Королевские чтения. Доклад по Starship

[vlad7308]

в смысле - кто оцифровал "в типа телеметрию" публичное видео с ютуба или твиттера?
НЯП это просто какие-то любители с NSF или типа того.

дада, это я знаю, я не понял почему они так туманно зашифрованы в интервью персонажа - видимо, как и в докладе

Вы же сами сказали ключевое слово - "симптоматично". Оно таки да, симптоматично.
Автор - не ученый (сам отпирается). Ученый бы привел все ссылки на источники, с подробным описанием. И первым делом попытался бы опровергнуть собственные выводы. И если бы ему это не удалось, он бы все равно написал бы пару-тройку абзацев с описанием сомнительных мест и потенциальных точек для критики.
А тут мы имеем дело с типичной сверхценной идеей гениального изобретателя (см. упертость). И даже это было бы терпимо, если бы не хамство и наглость.

[cross-track]

честно говоря, не уловил, что означает "заинтересованные лица"; в чем-ком они заинтересованы и почему так туманно обозначены? их работу оплачивал персонаж или они оказались заинтересованы в его дискредитации? покрывают обманщика маска или наоборот хотят вывести его на чистую воду?

Он сам комментировал так:

На все графики в статьях есть ссылки. Никнейм человека, регулярно выкладывающего соответствующие графики на форуме NSF, был назван. Единомышленником он не является, его интересы ограничены демонстрацией формальных данных.

Почему и в чем "заинтересованный", я не знаю.

[Veganin]

Очень сильно ошибаетесь. GPS приемник определяет свою скорость на основании допплеровского сдвига частоты принимаемого сигнала.

Кодовое измерение псевдодальностей позволяет приемнику вычислить координаты собственного местоположения и выдать их потребителю. Зная их изменение через известный промежуток времени, можно вычислить скорость собственного движения, что приемник и делает, выдавая пакет с координатами, временем, скоростью, путевым углом, а доплеровский сдвиг частоты влияет только на время поиска частоты несущей коррелятором. 

[Passerby]

Очень сильно ошибаетесь. GPS приемник определяет свою скорость на основании допплеровского сдвига частоты принимаемого сигнала.

Кодовое измерение псевдодальностей позволяет приемнику вычислить координаты собственного местоположения и выдать их потребителю. Зная их изменение через известный промежуток времени, можно вычислить скорость собственного движения, что приемник и делает, выдавая пакет с координатами, временем, скоростью, путевым углом, а доплеровский сдвиг частоты влияет только на время поиска частоты несущей коррелятором.

Ошибка определения координат GPS - многие метры (а в городе в условиях плотной застройки могут быть и десятки). Как при этом достичь точности определения скорости в единицы км/ч? Но это общие рассуждения, есть просто описание метода. Интересующиеся могут посмотреть тут: https://insidegnss.com/wp-content/uploads/2018/01/marapr15-SOLUTIONS.pdf

[vlad7308]

Ошибка определения координат GPS - многие метры

Немногие. В нормальных условиях - буквально метр-два-три.
И она не совсем случайна - это не чисто стохастическая погрешность измерения.
А при плохом приеме гпс (по крайней мере, бытовой) показывает и вместо координат, и вместо скорости день рожденья бабушки.

[cross-track]

Очень сильно ошибаетесь. GPS приемник определяет свою скорость на основании допплеровского сдвига частоты принимаемого сигнала.

Кодовое измерение псевдодальностей позволяет приемнику вычислить координаты собственного местоположения и выдать их потребителю. Зная их изменение через известный промежуток времени, можно вычислить скорость собственного движения, что приемник и делает, выдавая пакет с координатами, временем, скоростью, путевым углом, а доплеровский сдвиг частоты влияет только на время поиска частоты несущей коррелятором.

