Quel est le taux de mise à jour le plus élevé possible pour un récepteur GPS civil?

Je souhaite connaître le taux de mise à jour maximal réalisable pour un récepteur GPS civil. Plus précisément

• Récepteurs qui dépendent exclusivement des satellites GPS (par exemple, n'incluant pas d'estimation de mouvement basée sur IMU pour interpoler)
• La limite hypothétique (c'est-à-dire excluant les problèmes de faisabilité, par exemple la puissance de traitement)
• Taux de mise à jour après verrouillage (par exemple TTFF)

Les puces de récepteur civil les plus rapides que j'ai trouvées ont un taux de mise à jour de 50 Hz, comme le Venus838FLPx.

Selon alex.forencich dans ce thread stackexchange , il pourrait être "plutôt élevé":

Il est difficile de fixer un taux de mise à jour de position sur les satellites car tout est dans le récepteur. Les satellites transmettent simplement les données des éphémérides orbitales et l'heure à 50 bits par seconde et un taux de puce CDMA de 1,023 MHz, tous précisément verrouillés en phase à une norme de fréquence atomique. Le récepteur GPS maintient un verrou sur le code d'étalement CDMA et l'utilise pour déterminer l'heure des différences d'arrivée entre les satellites. Obtenir un verrou en premier lieu prend un certain temps, mais après cela, la position peut être mise à jour à une fréquence assez élevée. Je ne sais pas quelle est la limite supérieure à ce sujet.

Et cela n'est bien sûr pas lié aux limites de vitesse et d'altitude du CoCom pour les récepteurs civils .

Voilà ce que j'ai trouvé.

Le facteur contraignant est le filtrage passe-bas après désétalement. Si nous supposons une densité de puissance de bruit de -204 dBW / Hz (température de bruit de ~ 17 ° C), nous ne pouvons autoriser que 25 kHz de bande passante de bruit avant qu'elle n'atteigne la puissance L1 de -160 dBW. Notre temps d'intégration doit être d'au moins 1/25 000 s pour détecter le signal provenant du bruit de fond (en supposant une antenne omnidirectionnelle). Il s'agit de la limite théorique pour un signal à pleine puissance.

$T$$B_n$ $T=10^{-3}s$$B_n<=18Hz$$B_n/2$

Vous pouvez tricher en utilisant une antenne directionnelle, mais afin de calculer l'azimut et l'élévation, la position de vos antennes doit être fixe, et ce genre de contradiction avec l'objectif d'un système de navigation.

Revenons maintenant à la réalité: raccourcir la période d'intégration de rend les corrections de position plus bruyantes. Compte tenu du budget de liaison d'une unité standard, plus de 50 corrections / s sont un gaspillage, à moins que vous n'ayez un signal vraiment fort, tout ce que vous obtenez est un bruit (de phase). Et theres une charge de calcul élevée, il va manger la batterie comme l'enfer.

Un récepteur GPS fonctionne en maintenant un "modèle" logiciel interne de la position du récepteur (et des dérivés de la position). Un filtre de Kalman est généralement utilisé pour garder ce modèle en phase avec la réalité, sur la base des données brutes provenant des satellites.

Le signal de chaque satellite est normalement intégré pendant 20 ms à la fois, car il s'agit de la période binaire des données PSK provenant du satellite. Cela signifie que le modèle obtient une mise à jour brute sur la distance de chaque satellite 50 fois par seconde. Cependant, notez que les mises à jour de différents satellites sont essentiellement asynchrones (elles ne se produisent pas toutes en même temps), car les différences de longueur de trajet des satellites au-dessus des satellites à l'horizon sont également de l'ordre de 20 ms. À mesure que chaque nouvelle mesure satellite arrive, le modèle interne est mis à jour avec les nouvelles informations.

Lorsque le récepteur GPS envoie un message de mise à jour, les données du message proviennent du modèle. Le récepteur peut mettre à jour le modèle aussi souvent qu'il le souhaite et afficher des messages de position aussi souvent qu'il le souhaite. Cependant, le résultat est une simple interpolation - aucune nouvelle information n'est contenue dans les messages de sortie supplémentaires. La bande passante de l' information est limitée par la vitesse à laquelle les mesures brutes des satellites sont transmises au filtre.

Comme le note Andreas , avoir un débit de messages élevé ne signifie PAS que vous pouvez suivre une dynamique de récepteur plus élevée. Si vous devez suivre une dynamique de récepteur élevée, vous devez utiliser d'autres sources d'informations telles qu'une IMU. Dans un système "étroitement couplé", les données IMU mettent à jour le même modèle interne que celui utilisé par le récepteur GPS, ce qui permet à l'IMU "d'assister" le suivi des signaux GPS individuels.

Il y a aussi un côté économique à la question. La plupart des récepteurs GPS "civils" sont très limités en termes de coûts et, par conséquent, seule une puissance CPU (et une batterie) suffisante est utilisée pour répondre aux exigences de taux de mise à jour pour l'application en question (par exemple, navigation de voiture ou de téléphone portable). Un taux de mise à jour d'une fois par seconde (ou moins) est plus que suffisant pour la plupart de ces applications. Les applications "militaires" qui nécessitent des taux de mise à jour plus élevés ont des budgets plus élevés pour les matériaux et la puissance. Les récepteurs GPS sont facturés en conséquence, même si le matériel réel du récepteur est essentiellement le même, à l'exception peut-être de l'utilisation d'un processeur plus puissant.