GPS रिसीवर में 1 PPS आउटपुट क्यों होता है?

Question

मुझे यह देखकर आश्चर्य हुआ कि मैं जिस जीपीएस रिसीवर के साथ काम कर रहा हूं, उसमें 1 पीपीएस (पल्स प्रति सेकंड) सिग्नल आउटपुट के लिए एक पिन आरक्षित है। इसका क्या मतलब है? क्या माइक्रोकंट्रोलर आसानी से अपना 1 PPS सिग्नल नहीं दे सकता है?

Comments

बस एक नेस्टेड सवाल। मेरे लिए यह स्पष्ट है कि लंबी अवधि में पीपीएस सिग्नल बेहद सटीक है। हालांकि, यह भी आश्वासन दिया जाता है कि इसमें बहुत कम घबराहट है? (इसलिए, क्या यह अपनी सटीकता को एक चक्र के बहुत ही कम समय तक बनाए रखता है?) क्या यह संकेत एमसीयू पिन से निकलता है, या सीधे एक पीएलएल से जुड़े डिवाइडर से?

— तेलक्लेवियो

PPS सिग्नल में बहुत कम (शून्य के पास) DC घबराना है, लेकिन इसकी उच्च आवृत्ति वाली घबराहट को एक ही मानक पर नहीं माना जा सकता है। यह सबसे अच्छा है इसका इस्तेमाल नीचे दिए गए रसेल मैकमोहन द्वारा वर्णित एक थरथरानवाला को सिंक्रनाइज़ करने के लिए किया जाता है

— एंटीजन

Answer 1

1 PPS आउटपुट में बहुत कम घबराना होता है, जो MCU कुछ भी कर सकता है। कुछ और मांग वाले अनुप्रयोगों में आप उपयोग कर सकते हैं कि पल्स का उपयोग समय के लिए बहुत सटीक रूप से किया जा सकता है। कुछ वैज्ञानिक ग्रेड GPS के साथ यह 1 PPS आउटपुट 1 nS से बेहतर हो सकता है।

Comments

+1, और मेरा विस्तार देखें

— vicatcu

जीपीएस उपग्रहों में परमाणु घड़ियां हैं, यही वजह है कि पीपीएस सिग्नल इतना सटीक है। भले ही आउटपुट तात्कालिक रूप से केवल 1 एमएस के लिए सटीक हो, लेकिन यह कभी-कभी समाप्त होने वाले सेकंड की वास्तविक संख्या के सापेक्ष 1 एमएस त्रुटि से अधिक जमा नहीं करेगा।

— ajs410

कैसे आते हैं कि बहुत सटीक 1PPS सिग्नल परेशान नहीं करता है जबकि बाहरी अंतरिक्ष से अपने रास्ते पर यात्रा कर रहा है या कुछ अन्य सर्किटरी इसे परेशान नहीं करते हैं?

— अब्दुल्लाह कहरामन

@abdullahkahraman 1 पीपीएम आउटपुट सीधे एक उपग्रह से नहीं आता है। यह रिसीवर्स की आंतरिक घड़ी से होता है। उस घड़ी का उपग्रहों के साथ तालमेल है। 1 pps आउटपुट दूर नहीं जाता अगर रिसीवर रिसेप्शन खो देता है (यह सिर्फ कम सटीक होता है)।

। उस चीज में बहुत अधिक सटीकता वाली आंतरिक घड़ी होती है! यह उस घड़ी का उपयोग करता है, साथ ही आंतरिक जीपीएस उपग्रह रिसीवर, एक बहुत ही सटीक पल्स को आउटपुट करने के लिए जो यूटीसी समय के साथ सिंक में है। यह ठीक 1pps (या अन्य pps) आउटपुट के साथ कई अन्य जीपीएस रिसीवरों की तरह कार्य करता है। यह सिर्फ विशाल होने के लिए होता है, बहुत पोर्टेबल नहीं है, और आपके घर से अधिक खर्च होता है। यह पूरी तरह से "वैज्ञानिक ग्रेड जीपीएस" शब्द के साथ फिट बैठता है।