Ошибка определения координат GPS - многие метры (а в городе в условиях плотной застройки могут быть и десятки). Как при этом достичь точности определения скорости в единицы км/ч? Но это общие рассуждения, есть просто описание метода. Интересующиеся могут посмотреть тут: https://insidegnss.com/wp-content/uploads/2018/01/marapr15-SOLUTIONS.pdf

Non est terminus!
Это смотря какая точность нам требуется. Вот что пишут в абстракте статьи (в автопереводе):

Автономные одночастотные приемники GNSS представляют собой крупнейшую часть рынка коммерческого позиционирования. Такие приемники работают в основном в режиме одноточечного позиционирования и оценивают скорость либо путем дифференциации двух последовательных позиций (т. е. аппроксимации производной позиции пользователя), либо с помощью доплеровских измерений, связанных с движением пользователя и спутника. Первый подход наиболее прост в реализации, но имеет уровень точности метр в секунду из-за зависимости от точности определения позиции на основе псевдодальности. Напротив, доплеровские сдвиги частоты принятого сигнала, создаваемые относительным движением пользователя и спутника, обеспечивают точность определения скорости на уровне нескольких сантиметров в секунду. В нескольких приложениях, таких как высокодинамичная мобильная навигация, точность вышеуказанных методов недостаточна. Улучшение производительности может быть достигнуто путем обработки разностей последовательных измерений фазы несущей (TDCP – Time-Differenced Carrier Phase), стратегии, которая обеспечивает точность определения скорости на порядок выше, чем доплеровские измерения. Проблема неоднозначности фазы несущей обычно ограничивает использование наблюдаемой фазы несущей, но метод TDCP преодолевает эту проблему, поскольку при отсутствии циклических проскальзываний неоднозначность постоянна и устраняется путем дифференцирования двух последовательных измерений фазы несущей. В статье мы рассматриваем классические методы оценки скорости, реализованные для одночастотных приемников, с подробностями о достижимых значениях точности. Методы TDCP также обсуждаются вместе с их сопутствующими преимуществами.

[Passerby]

Ошибка определения координат GPS - многие метры

Немногие. В нормальных условиях - буквально метр-два-три.
И она не совсем случайна - это не чисто стохастическая погрешность измерения.
А при плохом приеме гпс (по крайней мере, бытовой) показывает и вместо координат, и вместо скорости день рожденья бабушки.

Пара цитат из приведенной выше статьи.
Для измерения по координатам:

If the positions are obtained by single point positioning with meter-level accuracy and the time interval is one second, a velocity of accuracy on the order of a few meters per second is possible.

Для измерения используя эффект допплера:

With this in mind, the velocity accuracy that can be expected when using "raw" Doppler measurements (versus the carrier phase-derived values that we will discuss later) is on the order of a few centi-meters per second.

Прежде чем делать далеко идущие выводы про день рождения бабушки, Вы бы все-таки сначала посмотрели статью. Вдруг окажется, что Вы просто недостаточно хорошо знакомы с предметом?

[Sembler]

Немногие. В нормальных условиях - буквально метр-два-три.

Обычные массовые GPS приемники на практике не гарантируют десяти метров. Продавцы устройств в рекламных целях (повелось с китайцев) часто подменяют "точность" на единицу "разрешения" метода. Знаю группу разработчиков, которая наступила на эти грабли. Устройств с дополнительными частотами, типа L5, в гражданском секторе мало.

[vlad7308]

Ошибка определения координат GPS - многие метры

Немногие. В нормальных условиях - буквально метр-два-три.
И она не совсем случайна - это не чисто стохастическая погрешность измерения.
А при плохом приеме гпс (по крайней мере, бытовой) показывает и вместо координат, и вместо скорости день рожденья бабушки.

Пара цитат из приведенной выше статьи.
Для измерения по координатам:

If the positions are obtained by single point positioning with meter-level accuracy and the time interval is one second, a velocity of accuracy on the order of a few meters per second is possible.

Для измерения используя эффект допплера:

With this in mind, the velocity accuracy that can be expected when using "raw" Doppler measurements (versus the carrier phase-derived values that we will discuss later) is on the order of a few centi-meters per second.

Прежде чем делать далеко идущие выводы про день рождения бабушки, Вы бы все-таки сначала посмотрели статью. Вдруг окажется, что Вы просто недостаточно хорошо знакомы с предметом?

возможно, Вы правы.
Я почти 20 лет не интересовался предметом глубоко. Просто использую как обычный юзер, изредка обращая внимание на точность и косяки и их обстоятельства.
Например, я неоднократно замечал (правда давно), что в плотной высотной застройке, где навигатор сходит с ума по позиционированию, так же сходит с ума и скорость в нем.

[Veganin]

Для измерения используя эффект допплера:

With this in mind, the velocity accuracy that can be expected when using "raw" Doppler measurements (versus the carrier phase-derived values that we will discuss later) is on the order of a few centi-meters per second.

