OSQZSS

オープンソース準天頂衛星(QZSS)受信機

STM32のmbed

2014-01-31 12:33:21 | FPGA
3アンテナGPS受信機では,FPGAは相関器だけにして,
信号追尾や測位は外付けのマイコンで処理する予定.

早速,実験用にSTM32F4の基板を設計して発注したら,
STM32のmbedが発売されることを知った.

mbed Platforms: ST Nucleo F103RB

STM32F103には興味はないと自分を慰めていたら,
mouserにSTM32F401を搭載したNucleoを発見.

mouser: NUCLEO-F401RE

2,000円で入手できるのか…

すでに部品もDigikeyに発注済み.
もう少し早く知っていれば,こっちを買ったのに.

【追記】良く見たら,64ピンのLQFPなのね.
100ピンでないとFSMCが試せないから,これじゃダメか.
SPIの方が汎用的だけど,チャンネル数が増えた時に
シリアルのアクセスで間に合うのか,いまひとつ心配.
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GPSフロントエンドの動作試験

2014-01-26 15:04:17 | FPGA
3アンテナGPSフロントエンドの部品実装が完了.
早速,動作チェックをしてみます.



フロントエンドでデジタル化されたIF信号は,
カメレオンUSB FX2でPCに取り込みます.



2分配のpower dividerしか手元になかったので,
3アンテナは同時に受信できず,2アンテナずつ
確認して行きます.

電力スペクトル密度を比較すると,アンテナ1が
やや低め.アンテナ2と3は,ほぼ一致しています.







どのアンテナでも無事に信号が捕捉できましたが,
やはりアンテナ1の感度が低く,ノイズフロアも
ばらつきが大きいです.







アンテナ1の隣にリファレンスクロックやクロック
分配器があるので,その影響でしょうか?
実用上は問題のないレベルですが,気になります.

フロントエンド基板のインターフェイスは,Terasicの
DEシリーズにも,DigilentのPMODにも対応できるように
なっています.

DigilentのNexys 4も届いたので,まずはPMODに接続できる
ようにしてみました.



Nexys 4のPMODでは,JD10にglobal clock(MRCC)である
F3が繋がっています.ここにフロントエンドのリファレンス
クロックが入力され,FPGAの相関器も同じクロックで動作します.

ちなみに,Nexys 3ではJB10が,ZedBoardではJA10が
クロック入力に対応しています.

次はDE0-Nanoに接続して,まずは各アンテナからの入力で
Namuru-Nanoが動くようにしよう.

【追記】DE0-Nanoに載せるとこんな感じ.



EMIシールドも準備しているので,雑音が気になるようなら
付けてみる.
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RTKLIB on BeagleBone Black

2014-01-10 20:43:05 | RTKLIB
高須さんの日記で,RTKLIBをBeagleBone Blackで動作させているサイトが
紹介されている.

マイコン工作入門:BeagleBoneでRTKLIB

なんだか,さっくりと動いているけど,そんなに簡単になったの?

見よう見まねでRTKLIBをBeagleBoard-xMで動かそうとして挫折したのは
良い思い出.今では立派な積み基板の仲間です.

単独測位は動いているようだけれど,RTKはどうなのだろう.

その昔に購入したLEA-4Tなら1ダースほど机の肥やしになっているので,
Capeつくるなら提供するよ!

【追記】RTKLIBを実行するのに,どの程度の処理能力が必要なのか
情報を探していたら,FOSS-GPSのスレッドを見つけた.

RTKLib and uBlox 7

ARM cortex-A8,single core,800MHzでCPU usageが15%か.
機能を限定しても良いから,STM32F4あたりのマイコンで動かしたいな.
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RTKLIBでマルチGNSS測位

2014-01-08 22:16:15 | みちびき
taro君から普通にBeiDou B1/B2の2周波が観測できていることを聞き,
どこかに観測データと放送歴のアーカイブがないかと探してみたら,
いまさらながらにMGEXでBeiDouのデータもRINEX3フォーマットで
公開されていることを知りました.