Answer 2

लंबे समय तक 1 हर्ट्ज संकेत संभवतः सबसे सटीक समय है, और इसलिए आवृत्ति, संदर्भ भी है कि आप कभी भी मुठभेड़ करेंगे।

आप जीपीएस मॉड्यूल की लागत के लिए एक सीज़ियम क्लॉक टाइम संदर्भ की तरह प्रभावी रूप से कुछ प्राप्त कर रहे हैं। एक सौदा। आप वाणिज्यिक "अनुशासित थरथरानवाला" इकाइयां खरीद सकते हैं और DIY लोगों के लिए डिज़ाइन उपलब्ध हैं। डीओ आवृत्ति प्रति लॉक नहीं है, लेकिन स्थानीय और जीपीएस घड़ियों द्वारा उत्पन्न 1 एच सिग्नल के बीच त्रुटि संकेतों से धीरे से लॉक किया जाता है।

अनुशासित दोलक

मानक समय कहीं भी वे कहते हैं -

• Ovenized क्वार्ट्ज क्रिस्टल थरथरानवाला जब एक एकल (OCXO) या डबल (DOCXO) तापमान को नियंत्रित करने वाले ओवन को क्रिस्टल और उसके दोलन सर्किट के चारों ओर लपेटा जाता है, तो TCXO के सापेक्ष आवृत्ति स्थिरता को मैग्नेट के दो से चार आदेशों में सुधार किया जा सकता है। ऐसे ऑसिलेटर्स का उपयोग प्रयोगशाला और संचार ग्रेड अनुप्रयोगों में किया जाता है और अक्सर इलेक्ट्रॉनिक आवृत्ति नियंत्रण के माध्यम से अपनी आउटपुट आवृत्ति को समायोजित करने का साधन होता है। इस तरह वे जीपीएस या लोरन-सी संदर्भ रिसीवर की आवृत्ति से मेल करने के लिए "अनुशासित" हो सकते हैं।

  जीपीएस-अनुशासित DOCXO दुनिया की कई वायर्ड दूरसंचार प्रणालियों के लिए स्ट्रैटम I प्राथमिक संदर्भ स्रोत (PRS) हैं। क्वालकॉम द्वारा उत्पन्न कोड डिवीजन मल्टीपल एक्सेस (सीडीएमए) सेलुलर मोबाइल फोन सिस्टम के लिए आईएस -95 मानक के तहत काम कर रहे आधारों के लिए उन्हें व्यापक रूप से जीपीएस समय और आवृत्ति संदर्भों के रूप में तैनात किया गया है। इन आधारभूत अनुप्रयोगों के सरासर मात्रा ने नीचे की कीमतों को कम करके और विक्रेताओं को समेकित करके OCXO बाजार को गहरा प्रभावित किया है।

सुपर सरल DIY DO

ब्रूक्स शेरा डीओ

आपने कितना अच्छा काम किया है

वाणिज्यिक मॉड्यूल - प्रति दिन प्रति बिलियन 0.1 भाग।

ग्राफ के साथ वाणिज्यिक

UTC ट्रैकर

Answer 3

@ डेविडकेस्नर का जवाब इस बात के अनुरूप है कि मैं क्या कहने वाला हूं, लेकिन मैं विस्तार से बताना चाहता था, और यह एक टिप्पणी से कुछ अधिक है।

इस आउटपुट का उपयोग, कह सकते हैं, MCU (एक गहरी नींद मोड से) एक बार प्रति सेकंड (एक जोड़ी नैनो-सेकंड के भीतर) एक आवेदन में जहां आपने MCU के बारे में किसी विशेष सेकंड में कुछ करने की परवाह की, बहुत सटीकता के साथ जागें। ।

