Precisión de datos GPS en pendientes

Junto a los datos de longitud y latitud, el GPS también proporciona información sobre la altitud. Depende del diseñador de software del receptor decidir si usa esa información. Ella debería, y luego la velocidad está determinada por

  

\ $ Velocidad = \ dfrac {\ sqrt {(\ delta \ mbox {} longitud) ^ 2 + (\ delta \ mbox {} latitud) ^ 2 + (\ delta \ mbox {} altitud) ^ 2}} {\ delta \ mbox {} tiempo} \ $

Tenga en cuenta que la distancia como diferencia de latitud es constante (111.1 km por grado), mientras que para la longitud es función de la latitud: 111.1 km por grado en el ecuador, 71.4 km por grado a 50 grados norte o sur, por ejemplo.

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El BU-353 admite la oración GGA de NMEA, que le brinda información esencial sobre los arreglos, incluida la longitud, latitud y altitud.

Un receptor GPS no le dará buenos valores de velocidad a corto plazo en relación con lo que la rotación de llantas puede decirle. Hay un poco de jitter en cada punto de GPS, por lo que restar las posiciones de dos puntos tendrá un error de distancia significativo para calcular la velocidad de un automóvil.

Me gustaría utilizar el GPS en un tramo largo y plano de la carretera para calibrar la longitud de recorrido de la rotación de un neumático, y luego utilizarlo para mediciones de velocidad inmediatas, lo que ya hace su velocímetro. Incluso podría hacer que el sistema GPS funcione en segundo plano para realizar pequeños ajustes en la calibración de rotación de los neumáticos en función de distancias más largas y promedios de tiempo cuando el automóvil se encuentra razonablemente recto sin mucha variación de velocidad. Si lo hizo automáticamente cuando surgiera una buena circunstancia, la medición de la velocidad de rotación del neumático debería ser bastante precisa.

Si necesita más, entonces probablemente tenga que buscar en una quinta rueda con el único propósito.

Es difícil decir cuánta precisión puede perder un sistema GPS debido al cambio de elevación. El GPS es mucho mejor para medir la posición lat / lon que la altitud, particularmente en el corto plazo. Sin embargo, tenga en cuenta que algo que parece empinado en un automóvil todavía tiene una pendiente matemática bastante suave. El coseno de incluso una carretera "empinada" todavía está cerca de 1.

Puede complicar el sistema, pero una IMU (Unidad de Medición Inercial) puede mejorar considerablemente el rendimiento de su velocímetro, si se agrega al receptor GPS. Eso se aplica también para las pendientes.

Un IMU consiste en un conjunto de acelerómetros, giroscopios y magnetómetros (funcionan bien juntos, pero no necesariamente los necesita todos), que permiten un cálculo preciso del encabezado de su sistema (El coche en este caso). La forma en que se calcula esto se conoce a menudo como AHRS (Sistema de referencia de actitud y encabezado).

El beneficio está claro de inmediato: conocer su rumbo ayuda enormemente a un sistema basado en GPS para determinar su dirección y velocidad de movimiento, que se puede usar para estimar su posición en diferentes puntos. El receptor GPS en sí mismo es muy ruidoso e impreciso, y esto hace que su posición medida rebote alrededor del real en un radio de 1 a 20+ metros.

Sobre la inclinación

El uso de un acelerómetro para determinar la inclinación de su automóvil es mucho más preciso que el cálculo de la diferencia de altitud, porque es solo una variación en la dirección de la fuerza G.

La desventaja de esto es que necesita una unidad de cómputo, que necesita realizar algunos cálculos pesados. Pero he hecho un experimento con un STM32 (Cortex M3) y (con otras personas) hemos podido calcular el encabezado cada 20 ms aproximadamente, sin una gran optimización. Así que es algo que puedes lograr fácilmente con un microcontrolador comparable.