По Вашей ссылке в разделе Summary в первом же предложении написано:

Classical velocity determination algorithms based on position difference or Doppler shift measurement are simple to implement but have limitations in terms of the final solution accuracy.

Соглашусь, что конкретный приемник ГНСС может измерять допплеровский сдвиг частот, но ни о каких нескольких см/с речи не идет: в лучшем случае 50 см/с и не факт, что это соответствует действительности.

Вот конкретный приемник с Али, не самый плохой:
https://aliexpress.ru/item/1005007629977508.html?
Заметьте, ни условий достижения такой точности, ни погрешности измерений...

0,5 м погрешности скорости китайцы могут спокойно получить, усредняя вычисленные координаты по 10-30 измерениям, отбрасывая явные выбросы и на голубом глазу писать вычисленную погрешностл в своих даташитах. На 99% уверен, что так и делают, учитывая опыт работы с навигационными приемниками.

Более того, если предположить, что скорость определяется в массовых приемниках исключительно по сдвигу несущей, то возникает закономерный вопрос: почему, вычислив предыдущие координаты и скорость, от приемника все равно наблюдаются дикие выбросы в определении координат собственного местоположения в не самом узком городском каньоне? Ведь, все эти "телепортации" на десятки, а то и сотни метров можно выкинуть, вычислив, что текущая скорость практически равна предыдущей (инерция движения + частота измерения навигационных параметров).

ps
Работа с китайскими изделиями стоимостью от 500 до 5 млн рублей от китайского военного НИИ приносит, очень часто, разочарование: не соответствует заявленным ТТХ и имеет множество скрытых производителем нюансов и ограничений. До западного серийного измерительного оборудования им еще топать очень и очень долго, учитывая их менталитет, на мой взгляд.

pps
У меня очень сильное подозрение, что Ваши аргументы верны для военных и геодезических приемников:

https://www.gps.gov/systems/gps/performance/accuracy/

How accurate is GPS for speed measurement?
As with positioning, the speed accuracy of GPS depends on many factors.

The government provides the GPS signal in space with a global average user range rate error (URRE) of ≤0.006 m/sec over any 3-second interval, with 95% probability.

This measure must be combined with other factors outside the government's control, including satellite geometry, signal blockage, atmospheric conditions, and receiver design features/quality, to calculate a particular receiver's speed accuracy.

[vlad7308]

Немногие. В нормальных условиях - буквально метр-два-три.

Обычные массовые GPS приемники на практике не гарантируют десяти метров.

Я говорил не про гарантированную точность, а про наблюдаемую на практике. Это же бытовые массовые устройства, какие в них гарантии...

[vlad7308]

pps
У меня очень сильное подозрение, что Ваши аргументы верны для военных и геодезических приемников:

У меня тоже. Хотя теперь я не уверен.

[Demir_Binici]

Напомню начало обсуждения:

Не знаю, как это было раньше, но сейчас, имхо, скорость автомобиля по данным GPS более точная, чем показывает спидометр авто.

Далее уточнялось, что имелся ввиду обычный смартфон.

Я сужу по показаниям скорости из waze, и эта скорость примерно на 5 км/час меньше, чем показывает спидометр.

Встроенный приёмник измеряет координаты, а waze на основе полученных через API координат вычисляет и отображает скорость.

При движении на автомобиле на открытой местности и с достаточно высокой скоростью кажется, что данные весьма точны.
При движении на велосипеде становятся заметны странные колебания скорости, если эти данные вычислены через GPS. Эти колебания можно заметить и при сопоставлении графиков скорости, каденса и градиента. Становятся видны внезапные изменения скорости при постоянных каденсе и градиенте. При наличии исправного датчика скорости подобного не происходит.

[Passerby]

Для измерения используя эффект допплера:

With this in mind, the velocity accuracy that can be expected when using "raw" Doppler measurements (versus the carrier phase-derived values that we will discuss later) is on the order of a few centi-meters per second.

По Вашей ссылке в разделе Summary в первом же предложении написано:

Classical velocity determination algorithms based on position difference or Doppler shift measurement are simple to implement but have limitations in terms of the final solution accuracy.

В статье упоминается 3 метода - по координатам (погрешность - единицы м/c), по Допплеровскому сдвигу (погрешность - единицы см/c), TDCP - (погрешность - мм/c)

Соглашусь, что конкретный приемник ГНСС может измерять допплеровский сдвиг частот, но ни о каких нескольких см/с речи не идет: в лучшем случае 50 см/с и не факт, что это соответствует действительности.

