Hilft ein Barometer im Smartphone wirklich um einen schnelleren Satfix zu erhalten?

Garmin fenix 7X und epix Gen 2 im Test

Der Schwerpunkt dieses Tests und Vergleichs der Garmin Fenix 7X Solar und Garmin Epix Gen 2 liegt auf den Sensoren wie Höhenmesser, Positionsbestimmung und Herzfrequenz. Was unterscheidet die beiden GPS-Outdoor-Smartwatches? Und wie gut ist die Taschenlampe der Fenix 7X für den Outdoorbereich? Hier geht es zum Test der Outdoor-Smartwatches ...
  • Wenn dein Empfänger einen gültigen Almanach hat und ungefähr weiß wo er sich befindet, dann weiß er auch welche Satelliten er "sehen" müsste und kann mit dieser Information gleich anfangen die empfangenen Signale für die Position auszuwerten. Liegt diese Information nicht vor, muss er sie erst mühsam aus den empfangenen Daten extrahieren. Das dauert.


    Welchen Satelliten man wirklich empfängt, hängt von den äußeren Umständen ab. Und diese sind kaum vorhersehbar. Auch nicht durch das Wissen über die genaue oder ungefähren Höhe. Der Empfänger muss selber sehen was er empfängt und das Signal zuordnen. Das kann er auch sehr schnell. Vorausgesetzt er hat die nötigen Tabellen geladen und weiß welcher Teil daraus für ihn zutrifft.

  • ...zur Erhellung, hier ein wenig Spekulatius :)
    Auszug aus "GPS Compendium - Essentials of Satellite Navigation -" Seite 119
    Von u-Blox, hier zu finden.

    7.7.2
    Principle of A-GPS
    A rapid determination of position and measurement during periods of weak signals can be obtained by providing additional satellite orbit data and other GPS information. This information is made available through other communications channels, for example via GSM, GPRS, CDMA or UMTS. This application is known as Aiding and is used in Assisted-GPS (A-GPS, or AGPS). A-GPS is a function or service that uses Aiding-Data in order to speed up the determination of position. The GPS receiver obtains Aiding-Data via a mobile communications network or directly over the Internet. The Aiding-Data includes information over such things as:


    - Satellite constellation (Almanac)
    - Precise orbital data (Ephemeris, orbits)
    - Time information
    - Doppler frequency and frequency-offset (error) of the GPS receiver


    With the availability of this Aiding-Data the GPS receiver can very quickly determine position, even under poor signal conditions. With weak signals this is often the only way to get a position fix. Depending on the complexity and completeness of the Aiding-Data the reduction of the start-up time can be significant. The start-up time remains dependent on the strength of the GPS-Signal. It is generally true that the higher the availability and the accuracy of aiding information, the faster is the start-up time.


    Ende Auszug.


    Da steht noch deutlich mehr drin, etwa auch, wie die Firmware des GPS-receivers aus der Laufzeit der Signale den Standort errechnet.
    Die Angaben dort sind möglicherweise verlässlicher als das, was von Google kommt.


    Gruß
    Wolfgang

    www.clickpedal.de Gerätehistorie: GPS12, eTrex Summit, 60CS, 60CSx, Oregon300, 62s, eTrex30, WinTec WBT-202, Oregon650, Oregon700. Aktuell: GPSMAP66S SW: BaseCamp aktuelle Version auf WIN10, GPS-Einsatz vorw. bei MTB-Touren. Nach ZUMO340 für die BMW-GS nun Kyocera Duraforce Pro mit LocusMap, Nüvi 3597LMT für PKW, LOCUSMap auf Android

  • ... die Position im Raum wird mit 3 Sat-Signalen bestimmt, die Höhe wird mit dem 4 Sat-Signal bestimmt. Stehen 5 Satelliten zur Verfügung, kann auch der Uhrenfehler berücksichtigt werden. Es handelt sich dabei dann um ein lineares Gleichungssystem mit 4 Gleichungen und 4 Unbekannten.
    Besonders einfach wird das Verfahren, wenn man weiß, dass man sich auf der Erdoberfläche befindet (z.B. auf dem Meer). Dann kommt man mit 3 Satelliten aus und kann als weitere Gleichung die Gleichung der Erdoberfläche heranziehen: 3.671 km.


