Forum: Mikrocontroller und Digitale Elektronik Welches low-cost GPS Modul empfehlt ihr für hochgenaue 1PPS Ausgabe?


von Andreas H. (horn)


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Moien,

ich bräuchte mal eure Meinung zu GPS Modulen.
Ich brauche eine "hochgenaue" Puls pro Sekunde (PPS) Ausgabe vom GPS und 
das Modul sollte auch im preislichen Rahmen bleiben.
Bei meiner Suche habe ich das Adafruit Ultimate GPS Breakout 
(http://www.adafruit.com/products/746) gefunden, das bei Genauigkeit der 
Zeitausageb 10 ns Jitter angibt. Ob das nun nur das Zittern um den 
Ausgabewert oder die Latenz der Ausgabe ist kann ich daraus nun nicht 
entnehmen.
Daher wollte ich nun bei euch einmal anfragen, welches GPS Modul ihr 
empfehlen könnt und welche Erfahrung ihr damit im Bezug zu PPS gemacht 
habt.
Es sollte schon unter 40Eur kosten und das PPS Signal sollte 
reproduzierbare Abweichung haben, damit es wenigstens immer ähnlich 
"falsch" geht, wenn es falsch geht.

Ich will mit zwei solche Module zwei getrennte Dinge synchronisieren. 
Einmal soll mit dem 1PPS ein RF-Sendemodul ein Funksignal aussenden, und 
auf der anderen Seite soll ein Counter gestartet werden, der dann 
aufhört zu zählen, sobald das Signal ankommt. Daher sollten sich beide 
PPS relativ ähnlich verhalten.

Ich bedanke mich.

Grüße, Andreas

von Klaus B. (butzo)


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Andreas Hornig schrieb:
> Moien,
>
> ich bräuchte mal eure Meinung zu GPS Modulen.
> Ich brauche eine "hochgenaue" Puls pro Sekunde (PPS) Ausgabe vom GPS und
> das Modul sollte auch im preislichen Rahmen bleiben.
Ist dein Hauptoszillator sinnvoll kurzzeitstabil?
--> www.ulrich-bangert.de/AMSAT-Journal.pdf

Das 1 PPS Signal jittert, nur im Mittel ists "hochgenau"



Butzo

von W.S. (Gast)


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also, als erstes brauchst du zwei ordentliche spannungsgesteuerte 
Quarzoszillatoren mit einer Stabilität, die in dem dich interessierenden 
Bereich liegt. Also z.B. zwei übliche OCXO's. Die ganze 
GPS-Angelegenheit kann nur dazu dienen, diese Oszillatoren auf lange 
Sicht frequenzmäßig gleichzuziehen. Typische Taus sind dabei im Bereich 
von Minuten und Stunden. eben so viel, daß die typischen Jitter von 
10..30 ns keine wirkliche Rolle mehr spielen.

Eine Puls zu Puls Anwendung kannst du dabei vergessen.

W.S.

von Kai S. (kai1986)


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Hallo,

sag doch mal, was für dich "hochgenau" ist. Muss das 1 PPS Signal auf 
1ms, 1µs, 1ns, 1ps genau sein? Wenn du es möglichst günstig haben 
möchtest ist vielleicht auch das DCF77 Signal interessant, da steckt 
auch eine Atomuhr dahinter.

Alternatividee:
Station 1 sendet ein Testsignal und starte die Zeitmessung, Station 2 
empfängt das, sendet es wieder zurück und merkt sich den Zeitpunkt, 
Station 1 empfängt es wieder und stoppt die Zeitmessung. Messzeit dann 
noch durch 2 teilen und das Ergebnis Station 2 mitteilen. Dann haben 
beide Stationen einen gemeinsammen Zeitpunkt, ohne das Zusatzmodule 
nötig sind. Wenn die Genauigkeit von einer solchen Synchronisation nicht 
ausreicht kann man die auch beliebig oft durchführen um so ein 
statistisch besseres Ergebnis zu erhalten. Die einzelnen Zeitbasen der 
Stationen muss natürlich entsprechend stabil sein.

Gruß Kai

von Andreas H. (horn)


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moien,

W.S. schrieb:
> also, als erstes brauchst du zwei ordentliche spannungsgesteuerte
> Quarzoszillatoren mit einer Stabilität, ...

zur zeit ist das noch ein 0815 quarz mit 30MHz, der bei 500 ppm (meine 
ich) fehlzählern ist. das wäre rein rechnerisch anstelle von 10m dann 
11m genauigkeit der lauzeituntereiltung, was ich okay finde. aber das 
will ich ja gerade testen.

grüße, Andreas

von Andreas H. (horn)


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moien,

Kai S. schrieb:
> Hallo,
>
> sag doch mal, was für dich "hochgenau" ist. Muss das 1 PPS Signal auf
> 1ms, 1µs, 1ns, 1ps genau sein? Wenn du es möglichst günstig haben
> möchtest ist vielleicht auch das DCF77 Signal interessant, da steckt
> auch eine Atomuhr dahinter.

also was schön wäre, ist eine genauigkeit der laufzeitmessung von 
umgerechnet 10m wäre super, das wäre mit den 30 MHz vom quarz 
theoretisch möglich und liegt ja bei bei ca 33 ns, also sollten die 
vorherigen komponenten unter diesem wert rumschwanken. dann müsste es ja 
nicht sonderlich auffallen.
DCF77 habe ich auch dran gedacht, allerdings is da ja das problem, dass 
es ja zentral von Frankfurt aus kommt und somit die laufzeit zu jedem 
empfangspunkt unterschiedlich ist. da ich fürs testen die beiden 
stationen unterschiedlich aufstellen will/muss, so bringe ich da ja 
schon die erste fehlerquelle rein. beim GPS sollte sich der 1pps 
hoffentlich noch auf die position der station anpassen.

>
> Alternatividee:
> Station 1 sendet ein Testsignal und starte die Zeitmessung, Station 2
> empfängt das, sendet es wieder zurück und merkt sich den Zeitpunkt,
> Station 1 empfängt es wieder und stoppt die Zeitmessung. Messzeit dann
> noch durch 2 teilen und das Ergebnis Station 2 mitteilen. Dann haben
> beide Stationen einen gemeinsammen Zeitpunkt, ohne das Zusatzmodule
> nötig sind.

jau, das ist angedacht, nur habe ich just noch keinen einfachen sender 
für 868 MHz gefunden, den ich dafür nehmen könnte. einen 434 MHz link 
habe ich, auf 315 MHz darf man in EU ja nicht gehen. und ich brauche eh 
für nachher GPS und daher wollte ich das damit gleich ausprobieren.

> Wenn die Genauigkeit von einer solchen Synchronisation nicht
> ausreicht kann man die auch beliebig oft durchführen um so ein
> statistisch besseres Ergebnis zu erhalten. Die einzelnen Zeitbasen der
> Stationen muss natürlich entsprechend stabil sein.

jau, mathemagie und statistik wollte ich eh anwenden. schon alleine um 
fehlmessungen zu minimieren. und auch um mal delays, die durch die HW 
alleine versusacht werden rauszukriegen. denn wenn ich weiss, wie lang 
die strecke ist, kann ich ja die absolute minimalzeit ausrechnen und 
alles darüber wird duch andere dinge vom aufbau und HW und allem 
verursacht. HOFFENTLICH ist das recht konstant :D. dann kann man das 
leicht gerichtigen.

schonmal vielen dank euch! bin mal auf passende vorschläge für GPS 
module gespannt.

von Klaus (Gast)


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