GPS:n ymmärtäminen Timepulse tai PPS

Unohda hetkeksi GPS-sijainti. GPS- tai GNSS laskee myös aikaa. Ja se tekee sen erittäin tarkasti. Niinkin tarkasti kuin 10 nanosekuntia. Tämä on 0.00000001 sekuntia.

Kuvittele, että sinulla on kaksi laitetta kahdessa eri maassa tai kaksi anturia kahdessa eri paikassa ja haluat synkronoida niiden suorittaman toiminnon tai mittauksen. Voit käyttää internetiä saadaksesi noin 2 millisekunnin tarkkuuden tai käyttää GPS-vastaanotinta kummassakin laitteessa pienentääksesi sen 2 nanosekuntiin. Ja mikä parasta, internetiä ei tarvita.

Kun saavutamme tämän ajoitustarkkuuden tason, on myös tärkeää tietää, millä aikaskaalalla työskentelemme. GNSS-vastaanottimet synkronoituvat yleensä globaalin UTC-aikaskaalan kanssa, mutta ne voivat synkronoida aikaskaalan myös tiettyyn tähtikuvioon (GPS, GLONASS, Galileo, Beidou). Jokaisella aikaskaalalla on oma absoluuttinen laskurinsa (esimerkiksi GPS:n ja UTC:n välillä on muutaman sekunnin ero), mutta yleensä sekuntien muutos synkronoidaan millisekuntitasolle. Joka tapauksessa tärkeintä on tarkistaa, että kaikki anturisi käyttävät samaa aikaskaalaa.

Teoria on kiva, mutta miten GPS-aikapulsseja voi käytännössä hyödyntää projektissa?

Kaikki ArduSimple levyissä on tappi nimeltä Timepulse, PPS tai TPS. Nämä ovat saman signaalin eri nimiä. Oletusarvoisesti tämä aikapulssi on konfiguroitu 1 pulssiksi sekunnissa (PPS). Tämä tarkoittaa, että joka sekunti, tarkalleen sekunnin vaihtumishetkellä, tämä signaali laukeaa ilmoittamaan sovellukselle tarkasta sekunnin vaihtumishetkestä. Vastaanotin saattaa tarvita jonkin aikaa laskeakseen todellisen uuden sijainnin ja toimittaa sen saatavillesi mahdollisimman pian. Seuraavassa kuvassa on tästä visuaalinen esitys.

Sovelluksessasi voit yhdistää Timepulse ja sarjadata ulos prosessorille tai tietokoneelle. Jossain vaiheessa sovelluksesi lukee ajan olevan 8:30:00. On aika valmistautua seuraavaan aikapulssiin, joka näyttää tasan 8:30:01.

Mutta voisit kysyä, entä jos mitattava signaali on kahden aikapulssin välillä?

• Vaihtoehto A. Suorittimessasi on korkeataajuinen oskillaattori (MHz tai enemmän), jonka voit synkronoida aina, kun on aikapulssi.
• Vaihtoehto B. Käytä GPS-vastaanottimien toista ominaisuutta: EXTINT tai TAPAHTUMA-tulo. Puhumme tästä signaalista toisena päivänä, päivitämme linkin tähän viestiin.