    Was spricht dagegen, dass anstatt der Erdoberfläche die festgestellte Höhe des Barometers als weitere Gleichung genommen wird?


    Ist das so abwegig?



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  • ...bei Verfügbarkeit von nur 3 Satelitten würde es ja eigentlich auch ausreichen anzunehmen, dass sich der GPS-Receiver auf der Erdoberfläche, auf Null, befindet. Wozu dann den Messwert eines Barometers mit einbeziehen, bei dem ich davon ausgehen muss, das es nicht auf den momentanen Messort abgeglichen ist. Somit ein wahrscheinlicher Fehler in die Rechnung aufgenommen wird.


    Gruß aus Freiburg

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  • Der relative Luftdruck würde schon einiges bringen, nur wird der Sensor den absoluten Luftdruck erfassen. Damit auf die Höhe zu schließen, ist sehr wage.


    Gruß
    Kay

  • ... die Position im Raum wird mit 3 Sat-Signalen bestimmt, die Höhe wird mit dem 4 Sat-Signal bestimmt. Stehen 5 Satelliten zur Verfügung, kann auch der Uhrenfehler berücksichtigt werden. Es handelt sich dabei dann um ein lineares Gleichungssystem mit 4 Gleichungen und 4 Unbekannten.


    Hallo Günther,


    a) Wenn man die „Position im Raum“ (d.h. die drei Koordinaten) kennt, dann ist die Höhe über der Erdoberfläche darin enthalten. Dabei spielt es keine Rolle, ob man bei der Gestalt von einer Kugel, einem Ellipsoid oder Geoid ausgeht.


    b) „…lineares Gleichungssystem mit 4 Gleichungen und 4 Unbekannten“. So ist es --leider-- nicht, das System ist nichtlinear. Ein lineares Gl. System könnte man sehr leicht auflösen, und man bekäme eine einzige –-eindeutige-- Position


    Tatsächlich reicht es bei der Trilateration aus, die Entfernungen eines Punktes zu drei anderen Punkten (mit bekannter Lage) zu kennen. Die drei Gleichungen liefern immer zwei Lösungen, welche jeweils symmetrisch zur Ebene durch die drei bekannten Punkte liegen. Insofern lässt sich in der Anwendung die zweite Lösung jeweils relativ leicht ausschließen.
    Das alles kannst du nochmals hier nachlesen, du hast dich ja auch an diesem Thema beteiligt.


    Bisher war von Satelliten noch keine Rede. Bei der Satellitennavigation gelten natürlich die gleichen Regeln für eine Trilateration: es müssen drei Positionen (SATs) und drei Abstände bekannt sein. Damit lässt sich die Position (drei Raumkoordinaten) berechnen, die Höhe über irgendeiner Bezugsfläche ist bereits eingeschlossen.


    Probleme ergeben sich beim Ermitteln der Entfernungen. Dazu muss die Signallaufzeit gemessen werden, und ein handelsübliches Navi kann nun mal nicht eine hochpräzise Uhr zur Verfügung stellen.
    Das also führt zu der praktischen Erfahrung, dass man bei nur drei verwendeten Satelliten lediglich eine 2D Position erhält, weil einer der SAT der Uhrensynchronisierung dient. Als zusätzliche Information muss dann „auf der Erdoberfläche“ herangezogen werden, um wieder drei Gleichungen zu erhalten.
    Wegen des Uhrenfehlers sind mindestens vier SAT notwendig, um die benötigten drei Entfernungen berechnen zu können und daraus die 3D-Lage mit (fast) beliebiger Höhe über der Erde.


    Grüße Bunav
    ** nüvi 2585 TV, nüvi 765 T, GPSMAP 76Cx, eTrex Legend HCx, miniHomer **

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