एक MCU भी इस संकेत का उपयोग कर सकता है कि यह समय की सटीकता की गणना करे और सॉफ्टवेयर में इसकी भरपाई करे। तो MCU पल्स अवधि को "माप" कर सकता है, और मान सकता है कि यह एक "सही" 1s अंतराल है। ऐसा करने में, यह अपने क्रिस्टल या जो कुछ भी तापमान पर प्रभाव के कारण कह रहा है, उसे खींच या निचोड़ने का समय प्रभावी रूप से निर्धारित कर सकता है, और उस समय कारक को किसी भी माप में लागू कर सकता है जो इसे ले रहा है।

Answer 4

कठोर रॉकेट वातावरण के लिए बीहड़ OCXO को डिजाइन करने और जीपीएस से पहले फ्लोटिंग वेदर स्टेशनों को ट्रैक करने के बाद .. वास्तव में केवल 1 GPS (GOES 1) लॉन्च होने के बाद, यह शौकीन यादों को वापस लाता है।

स्थिरता का महत्व आउटेज पर निर्भर करता है और आउटेज या एलओएस (सिग्नल का नुकसान) के साथ-साथ कैप्चर टाइम के दौरान आप कितनी त्रुटि सहन कर सकते हैं। जब आप पीएलएल विभक्त द्वारा एन द्वारा गुणा एफ करते हैं तो आप चरण त्रुटि भी गुणा करते हैं। इसलिए बहाव और चरण शोर को कम करने के लिए देखभाल आवश्यक है।

अपने OCXO में मैंने OCXO के लिए 10MHz, रॉकेट के FM सब-कैरियर टेलीमेट्री के लिए 100KHz और मिक्सर ग्राउंड स्टेशन के लिए 10KHz को रॉकेट की स्थिति को ट्रैक करने के लिए चुना। वाहन यात्रा के लिए सीमा अंतर आवृत्ति और टेलीमेट्री उप-वाहक के चरण और ग्राउंड स्टेशन को rangeλ = c / f के साथ =position = +λ + चक्र के साथ चुना गया है। आवृत्ति त्रुटि रडार की गति के रूप में वेग का प्रतिनिधित्व करती है। तो 1 पीपीएस (1 हर्ट्ज) घड़ी के साथ आप चक्र चरण या सटीक चरण अंतर पर गणना के बिना एक बड़ी रेंज और समय अंतराल का समर्थन कर सकते हैं। ध्यान दें कि चरण त्रुटि में एक चक्र छोड़ें N चक्र हो सकता है जिसका अर्थ है संचित त्रुटि की अस्पष्टता .. यह मानकर कि LOS त्रुटि महत्वपूर्ण है।

अतिरेक विश्वसनीयता के लिए महत्वपूर्ण है यदि आपके पास आउटेज के मामले में स्ट्रैटम 1,2, और 3 घड़ियों से स्रोतों की पसंद और रैंकिंग है। टेलीकॉम सिंक्रोनस हाई स्पीड नेटवर्क, लाइसेंस प्राप्त रेडियो के रूप में सटीक घड़ियों पर निर्भर करते हैं। नेटवर्क स्ट्रेटम घड़ी स्रोतों के संदर्भों की रैंकिंग के लिए बुद्धिमान त्रुटि लॉगिंग का उपयोग करते हैं।

बेशक जो आपके DO के डिज़ाइन में uber परिश्रम लेता है। मानकों पर पुस्तकों के वॉल्यूम इन नियमों को परिभाषित करते हैं।

Answer 5

मुझे लगता है कि आपको उस इकाई पर पढ़ने की ज़रूरत है जो आपके पास है (जैसा कि कुछ अलग है) लेकिन मुझे लगता है कि इसका उपयोग समय सिंक के रूप में किया जाना है। यानी आपको एक संदेश मिलता है जिसमें कहा गया है कि पल्स समय पर आएगा।