IGS MGEX: Products

2013年の1月1日からアーカイブされており,今年のデータはCDDISの
ftpサーバからダウンロードできます.

ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gnss/data/campaign/mgex/daily/rinex3/2014/

観測データは,Day of Yearごとのディレクトリに保存されており,
拡張子が14oになります.MGEXのstation listを見ると,日本では
JAXAのGMSD局で,BeiDouも含めたマルチGNSSの観測を行っている
ようです.

IGS MGEX: Network station list

観測データのファイル名の先頭は,基準局名になっていますので,
gmsdで始まるファイルをダウンロードします.

放送歴は,同じCDDISサイトのbrdmディレクトリにアーカイブされています.

ftp://cddis.gsfc.nasa.gov/gnss/data/campaign/mgex/daily/rinex3/2014/brdm/

観測データと同じDOYの放送歴をダウンロードします.

ファイルをテキストエディタで開いてみると,G(GPS),R(Glonass),
S(SBAS),E(Galileo),C(BeiDou),J(QZSS)と,全ての衛星測位
システムのデータが記録されています.

RTKLIB 2.4.2では,BeiDouの放送歴も観測データもRINEX3フォーマットで
サポートされているので,単独測位を試してみたのですが,残念ながら
BeiDouのデータは表示のみで,まだ測位には使えないようです.実装は
次のバージョン以降の予定だそうですので,もうしばらく待つことになりそうです.

それ以外のGNSSは測位もサポートしているようですので,Galileoで
単独測位を試してみることにしました.衛星数は4機しかありませんが,
日本からでも4機同時に観測できる機会があります.

まず,先ほどダウンロードしたRINEX3フォーマットの観測データと
放送歴をRTKPOSTで選択します.

 (クリックで拡大)

Optionsボタンをクリックして,Position ModeにSingle,Satellite
Ephemeris/ClockにBroadcastを選びます.さらに,測位演算に使う
衛星として,Galileoのみを選択します.

 (クリックで拡大)

RTKPOSTのwindowでExecuteボタンをクリックすると,測位演算が
実行されます.PlotボタンをクリックするとRTKPLOTが開かれ,
測位結果が表示されます.



4機しか観測できないことを考えると,かなり良い測位精度です.
たまたま衛星配置が良かったのでしょうか.

RTKPOSTのwindowで,RINEX OBSの欄の右上のskyplotのアイコンを
クリックすると,RTKPLOTが開き,観測データを表示することが
できます.



デフォルトでは,GPSのみの表示になっていますので,RTKPLOTの
EditメニューからOptionsを開きます.ここで,表示したい衛星を
Satellite Systemでチェックします.

 (クリックで拡大)

これで,Galileoのskyplotや可視衛星数,DOPなどを表示するこが
できます.



ちなみに,BeiDouは測位演算には使えませんが,skyplotはこんな感じ.



見え過ぎ.

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BeiDou Performance Standard

2014-01-07 08:47:35 | みちびき
BeiDouが提供するオープンンサービスのPerformance Standardと
新しいICDが公開された.

BeiDou Open Service Performance Standard ver. 1.0
BeiDou ICD ver. 2.0

95%のprobabilityで,SIS-UREは2.5m以下,PDOPは6以下.
測位精度は,水平方向,垂直方向ともに10m以下となっている.

SIS-UREに対して,AOD(age of data)が明記されていないが,
どのAODでもこの精度となると,ちょっとタイトな気がする.

ちなみに,GPSのオープンサービスであるSPS(Standard Positioning Service)の
SIS-UREの仕様は,AODがゼロのときに6mです.

GPS SPS Performance Standard 4th Edition

ただし,実力値としては,1m以下の精度がでています.

SPS Signal-in-Space Performance
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GPS Date Calendar

2014-01-06 18:11:10 | みちびき
GPSの後解析で,時刻系を年月日やWeek/TOW,Day of Yearなど,
いろいろと変換する必要がでてくる.

自分のPCには変換ツールを準備しているけれど,agiが提供している
ネット上のカレンダーだと,どこからでもチェックできるので便利.

agi: GPS Date Calendar
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