Archive for Март, 2008

Март 31st, 2008

Forerunner 405 – GPS часы Garmin

«Спортсменам теперь не придётся выбирать между модными и функциональными часами» – говорит вице президент мирового отдела продаж Garmin Dan Bartel. Девайс весом всего в 60 грамм одновреммено и часы и персональный тренер. Пока доступен в двух цветах: чёрном и бледно-зеленом. Этой штукой очень просто пользоваться используя серебряное сенсорное колечко вокруг дисплея. Можно начать новое задание или восстановить историю заданий. Все данные с этих часов можно передавать на компютер чеб проводов используя технологию ANT+Sport™. Цена штуковины 339 евро.

Garmin405

Естественно у нас это не продаётся. Мы ведь нищеброды. А вообще такой девайс должен быть полезен. Спорт у нас на подъеме и, я думаю, полно людей себе бы купила эту штуку, хотя бы ради понтов.

Март 30th, 2008

Селективный доступ

Были времена, когда GPS давал точность порядка 100 метров. Это было связано с тем, что военные специально загрубляли сигнал, чтобы не авторизованный пользователь не мог определиться точнее. Ну сразу вопросы, а как спутники узнают кому
«давать точно», а кому «как попало»? И как загрублять то? А что делать если опять загрбление включат, ведь теоретически они могут!?

И так по порядку. Начнём с того, что выясним как загрублялось. Ведь загрубление проводилось на уровне измерений. К сожалению сейчас не могу выложить графики, показывающие как вела себя задержка загрубленного сигнала, но попозже это сделаю. Все в школе видели параболу. Так вот если измерять задержку со спутника в течение 12 часов (период обращения по орбите), то она будет выглядеть как парабола (но отнюдь ей не являться). Гладкая такая. А если будет присутствовать селективный доступ, то эта парабола будет содержать флюктуации и на параболу перестанет быть похожей.

Не помню писал или нет, по моему не писал, что на спутнике тоже есть «часы» и они тоже имеют некоторую нестабильность, правда очень маленькую, порядка 10^-14 сек. Но тем не менее этой нестабильностью пренебрешать нельзя при расчете позиции. Эта нестабильность можелируется полиномом второй степени, а точнее уравнением dt(t) = A0 + A1*t + A2*t^2. В это уранении t – это время (секунды недели обычно) на которое мы хотим рассчитать нестабильность часов спутника. В случае отсутствия селективного доступа это руавнения давало правильную нестабильность.

Надо полагать, что при включённом селективном доступе это уравнение могло иметь вид (например) dt(t) = A0 + A1*t + A2*t^2 + A3*t^3 +…+An*t^n. Членов выше второй степени могло быть сколько угодно. А может это было и ещё сложнее выражение. Одно можно тогда было точно, что для каждого спутника сигнал вёл себя разным образом. Это означает, что для каждого спутника были свои коэффициенты A3 … An. Вся сложность была в том что обычный пользователь не мог знать значения этих коэффициентов и не мог посчитать точно свою позицию.

А военные? Военные конечно их знали. А как? А помните я писал про структуру сигнала. Так вот в качестве данных на частоте L1 для Р кода передавались значения этих самых коэффициентов. То есть военные знали как принимать закодированный Р код и знали какие данные там передаются. Оставалось просто применить нужную формулу и загрубление как рукой снимало. Так вы спросите, что я писал про то, что можно принимать Р код не зная секретного Y кода. Я скажу да, все так, но при приеме закодированного Р кода данные теряются. Алгоритм приёма таков, что ради измерений приходится жертвовать данными, которые мы, к стати сказать не знаем. Точнее мы не знаем структуру этих данных. Что за чем передаётся и с какой частотой и другие характеристики.

Итог таков:

  1. Загрубление сигнала происходило путём внесения дополнительных искажений в нестабильность «часов» спутника. Причем для каждого спутника свои искажения.
  2. Информация об искажении, точнее коэффициенты полинома, передавались на закодированной составляющей L1 частоты.
  3. Пользоваться этими данными могли только военные и авторизованные пользователи.
  4. Принимать Р код можно и в закодированном виде, но данные теряются, так как это специфика алгоритма приёма.

Март 28th, 2008

Ответы на вопросы.

Есть несколько вопросов и хотелось бы их обсудить. Собственно, они назрели в результате дискуссии в этом посте.