"GPSClock 200 में RS-232 आउटपुट है जो NMEA समय कोड और एक PPS आउटपुट सिग्नल प्रदान करता है। लगभग एक-सेकंड पहले, यह जीपीआरएमसी या GPZDA प्रारूप में अगले PPS पल्स के समय को आउटपुट करता है। शुरुआत के एक microsond के भीतर। UTC दूसरे में, यह लगभग 500 ms के लिए PPS आउटपुट को उच्च लाता है। "

Answer 6

जबकि एक जीपीएस रिसीवर एक पूर्ण टाइमस्टैम्प अपस्ट्रीम (NMEA आदि के माध्यम से) भेज सकता है, समय की मात्रा इसे टाइमस्टैम्प के लिए ले जाएगी, जिससे मेजबान को ओवरस्टैम्प गलत तरीके से प्रस्तुत किया जा सके। एक 1PPS सिग्नल "समय पर पैंतीस और 35 सेकंड ... [बीप]" के बराबर जीपीएस रिसीवर होगा। यहां धारणा यह है कि मेजबान की घड़ी 1 सेकंड के लिए सटीक रह सकती है, और हर दूसरे को 1PPS के माध्यम से सुधार मिलता है।

Answer 7

मुझे "पीवी सुब्रमण्यन" से इस बिंदु पर प्रतिक्रिया पसंद है। यह ठीक 1 PPS का विशिष्ट उद्देश्य है। एक सटीक 1-सेकंड बढ़त प्रदान करें, कुछ कम सटीक साधनों (आमतौर पर async सीरियल लाइन) द्वारा प्राप्त सूचना "पूर्ण दिन के समय" को बढ़ाने के लिए।

ऑसिलेटर्स की बात करें तो ऐसा लगता है कि "समय मानकों" और जीपीएस के व्यापार में, 10 मेगाहर्ट्ज एक बहुत लोकप्रिय विकल्प है। और, जीपीएस रिसीवर्स में स्थानीय ऑसिलेटर्स मोटे तौर पर दो श्रेणियों में विभाजित हो सकते हैं: वे जो 1 में परिणाम देते हैं: 10 मेगाहर्ट्ज आउटपुट और पीपीएस (चरण-सिंक्रोनस) के बीच 10000000 अनुपात और वे जहां पीपीएस आउटपुट स्टेप-वार एग्जीबिशन (स्किपिंग / इंसर्टिंग) प्रदर्शित करते हैं। 10 मेगाहर्ट्ज टाइमबेस के टिक)। "सिंक्रोनस" क्रिस्टल ऑसिलेटर्स अधिक सटीक हैं और कुछ उद्देश्यों के लिए आवश्यक हैं। उन्हें "ओवन नियंत्रण" (OCXO) की भी आवश्यकता होती है, जो कुछ अतिरिक्त बिजली की खपत करता है। बैटरी से चलने वाले उपकरणों के लिए कोई अच्छा नहीं, स्टेशनरी टाइमकीपिंग उपयोग के लिए उत्कृष्ट। "स्किपिंग" ऑसिलेटर्स बुनियादी स्थिति के उपयोग के लिए पर्याप्त अच्छे हैं, और सस्ते हैं, इसलिए यह वही है जो आपको सबसे सस्ता जीपीएस रिसीवर मॉड्यूल में मिलता है।

कुछ बाहरी क्रिस्टल थरथरानवाला के पीएलएल नियंत्रण के लिए, 1 पीपीएस के किनारों को शायद अलग-थलग किया जाता है, आपको पीएलएल सर्वो लूप में एक बहुत लंबे एकीकरण समय की आवश्यकता होगी। एक अच्छी गुणवत्ता 10 मेगाहर्ट्ज सिग्नल स्रोत आपको बहुत तेजी से अच्छा लॉक प्राप्त करने की अनुमति देगा। लेकिन पकड़ है - "अच्छी गुणवत्ता"। ऊपर देखो। इसके अलावा, 1PPS निश्चित रूप से काफी अच्छा है जो कुछ OS या NTP के पीसी हार्डवेयर पर चलने वाले सिस्टम टाइमबेस को अनुशासित करता है।

