[Linux-Biella] Onde quadre in GPS

[lorenzovercellotti]

Del Vecchio Lorenzo ha scritto:
> Ciao, sto studiando il funzionamento del GPS per il rilevamento di
> coordinate geografice terrestri.
>
> Non riesco a capire un dettaglio relativo al codice che permette il
> calcolo delle distanze dal satellite e quindi la sucessiva elaborazione
> dei dati per il calcolo di dette coordinate.
>
> Purtroppo in rete (internet) di GPS si fa un gran parlare sui modelli di
> navigatori e c'e' ben poco di tecnico.
> Qualcosa in base topografica ma l'impressione e' che il mio libro sia al
> momento piu' completo.
>
> Io non ho trovato quello che cercavo.
>
> Pero' in base teorica credo voi possiate aiutarmi.
> (Se vi va).
>
> Innanzi tutto:
>
> Il segnale portante trasporta un doppio codice in onda quadra di valore 1
> e -1.
> Uno militare l'altro civile. Il primo con frequenza 1.023Mhz che si ripete
> ogni millisecondo ed il secondo con frequenza 10 volte superiore
> (12.23Mhz).
>
> Parliamo del civile.
>
> Questo viene ricevuto a terra e confrontato con lo stesso codice generato
> dalla macchina ricevente.
>
> I due codici saranno sfalsati.
>
> La distazza portera' appunto il codice dallo spazio sfasandolo da quello
> terrestre a causa del tempo di percorrenza dello spazio che li separa.
>
> Su questo delta verra' poi calcolata la distanza.
>
> Piu' o meno ci sono, ma mi chiedo: "se si ripete ogni millisecondo, come
> questo delta puo' divenire significativo?"
> Ossia puo' ripetersi in modo identico 1000 volte al secondo o sbaglio??
>
> Quali altri fattori possono entrare in campo che il libro non riporta??
>
> Per i codici militari tutto e' piu' facile perche' si ripetono una volta
> ogni 267 giorni quindi il delta in questo caso e' immediatamente
> indicativo del tempo trascorso.
>
> Ma se si ripete ogni millisecondo come fa? Quella stessa disparita' tra i
> codici puo' comparirre mille volte al secondo!!
>
> Non capisco...
>
> Saluti
>
>                      Il vostro Lorenzo di quartiere
>
>
>   
Il gps funziona triangolando le distanze dalle coordinate note dei 
satelliti che ruotano nello spazio, fin qui in linea teorica, il 
problema è che le orbite non sono sincrone alla rotazione terrestre 
(come nei satelliti geostazionari metereologici) pertanto si aggiunge al 
sistema di equazioni necessario alla risoluzione del problema una 
incognita che è il tempo.
La quarta equazione che permette di risolvere il sistema è scritta 
grazie alla distanza da un quarto satellite in modo da avere un sistema 
di 4 equazioni in 4 incognite x,y,z, e t

Cio che ottieni è la latitudine (fi) longitudine (lambda) e la quota 
elissoidica (h) rispetto all'elissoide WGS84

Da quello che sapevo io il segnale del staellite porta il nome del 
satellite, l'ora, altri dati generici e delle coppie di segnali per 
utilizzo civile o militare (quello militare mi pare sia crittografato)

Segnali:
L1 1.575.42 Mhz
L2 1.227.60 Mhz

su queste onde modulano
codici C/A e P su L1
codice P su L2
e messaggio
C/A (Coarse Aquisition acquisizione scadente) una successione di segnali 
binari
P private simile al precendente ma che si ripete ogni 267 giorni (il 
codice P è militare)

la misura del "delta" come lo chiami tu è una misura dello sfasamento (o 
meglio del suo andamento) rispetto al segnale generato dal satellite 
attraverso conti che sinceramente non ricordo, ma c'entra il tempo t di 
emissione del segnale (ed è per questo che a bordo satellite hanno messo 
più orologi, infatti un satellite con un orologio fuffo è 
inutilizzabile) e la comparazione del segnale in arrivo e quello 
generato nel ricevitore a terra

in pratica succede questo
agganci il segnale
generi un nuovo segnale copia di quello che hai ricevuto
il segnale copia e quello ricevuto vengono confrontati nel tempo
dalla misura dello sfasamento viene calcolata la distanza

la cosa deve essere fatta contemporaneamente almeno su 4 satelliti e il 
gioco è fatto
okkio che tanto più è lunga la misura (sei rimasto con l'antenna sul 
punto) tanto più la precisione sarà buona

spero di esserti stato utile

un consiglio "lavorativo": non perderti in cose che tanto non ti saranno 
utili pe l'utilizzo del satellite, quattro nozioni di teoria sono già un 
di più rispetto alla media azionale dei rilevatori

un plauso invece per la cultura personale

lorenzo