  1. Сколько в настоящий момент действующих спутников у ГЛОНАСС?
  2. Когда покроют территорию России?
  3. Когда покроют весь земной шар?
  4. У ГЛОНАСС более уверенный прием чем у GPS? Потому как у GPS сигнал теряется даже при проезде под мостом.
  5. У кого больше точность? У GPS погрешность более 100 м. А у ГЛОНАСС типа меньше. На сколько меньше?

Ответы будут таковы:

  1. Заходим вот сюда и видим, что спутников которые работают ровно 16. Примерно с 12 до 14 по декретному московскому времени видно 6-7 спутников.
  2. Они и так покрываю территорию россии. Просто группировку подбирают так, что бы днем было видно большее количество спутников над москвой. Соотвественно в остальных регионах это будет в другое время.
  3. Земной шар покрою когда их станет 24 штуки. Их станет 24 штук, по заверениям РНИИКП к концу 2008 года. Это связано с тем, что запуски проводятся в октябре (если не ошибаюсь) и в декабре (это точно). Раньше нельзя. Но и то, они хотят ещё 3 старых спутника вывести. Это значит что 16-3 = 13. 13+6 = 19. То что обещали к концу 2007 будет только в конце 2008. Одним запуском можно вывести 3 спутника ГЛОНАСС-М. Их выводят ракетоносителем ПРОТОН с байконура или СОЮЗ с Плесецка. Союз выводит не 3 спутника если не ошибаюсь.
  4. Пофигу что за система. У любой системы сигнал теряется под мостом, просто потому что терятся спутник из прямой видимости. Приём и там и там одинаковый, если использовать обычные приёмники.
  5. Все наоборот. У GPS до отмены селективного доступа (сигнал загрубляли специально) было порядка 100 метров. Его отменили в мае 2000 года. Сейчас 2-4 метров в зависимости от приёмника (фирма производитель и прочее). У ГЛОНАСС точность около 10 метром, может даже хуже. Опять таки зависит от фирмы производителя приёмника. В данном случае под точностью понимается среднеквадратическая ошибка местоопределения по горизонтали.

В системе GPS используется кодовое разделение каналов. В системе ГЛОНАСС – частотное разделение каналов. Про это читать тут.

Март 17th, 2008

Программистское

Я сейчас пишу документацию на код, но идёт очень туго, ибо скучно писать о том, что ты писал до этого. И вот пришла в голову мысль: Настоящий программер это тот, кто прошел через ужасы описывания бредней, которые он выдаёт за свой код.

Причём частенько один программер частенько описывает код, написанный другими. По мне так вобще проще doxygen юзать, но это все равно что код написать новый.

Март 12th, 2008

Структура сигнала в системе ГЛОНАСС

ГЛОНАСС я уже частично описывал. Используется частотное разделение каналов. На первом диапазоне частот передаётся как С/А код, так и Р код. Причем Р код не известен и в ИКД не описан. Фактически нет возможности его ловить, но приёмники некоторых фирм как-то это делать умеют. Во втором диапазоне частот, с запуском новых спутников, стал появляться С/А код. Р код во втором диапазоне был и на предыдущих модификациях, есть и сейчас на ГЛОНАСС-М. Этот Р код тоже неизвестен, но ловить его многие умеют.

Март 11th, 2008

Структура сигнала в системе GPS – продолжение 2

Как же обстоят дела на частоте L2, или попросту, на второй частоте? До определённого момента на второй частоте передавался только P(Y) код. Но с вводом в эксплуатацию нового поколения спутников IIR-M и IIF на частоте L2 передаётся и С/А код. Причём могут передаваться 2 не когерентных кода: L2CM – civil moderate, L2CM – civil long. Нет смысла переводить названия этих кодов, достаточно просто запомнить аббревиатуру.

L2CM – в основе кода лежит битовая последовательность длинной 20 мс (миллисекунд). Частота следования битов (чипов) в этой последовательности 511,5 кГц. Это значит, что в одной миллисекунде умещается 511,5 бит (чипов).

L2CL – это такая же последовательность как и L2CM, но получающаяся в результате сброса годо-генератора каждые 767250 чипа. Чип (chip) – это самый маленький элемент ПСП. Иногда под словом «чип» понимают длительность этого элемента.

На ряду с дальномерным кодом передаются и данные, такие же как и на первой частоте. Правда способ передачи и структура сигнала с данными немного другая. Рассматривать смыла пока нет.

Тип передаваемого сигнала можно командой менять из центра управления. То есть, в качестве C/A кода может передаваться:

  1. Сумма по модулю 2 С/А кода и данных.
  2. С/А код без данных.
  3. Битовая последовательность, состоящая из L2CM кода и данных и L2CL кода без данных.