जैसा कि दूसरों ने कहा है, GPS रिसीवर से 1PPS आउटपुट स्थानीय क्रिस्टल थरथरानवाला से प्राप्त होता है, जो रिसीवर के अंदर टिक होता है। आमतौर पर यह 10 मेगाहर्ट्ज का क्रिस्टल हुआ करता था। यह स्थानीय क्रिस्टल थरथरानवाला वास्तव में एक VCO है, इसकी वास्तविक घड़ी दर में छोटे समायोजन की अनुमति देता है। यह VCO इनपुट बंद-लूप नियंत्रण (नकारात्मक प्रतिक्रिया शैली) के लिए उपयोग किया जाता है, जहां मुट्ठी भर उपग्रहों (संयुक्त) से जीपीएस संकेत एक संदर्भ के रूप में कार्य करता है। एक जीपीएस रिसीवर में फ़ंक्शन ब्लॉक, जो एक साझा वाहक पर छद्म यादृच्छिक बिटस्ट्रीम के "स्क्रैम्बल स्पेगेटी" का डिकोडिंग करता है, विभिन्न सिग्नल स्तरों और डॉपलर शिफ्ट्स के साथ, इस ब्लॉक को "कोरिलेटर" कहा जाता है। यह प्राप्त रेडियो संकेतों के आधार पर स्थिति और समय "समस्या" के लिए एक इष्टतम "समाधान" खोजने के लिए कुछ भारी संख्या में क्रंचिंग का उपयोग करता है, स्थानीय टाइमबेस से उनकी तुलना करना - और लगातार रेडियो रिसेप्शन और स्थानीय क्रिस्टल के बीच एक छोटी सी त्रुटि / विचलन का मूल्यांकन करता है, जो इसे क्रिस्टल के VCO इनपुट में वापस फीड करता है ... इसलिए बंद-लूप नियंत्रण। समय के नजरिए से, जीपीएस रिसीवर का सहसंबंधक एक बहुत ही जटिल PLL तुलनित्र बात है :-)

अन्य लोगों ने सिमिट्रिकम और टाइमटूल का उल्लेख किया है ... मीनबर्ग फंकहुरेन के पास थरथराहटकों की एक अच्छी तालिका है जो वे सभी विचारशील सटीक मापदंडों को प्रस्तुत करते हैं: https://www.meinbergglobal.com/english/specs/gpsopt.htm ध्यान दें कि वरीयताएँ उद्धृत हैं शायद अभी भी रूढ़िवादी / निराशावादी अनुमान है।

Answer 8

सभी मौजूदा उत्तर सटीक समय अनुप्रयोगों के बारे में बात करते हैं; मैं केवल यह बताना चाहता हूं कि नेविगेशन के लिए 1 pps सिग्नल महत्वपूर्ण है, विशेषकर जब रिसीवर चल रहा हो।

रिसीवर को प्रत्येक नेविगेशन समाधान की गणना करने के लिए कुछ समय लगता है, और उस समाधान को एक या एक से अधिक संदेशों में प्रारूपित करने और उन्हें कुछ प्रकार के संचार लिंक (आमतौर पर क्रमिक रूप से) पर प्रसारित करने के लिए अतिरिक्त समय लगता है। इसका मतलब यह है कि जब तक बाकी सिस्टम जानकारी का उपयोग कर सकता है, तब तक शायद पहले से ही कई सौ मिलीसेकंड की "पुरानी तारीख" हो।

अधिकांश कम-सटीक हॉबीस्ट एप्लिकेशन इस विवरण को अनदेखा करते हैं, लेकिन एक सटीक अनुप्रयोग में जो 30 से 100 मीटर / सेकंड की यात्रा कर सकता है, यह कई मीटर त्रुटि का परिचय देता है, जिससे यह कुल त्रुटि का प्रमुख स्रोत बन जाता है।

