OSQZSS

オープンソース準天頂衛星(QZSS)受信機

u-blox for HAB

2013-11-30 14:35:53 | ロケット
ひと昔前は,ITARによる輸出入規制のおかげで,high altitude balloonに
搭載するGPS受信機を見つけるのに苦労しましたが,今では我らが
u-bloxのおかげで,一発解決です.

u-bloxのGPS受信機には,航空機向けのAirborneというモードがあり,
この設定にすると,公式には高度50kmまでの測位を保証しています.

u-blox 6 Receiver Description and Protocol Specification (2.1 Platform settings参照)

気象観測用のゴム気球が到達する高度は,せいぜい30km程度なので,
HABの実験には問題なく利用できます.高高度気球の到達高度の
世界記録であっても,高度50kmを少し超える程度です.

しかし,実際にはどのまで測位を続けるのか興味があり,
GPS信号シミュレータを使用して,u-bloxの最大高度を確認してみました.

HABの上昇速度は最大でも10m/s程度ですが,そんなにのんびりした速度では
シミュレーションに時間がかかるので,Airborneモードの最大速度である
500m/sで,高度100kmまで垂直上昇する飛行機のシナリオを実行します.
(そんな芸当のできる飛行機は存在しませんが…)

使用した受信機はu-bloxのLEA-6T.ファームウェアのversionは7.03です.
後処理もできるよう,出力はubxフォーマットで,NAV-SOL,NAV-SVINFO,
RXM-RAW,RXM-SFRBを記録しました.

 (クリックで拡大)

仕様通りに,ITARの高度制限である60,000フィート(約18km)を超えても測位を
続けています.そのまま公式の高度制限である50kmも超え,80kmで測位フラグが
No Fixになりました.しかし,その後もしばらく測位を続け,高度85kmに到達すると
測位結果の出力が停止しました.

さて,ここで出力を停止するのは,あくまでも測位結果です.実はこの後もRAWデータは
出力され続けます.そのため,後処理で疑似距離から測位演算を行うと,シミュレータの
シナリオ通りに,高度100kmまで測位が可能になります.

 (クリックで拡大)

これならロケットや衛星だって問題ないじゃないかと期待するのですが,残念ながら
速度制限に引っかかると,RAWデータの出力も停止します.また,信号捕捉における
ドップラ周波数の検索範囲も,衛星軌道の速度に対応できるほど広くありません.

いずれにせよ,気球実験では問題なく動作しそうですので,ご活用ください.

【追記】ubx出力のログをアップしておきます.興味のある方は後解析にどうぞ.

http://www.sensorcomm.co.jp/osqzss/ublox/

【追記2】ふと気付いたのだが,どうやら速度制限によってRAWが停止するのは,
測位演算によって速度が求められてからのようだ.信号を捕捉しても,放送歴を
取得するまでに数十秒必要なので,それまでは測位することが出来ず,RAWだけが
出力されている.それならば,無理やり測位できない設定にすれば,高度・速度の
規制に関係なく,RAWを出力し続けるのではないだろうか?測位演算のための
マスクのどれかを無茶な値にすれば良い気がする.DOPあたりはどうだろう?
どんな衛星配置でも実現しないような小さな値にするとか.早速試してみよう.
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Altera DE1-SoC

2013-11-26 22:27:45 | FPGA
メモ

Terasicのトップページからはリンクがないようだけれども,
Cyclone V FPGA + dual Cortex A9の教育向けキットが
発売されるようだ.

Terasic: Altera DE1-SoC Board

価格はアカデミックで$150以下,一般で$199らしい.

正直,高機能すぎて使いこなせない気がするけれど,
最近のTerasic製品としては珍しく,外部I/Oピンが
2.54mmピッチというのがありがたい.

これでGCLKにもアクセスできれば文句ないのだが,
まだマニュアル類は整備されてない模様.

Cyclone V GX Starter Kitを買う気でいたけれど,
ちょっと様子を見よう.

【追記】立野電脳で扱いがあるみたい.
2014年発売か.まだ先だな.

【追記2】DE1-SoC付属CDの内容が公開されている.

Altera DE1-SoC Board Resources: DE1-SOC CD-ROM

早速GPIOピンをチェック.マニュアルだと記載がないが,回路図をチェックすると
DE0などと同じようにGPIO_0[0],GPIO_0[2],GPIO_1[0]からCLKピンにアクセスできる.
これでGPSのRFフロントエンドを接続するのに問題なし.発売が楽しみだ.
Terasicにメールしたら,出荷は旧正月明けくらいとのこと…
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受信機メーカのPPPサービス

2013-11-12 09:39:37 | みちびき
TrimbleのCenterPoint RTXに続いて,NovAtelが同様の
PPPサービスであるCORRECTの提供を始めた.
補正データの配信は,TERRASTAR経由のようだ.

補正データ配信をしているプロバイダーは以外と多いけど,
それほどマーケットがあるのだろうか?受信機メーカの
強みは,ハードウェアとサービスをワンパッケージで
提供できる点かな.

QZSS LEXでの補正データ配信は,GNSS受信機1台で測位も
補正データの受信もできることが利点だけど,LEXに対応して
くれるかどうかは,受信機メーカ次第.

自分の所のサービスを食ってしまう機能に,果たして対応して
くれるのか?
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PSoC 5LPでSDR

2013-11-11 22:15:18 | ソフトウェア受信機
メモ

simさんのtweetで,面白そうな本+基板が紹介されている.

