aufeinander gefaltet, ergibt sich folgendes Bild:
- Mittelwert und Standardabweichung für Satellit No 31
- log-2013-02-16-23-36_sdev_031.png (5.94 KiB) 15913 mal betrachtet
Im Bereich des einzelnen Astes sieht man ein deutlich ausgeprägtes Signal mit geringer Streuung.
Auch die von Josef Gerstenberg hier
http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic ... 374#p15374
diskutierte Periodizität der Standardabweichung wird sichtbar, (könn't mer jetzt noch zur Verdeutlichung wie bei Josef absolut plotten)
Im Bereich des doppelten Astes sind zwar im Mittelwert ebenfalls Periodizitäten erkennbar, aber die Streuung wird durch die absolute
Abweichung der Äste untereinander dominiert. Lokale periodische Effekte, wie sie durch Multipath-Geometrien entstehen, werden damit überdeckt. Eine Periodizität der Streuung ist zumindest im Error-Bar-Plot nicht mehr unmittelbar erkennbar.
Natürlich ist dieses Problem in einem nahezu perfekten rotationssymmetrischen Aufbau (z.B. Bullet im Choke Ring) deutlich geringer ausgeprägt.
Was aber imho nur bedeutet, daß man ihn nicht sofort sieht, aber nicht unbedingt, daß er nicht vorhanden ist.
Grad' wenn ich mir die auf Hagen's Seite verlinkten Tallysman-Papiere in Erinnerung rufe, treten gerade bei niedrigen Elevationen bei vielen Antennen deutliche Abweichungen von der Rotationssymmetrie auf. Und auch bei Antennen, die so teuer und gut sind, daß man sich das Empfindlichkeitsdiagramm sogar öffentlich zeigen traut, sind deutliche Abweichungen vom Kreis zu erkennen.
Tallysman wirbt vor allem auch mit weitgehendem Erhalt der Selektivität für die zirkulare Polarisation bei niedrigen Elevationen, im Vergleich zu billigen Patch-Antennen. Und gerade diese Zone ist es ja, die für Multipath-Effekte ausschlaggebend ist. Gerade bei Reflexionen an glatten metallische Oberflächen (z. B. das Kupferdach von Oma's Wintergarten vor meinem Fensterbrett, oder das Traktordach im Precision Farming) tritt eine Umkehr der zirkularen Polarisation auf. Damit sollte lt Tallysmann-Prospekt sich die billige mini-Patch-Spreu vom edlen kanadischen Weizen trennen. Das zu messen ist für mich auf jeden Fall hoch interessant. Denn die Hoffnung war natürlich schon da, mit einem Choke-Ring um eine 10-Euro-Antenne 90 % der Multipath-Unterdrückung einer 100-Euro-Antenne im gleichen Choke-Ring zu erzielen.
Meine nächsten Überlegungen:
Die Spektralanalyse bleibt weiter im Fokus. Aus geometrischen Überlegungen zur Interferenz
(vgl.
http://de.wikipedia.org/wiki/Doppelspaltexperiment)
ergibt sich ein unmittelbarer Zusammenhang zwischen Abstand der Multipath-Quellen von der Antenne und Periode der Signalschwankungen. Kleinere Abstände ergeben größere Schwankungen. Ich denke, wir können beruhigt annehmen, daß weiter entfernte Störquellen geringere Störintensitäten beitragen, so daß uns vor allem nahe, potentiell starke Störquellen interessieren, die sich durch lange Schwankunsgperioden auszeichnen. Aus der Periode der Schwankungen sollte sich sogar der Abstand der Störung abschätzen lassen und damit die Ursache möglicherweise eingrenzen. Für eine quantitative Analyse müßte ich jetzt noch ein Bild skizzieren, aber Rom wurde ja auch nicht an einem Tag erbaut.
Als Laufvariable würde ich versuchen, auf den überstrichenen Winkelabschnitt, also die Vektorsumme von azimutaler und elevationaler Bewegung zu gehen, wobei ich mal vermute, daß diese Geschwindigkeit nicht so stark schwankt, da sie vor allem durch die Bahn der SV bestimmt ist. Was noch zumindest grob durch einen entsprechenden Plot zu prüfen wäre, denn natürlich ergeben sich Schwankungen durch Überlagerung mit der Erdrotation und die geometrischen Verhältnisse.
Evtl. kann man das auch noch über 1/sin(Elevation) korrigieren, um direkt auf die charakteristische Basislänge der Stör-Interferenz zu normieren. Die Hoffnung ist, daß sich dann ein charakteristisches Multipath-korreliertes Frequenzband zeigt, das man danach mit einfacheren Methoden als mit FFT (z. B. mit Faltungsfiltern) extrahieren und zu einer vergleichbaren Meßzahl verdichten kann.
Wer mitspielen will: ich habe Geschmack am github gefunden, damit ist meine Spielwiese öffentlich:
https://github.com/wolfgangr/perl-nmea/ ... m-GPGSV.pl
Aber Achtung: work in progress, which presumably never will be really finished!
Es gilt die alte Physiker-Weisheit:
"If you just torture your Data long enough, it will finally confess ..."