1 पीपीएस आउटपुट का उद्देश्य ठीक से इंगित करना है जब नेविगेशन संदेश (एस) में इंगित स्थिति वैध थी, जो एप्लिकेशन सॉफ़्टवेयर को संचार देरी के लिए क्षतिपूर्ति करने की अनुमति देता है। यह हाइब्रिड GPS-inertial सिस्टम में विशेष रूप से महत्वपूर्ण है, जिसमें MEMS सेंसर का उपयोग उच्च नमूना दर (सैकड़ों हर्ट्ज) पर प्रक्षेपित नेविगेशन समाधान प्रदान करने के लिए किया जाता है।

Comments

ऐसा कभी नहीं सोचा था, लेकिन अगर पाठ्यक्रम! कन्वेंशन द्वारा फिक्स आमतौर पर pps के बढ़ते या गिरने वाले किनारे से मेल खाता है?

— बिगजोश

@ बिग्जोश: बढ़ते और गिरने के बीच का अंतर ध्रुवीयता पर निर्भर करता है और इसलिए यह मनमाना है। आपको पल्स के एक अग्रणी और अनुगामी किनारे के बारे में बोलना चाहिए। जिसे ध्रुवता (जो परक्राम्य है) द्वारा परिभाषित किया जा सकता है, या नाड़ी या एक कर्तव्य चक्र की लंबाई निर्दिष्ट करके, अधिमानतः 50% के अलावा;; मैं एक इंटेल P210 इनपुट के रूप में इस्तेमाल किया GP200 के आसपास कुछ कोडित है, और यह हर किनारे पर एक घटना फेंकता है, उठता है या गिरता है, और एसडब्ल्यू में ध्रुवीयता का पता लगाने का कोई तरीका नहीं है। मुझे अपने पीपीएस स्रोत के कर्तव्य चक्र को जानने के लिए समय से अंतर का पता

— लगाना पड़ा

Answer 9

हम 1PPS आउटपुट का उपयोग GPS रिसीवर द्वारा उत्पन्न स्ट्रैटम 1 NTP नेटवर्क टाइम सर्वर के लिए बहुत सटीक समय प्रदान करने के लिए करते हैं। 1 पीपीएस प्रत्येक सेकंड की शुरुआत में उत्पन्न होता है और कई रिसीवरों के मामले में यूटीसी समय के कुछ नैनोसेकंड के भीतर सटीक होता है। कुछ जीपीएस रिसीवर समय प्रदान करने में इतने अच्छे नहीं होते हैं, क्योंकि संबंधित धारावाहिक समय आउटपुट के प्रत्येक पक्ष को output भटकना ’पड़ सकता है। यह प्रभावी रूप से समय-समय पर एक सेकंड की ऑफसेट उत्पन्न करता है।

जीपीएस सिग्नल के नुकसान की स्थिति में होल्डओवर प्रदान करने के लिए 1PPS आउटपुट का उपयोग OCXO या TCXO आधारित ऑसिलेटर्स को अनुशासित करने के लिए भी किया जा सकता है। नीचे दिए गए लिंक समय संदर्भ में जीपीएस के उपयोग के संबंध में कुछ और जानकारी प्रदान करते हैं:

http://www.timetools.co.uk/2013/07/23/timetools-gps-ntp-servers/

Answer 10

1 PPM सिग्नल का उपयोग सिंक्रोनाइज़ेशन उद्देश्यों के लिए किया जाता है। मान लीजिए कि आपके पास दो डिवाइस दूर से स्थित हैं और आप दोनों डिवाइसों में घड़ी की दाल पैदा करना चाहते हैं जो ठीक उसी समय शुरू होती हैं, तो आप क्या कर सकते हैं? यह वह जगह है जहां इस 1 पीपीएम सिग्नल का उपयोग किया जाता है। जीपीएस मॉड्यूल दुनिया भर में 1ns की सटीकता पर दाल देता है।

Comments

1 पीपीएम सिग्नल क्या है?

— बेंस कौलिक्स 10