Gibt es hier einen GPS Spezialisten ?

[Elt-Onkel]

Hallo,

Hintergrund der Frage:

Wir wollen auf der Erde ein GPS-System nachbauen.

In einer Turnhalle sollen in den oberen Ecken 4 'Sateliten' angeschraubt
werden, und dann auf dem Fußboden eine fiktive Wegstrecke
aufgemahlt werden.

Also ein 'Indoor-GPS'.

Normales GPS liefert etwa eine Genauigkeit von 1/2 Meter.

Wenn man nach dem Strahlensatz die Satelitenhöhe umrechnet,
wäre eine Genauigkeit von 0,5 mm herzubringen.
Das braucht natürlich keiner.
Es würden ja 5 cm reichen.

Also brauchen wir ein 'Indoor-GPS', welches um den Faktor 100
schlechter sein kann, als das Original.

Hat irgendwer eine Idee ?

...

[Teletrabi]

Für was genau?
Welche Prinzipien sind prinzipiell denkbar?


GPS nach originalem Prinzip wirst nicht nachgebaut bekommen...

Mögliche Ansätze:
Wii-mote-Controller beinhalten eine IR-Kamera welche die vier hellsten Punkte im Sensorfeld als Pixel-Koordinaten über einen I²C-Bus ausgibt.

Satelliten als Sender + Rundsuch-Empfänger. Ggf. Fernbedienungssender/empfänger mit unterschiedlichen gesendeten Zeichen als identifzierung des jeweiligen Satelliten. Ggf. Problematisch mit Reflektionen in der Halle.

Fokussierter IR-Rundsuch-Sender + Antwort eines getroffenen Satelliten per Funk oder ebenfalls optisch mit seiner Satellitenkennung.

Wii-mote-Kamera zentral unter der Decke, sendet Pixelkoordinaten einer IR-Quelle auf dem Fahrzeug per Funk an dieses.

letzteres liefert absolute Position, alles andere nur Winkel der Satelliten zueinander. Wenn man die Satellitenkennung zeitlich variiert in Verbindung mit Rundsuch-Varianten ggf. auch noch einen absoluten Winkel im Raum.

[Max60]

Hm. Vielleicht ist es möglich, Sender in den Ecken der Halle zu platzieren (was für Sender auch immer..), und ein Empfänger im "Versuchsobjekt" misst jeweils die Empfangsstärke der einzelnen Sender und kann somit die Position triangulieren (oder quadgualieren, oder wie auch immer das mit mehr als 3 Sendern heißen mag.. )

Wobei, ob das auf 5 cm genau funktioniert. Und aufwändig ist es bestimmt auch..

[Elt-Onkel]

Hallo,

in der Turnhalle soll ein fiktives 'Gelände' (aus Pappe) gebaut werden.

Der Probant bekommt eine Karte und den 'Indoor-GPS-Empfänger',
und soll so seine Position mit der Karte vergleichen.
Es kann also sein, daß mal eine quasi optische Sicht zu einem
'Sateliten nicht gegeben ist.
Vielleicht sind auch 6 Sateliten nötig.

Leider ist das Zeitfenster bis zur fertigen Installation begrenzt.

Ende November muß es funktionieren.

Die Kosten sind erstmal zweitrangig.


...

[xReapeRx]

Also für GPS brauch man afaik nur 3 Sateliten: 2 für die Position und einen 3 für die Höhe.Mittels trigonometrie wird die Position dann bestimmt. Trigonometrie benötigt 2 Winkel und eine Strecke oder 2 Strecken und einen Winkel.
In einer Halle hast du:
- den Abstand der GPS-Geräte
- die Höhe der Geräte
- die Winkel der Geräte zueinander

Es fehlen
- die Hypothenusen, mit dem zu bestimmenden Objekt als Punkt
- die Winkel an den Hypothenusen

Also geht es erstmal darum wie sich das Objekt bemerktbar macht.
- Optisch fällt aus da Objekte die Bahn blockieren könnten.
- Radio o.ä. müsstest du dich mal genauer erkunden aber meines Wissens ist es Verboten einfach mal einen Sender aufzubauen wenn eine gewisse Sendeleistung überschritten wird.
- IR (Wärmestrahlung) selbes problem wie Optisch

Würdest du mit mehr Geräten arbeiten würde es eventuell Optisch oder mit Infrarot gehen, aber der Programmieraufwand dürfte auch steigen. Vom Preis ganz zu schweigen.

[Oberwelle]

Moin..

Wenn man nach dem Strahlensatz die Satelitenhöhe umrechnet,
wäre eine Genauigkeit von 0,5 mm herzubringen.
Das braucht natürlich keiner.
Es würden ja 5 cm reichen.

Werden nicht die Signallaufzeitunterschiede genutzt um die Position zu bestimmen ?
Die Zeitdifferenz ist dann in der Halle wesendlich kleiner und somit auch ungenauer > Genauigkeit dürfte nicht steigen..


OW

[Elt-Onkel]

Hallo,

nach vielen Stunden im WWW bin ich einen Schritt weiter.

Seit einigen Jahren werden IPS (Indoor-Positining-Systems) entwickelt.
Es gibt sogar ein diesbezügliches DLR Forschungsvorhaben.

Es gibt inzwischen mindestens zwei Flugzeugbauer (u.a. Airbus),
die das nutzen.

Die Präzision soll im Teilbereich von Millimetern liegen.

Da werde ich wohl mal nach Lemwerder fahren,
um mir anzuschauen, wie Airbus das macht.

...

[xReapeRx]

@oberwelle: richtig. dafür ist dann der 4te satelit normalerweise zum zeitabgleich. die position wird durch die unterschiedlichenzeiten bestimmt die das signal brauch um die einzelnen satelliten zu erreichen. deswegen könnte es in einer solchen halle ungenau bis unmölich werden diese kleinen zeitdifferenzen vernünftig auszuwerten, oder entsprechend teuer und aufwändig.

Aber ich hoffe die veröffentlichst hier zumindest teilweise die ergebnisse deines Besuchs, ich liebe solche spielereien

[Teletrabi]

Wozu soll das denn ejtzt dienen und wieviel Millionen willst dafür ausgeben, Elt-Onkel?

Möglichkeit a) Man kann irgebndeinen Hersteller solcher kommerzieller dionge dazu überreden als Sponsor entsprechendes Bereitzustellen. Warum man das aber in eienr Turnhalle als Hersteller tun sollte?! Klingt nun nicht nach Industriemesse oder dergleichen mit potentiellen Käufern von sowas anwesend...

Möglichkeit b) je nachdem was man genau da nun vorhat -simulierte Daten verwenden, die manuell eingegeben (oder automatisiert mittels der WIImote-IR-Kamera unter der Decke) an das Pseudo-GPS-Gerät gesendet werden

Möglichkeit c) irgednwelche Frickelein auf Basis der Phasenverschiebung verschiedener Sendesatelliten. Das mag nicht ganz unmöglich sein, bis November halte ich das aber für mehr als fraglich. Zum einen präzsise HF-Technik erforderlich, dann noch passende mathematische Algorithmen und das ganze will auch noc hgebaut werden...

[Oberwelle]

Möglichkeit d)
Auf den Hallenboden optische Markierungen kleben..