基板付き体験編 ARM PSoCで作るMyスペシャル・マイコン

EZ-USB FX2LPも積んでるが,High Speedで動くのかな?

AMラジオがSDRのサンプルで載っている.
フルスペックでGPS受信機を実装するのはキツいけど,
1チャンネルくらいならいけそう?

【追記】正直なところ,SoCとしてはCyclone+Niosで満足しているけれど,
PSoCは何が違うのだろう?アナログ信号が扱えるところ?Smart Analogとか
どうなるんだ?

【追記2】Cypressのサポートページに,他社のCPLDとのリソースの
比較が紹介されていた.大体,ミドルレンジのCPLDと同程度のようだ.
ちょっと物足りないな.

Comparison of Resource Utilization Between PSoC 3, PSoC 5 and PSoC 5LP UDBs and Other Vendor CPLDs
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Homemade GPS Receiver for BeagleBone Black

2013-11-10 23:35:33 | FPGA
自作のGPSのフロントエンドとFPGA,そしてRaspberry Piで動いている
Homemade GPS Receiverを,Skyworks社のSE4150 GPSフロントエンドIC
+XESS社のXuLA2-LX25 FPGA基板+BeagleBone Blackに移植している
プロジェクトを発見.

Software-defined GPS receiver: the breadboard

Piksiもそうだけど,FPGAを使ったGPS受信機プロジェクトが増えてきた.
Namuru-Nanoも,もう少し安定して動作するようにしないといけないな.
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GPS予報

2013-11-09 23:32:11 | ロケット
@HirakuTOIDAさんが11月11日11:11:11のGPS予報をされていたので
自分でも試してみました.

射点の位置を知らないので,とりあえず大樹町の航空公園を指定.

https://maps.google.co.jp/maps?ll=42.5,143.441667&q=loc:42.5,143.441667

スカイプロットはこんな感じ.



10機中4機が低仰角.
なんだか,その日で一番条件の悪いタイミングで打ち上がりますね…

【追記】参考までに,rtkplotのoptionsはこちら.

 (クリックで拡大)

GPS衛星のTLEは,celestrak.comから最新のものをダウンロードしておきます.

http://www.celestrak.com/NORAD/elements/gps-ops.txt

rtkplotの可視衛星の予測機能については,少しバージョンが古いですが,
こちらをご参照ください.

RTKLIBでの可視衛星予測

ちなみに,rtklib 2.4.2のbeta版では,可視衛星予測で表示されない衛星が
あったりとバグが残っているので,リリース版を使うことをお勧めします.

RTKLIB: An Open Source Program Package for GNSS Positioning
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Importing SVG into EAGLE

2013-11-08 08:05:58 | FPGA
メモ

SparkfunでSVGのイラストをEAGLEに取り込むPythonスクリプトが紹介されている.

Enginursday: I <3 Python!

今までULPでBMPファイルを変換していたけど,ベクタ形式を取り込めるとなると,
綺麗なロゴがシルクに描けるな!

Pythonを勉強しようと思いながら放置していたので,そろそろ本気で手を付けてみよう.
MATLABからも卒業したいしね.

【追記】SparkfunのEagleネタとしては,これもチャレンジしてみたい.

Engineer Thursday - Artistic PCBs in Eagle
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3DプリンタでSolder Paste

2013-11-07 08:48:00 | FPGA
先週末の3連休は,ロケット交流会Maker Faire Tokyo
イベントが目白押しだったのですが,残念ながら仕事に追われ,
どこにも参加できませんでした…

悔しいのでwebにアップされている写真を漁っていたところ,
流行の3DプリンタでPCBにsolder pasteが塗布できるのでは
ないかと思いつきました.

ステンシルはCraft ROBOのようなカッティングマシンで作ることも
できますが,0.5mmピッチはちょっとつらい感じ.3Dプリンタの
ホットエンドの替わりに,ディスペンサーを付けたらどうだろう?

早速ネットで検索してみたら,やはりすでに試されている方が
いらっしゃいました.

Solder Paste Dispensing using 3D Printing Technologies

どのくらいのピッチまでいけるのかな?
できれば,チップマウンタの機能も欲しい.

あまり興味のなかった3Dプリンタですが,ちょっと手を出したく
なってきました.

【追記】ピンポイントなプロジェクトを発見!MFTの会場で見たかった.

Genie's Blog: Rostock miniはじめました!

【追記2】マイクロディスペンサーがすごい.

HEISHIN:マイクロディスペンサー

コメント (2)
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ESNC 2013 Japan Regional Award

2013-11-06 14:38:48 | みちびき
衛星測位を利用したビジネスアイディアのコンペティションである
European Satellite Navigation Competition 2013でJapan Regional
Awardに選ばれました!

TrustSync: Secure time and frequency synchronization via authenticated QZSS open service

各地域のwinnerから,overall winnerであるGalileo Masterが選ばれ
ますが,残念ながらこちらは選外.来年はもっとアイディアを練って
再度チャレンジしたいと思います.

授賞式は,ミュンヘンのAlte Kongresshalleで開催されました.



Japan Regional Awardのスポンサーでもある日欧産業協力センター
授賞式へ招待されたのですが,仕事の関係で都合がつかず…
代理として学生チームのメンバーに出席していただきました.



ビジネスコンペティションということもあり,併催されている
European Space Solutions conferenceでビジネスマッチングの
workshopが開催されます.

GalileoのCommercial Service信号に信号認証サービスが加わるなど,
ヨーロッパでもセキュアな衛星測位に注目が集まっていますので,
この機会に実証実験やビジネス化のパートナーを見つけたいです.
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