[OSM-ja] [Q] バイクでのロギング

2008年 8月 24日 (日) 01:24:45 BST

> GPSはほとんど素人ですが、最短計測時間は衛星信号の
> サイクルによるのではと思ったので、以前tatataさんが
> 参考にあげられた資料を読み直したのですが
> いまいち理解できません。（1ms間隔で送られてきてる？）
> http://tsgps.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/kubo/class_gnss.pdf
> 資料に信号のサイクルと内容が説明されています。


いや、違います。　端末機の性能の問題です。

わたしも、この資料を見て気づいたのですが、ご指摘の
ページのブロック図、一言でいうとまさに CDMA 方式の
ことなんです。
つまり、最近のケイタイ電話が通信するのに使っている
方式と同じ方式をつかったデータ送信なんですね。
(同じ規格というわけではもちろんないですが...)
1msはこのフレームの周期ということだと理解しました。

# それまでケイタイ電話で通信用とGPS受信用で同じアンテナを
# 共用してるのは何でかとずいぶん疑問に思っていたです。

測位するのに必要な精密な時刻をどうやって端末が得ているか
ですが、これはPLL (Phased Lock Loop)を使っていると思います。
衛星から、一定の周期(たぶん1秒周期とかそのぐらい)で
送られてくる基準の時刻を得て、端末機の内部の時計が
その周期に一致するよう、時計の周波数を少しづつ
微調整していくのです。　一致するまで微調整を継続します。
VCO(Voltage Controlled Oscilator) という、電圧によって
発振周波数が変化する電気回路があり、D/A変換した電圧を
VCOに入力することでこうした調整を行うのが一般的な設計です。

この方式の欠点は、GPS衛星を補足してから、PLLが同期
するまで、数分の時間がかかることですが、実際、GARMIN
を使っていると、この時間がかかっていることが分かります。　
GARMINの天空図の画面で、下の測位状況のグラフ表示を
見ていると、GPS衛星からの信号は充分な強度で受信して
いるが、同期していない状態があります。(電波強度の
棒グラフで、棒が中抜きで表示されているとき、受信しているが
同期していない状態です)。　この状態のときって、
PLLの調整をしているときでしょう。

いったん同期できてしまえば、その後は、GPSからの衛星が
多少途切れても端末機内蔵のPLLロックした時計により
任意の時刻は取れるのですが、しかし、これが進行方向を急に
変えたとき、測位位置がズレる原因になります。　私の
GARMINは、3個～12個の衛星からの信号を使って測位しますが、
全部の衛星が同じタイミングで送信しているわけでは
なくて、端末機の中で受信可能な衛星の数と同じ数と
PLL同期ができる時計を内蔵しているということです。
だから、複数の衛星の時計の比較がいつでも実行でき、
時間差から衛星までの距離が計算できるのです。

ただ、この計算が(複雑な計算であることは分かりますよね)、
どれぐらいの時間で完了できるかは、純粋に端末機の
計算能力の問題になります。　制御の問題もあり(組み込み系
では、電池の持ちの問題もあり、CPU使用率を100%に
するわけにはいかない)、1秒に1回しか実行していないような
気がしますね。

なお、これは、今わたしが書き掛けの文書に記述中(GPSの性質の章)の
内容と同じです。(SVG形式の扱いではお世話になりました)

補足ですが、こうした事情から、マッピングを開始する前に、
受信可能な全部の衛星とPLLロックが完了するまで、空が
開けた場所で静止していたほうがいいと分かります。　
その方が、キレイなログが残りますから。
とりあえずの測位は、最初の3個の衛星とPLLロックできた
段階から可能になりますが、その段階でスタートしない
ほうがいいです。
わたしは、マッピングを開始する前、iPod で一曲(3～4分)
聞き終わるまで、広い空の下で待っています。

--
たろかわ


ikiya さんは書きました:
> ikiyaです。
> 
> GPSはほとんど素人ですが、最短計測時間は衛星信号の
> サイクルによるのではと思ったので、以前tatataさんが
> 参考にあげられた資料を読み直したのですが
> いまいち理解できません。（1ms間隔で送られてきてる？）
> http://tsgps.denshi.e.kaiyodai.ac.jp/kubo/class_gnss.pdf
> 資料に信号のサイクルと内容が説明されています。
> 参考まで。
> 
> *Kimiya FUJISAWA <fujisawa ＠ techstrom.org>* wrote:
> 
>     藤澤です。
> 
>     SHIBATA Akira wrote:
>      > ・一秒毎にログを取る
>      > ・10m 毎にログを取る
> 
>     GPSの動作原理から考えて10mずれたら記録するというのではなく、
>     一定時間ごとに記録を採ってずれが10mを超えたら記録する
>     ということになるかと思います。
>     この一定時間というのが0.1秒とかならば、さほど問題ないでしょうが
>     1秒だったりすると、秒速9mで移動中に10mごとの設定だと、実際には
>     18mごとにしかとれないということはないでしょうか。
>     ＃GPSの最短計測時間ってどれくらいなんでしょうかね。
>     -- 
>     @@@@@ 藤澤 公也 / Kimiya FUJISAWA
>     @// @@ mailto:fujisawa ＠ techstrom.org
>     @-O-O-@ work:fujisawa ＠ media.teu.ac.jp
>     \ ^ / mixi ID：10397871 http://www.techstrom.org/
> 
>     _______________________________________________
>     Talk-ja mailing list
>     Talk-ja ＠ openstreetmap.org
>     http://lists.openstreetmap.org/listinfo/talk-ja
> 
> 
>  
> 
> ------------------------------------------------------------------------
> For All Sports Lovers! SPORTS OHEN PROJECT 2008 
> <http://pr.mail.yahoo.co.jp/yells/>
> 
> 
> ------------------------------------------------------------------------
> 
> _______________________________________________
> Talk-ja mailing list
> Talk-ja ＠ openstreetmap.org
> http://lists.openstreetmap.org/listinfo/talk-ja