Почему Вы так думаете? 50 см/c - это 1.8 км/ч; даже простое наблюдение за навигатором в телефоне показывает, что он легко достигает таких показателей.

Вот конкретный приемник с Али, не самый плохой:
https://aliexpress.ru/item/1005007629977508.html?
Заметьте, ни условий достижения такой точности, ни погрешности измерений...

0,5 м погрешности скорости китайцы могут спокойно получить, усредняя вычисленные координаты по 10-30 измерениям, отбрасывая явные выбросы и на голубом глазу писать вычисленную погрешностл в своих даташитах. На 99% уверен, что так и делают, учитывая опыт работы с навигационными приемниками.

У меня тоже есть опыт в этом вопросе. Учтите, приемник использует медленный последовательный интерфейси больше 10 измерений в секунду Вам не даст. И да, я пытался тупо пересчитывать координаты, выдаваемые приемником в скорость - результаты получаются плачевными, даже при попытке разумного усреднения. Что не удивительно - координаты и скорость меряются разными методами с разной точностью.

Более того, если предположить, что скорость определяется в массовых приемниках исключительно по сдвигу несущей, то возникает закономерный вопрос: почему, вычислив предыдущие координаты и скорость, от приемника все равно наблюдаются дикие выбросы в определении координат собственного местоположения в не самом узком городском каньоне? Ведь, все эти "телепортации" на десятки, а то и сотни метров можно выкинуть, вычислив, что текущая скорость практически равна предыдущей (инерция движения + частота измерения навигационных параметров).

Потому что координаты и скорость измеряются отдельно, и приемник тоже их выдает отдельно (в формате NMEA). Хочется их как-то потом учитывать совместно в навигационном ПО - вопрос к этому ПО, но не к приемнику.

[ExDi]

у нас в некоторых районах города в известном контексте gps координаты оказываются не соответствующими действительности, и обнаруживаешь себя то посреди реки, то посреди леса. при этом на смартфоне показания скорости "отрабатывают" такую транспортацию - и туда, и обратно, становясь запредельными - и потом в течение минуты примерно обнуляясь. - т.е. по-видимому допплер не является по крайней мере единственным источником показаний скорости

[Passerby]

у нас в некоторых районах города в известном контексте gps координаты оказываются не соответствующими действительности, и обнаруживаешь себя то посреди реки, то посреди леса. при этом на смартфоне показания скорости "отрабатывают" такую транспортацию - и туда, и обратно, становясь запредельными - и потом в течение минуты примерно обнуляясь. - т.е. по-видимому допплер не является по крайней мере единственным источником показаний скорости

Есть измерение скорости датчиком, а есть то, что выводит на экран ПО навигации. Может быть в такой ситуации (значение явно невалидно) оно и пытается как-то пересчитать скорость из координат. Но вообще, работа при наличии активных помех/подмены сигнала - отдельная история...

[Demir_Binici]

Потому что координаты и скорость измеряются отдельно, и приемник тоже их выдает отдельно (в формате NMEA).

Возьмите обычный телефон, поставьте на него программу, которая просто будет брать данные от GPS приёмника и записывать их в лог в формате NMEA. Убедитесь, что все записи будут $GPGGA (вместо GP могут быть BD или GB - Beidou или GA - Galileo или GL - GLONASS). Скорости там нет, только координаты. А вот записей $GPVTG там не будет.

[Demir_Binici]

Есть измерение скорости датчиком, а есть то, что выводит на экран ПО навигации.

Нет никакого "датчика скорости" в GPS приёмнике телефона. Он измеряет координаты и время. А всё прочее ПО получает эти координаты и в мере своего разумения вычисляет скорость. При движении на автомобиле с высокой скоростью, хорошей видимостью и отсутствием помех, кажется что скорость измеряется точно. На велосипеде видно, что весьма неточно. И есть с чем сравнить. Про лыжников выше писали.

[Passerby]

Возьмите обычный телефон, поставьте на него программу, которая просто будет брать данные от GPS приёмника и записывать их в лог в формате NMEA. Убедитесь, что все записи будут $GPGGA (вместо GP могут быть BD или GB - Beidou или GA - Galileo или GL - GLONASS). Скорости там нет, только координаты. А вот записей $GPVTG там не будет.

По-поводу программ на телефоне ничего сказать не могу. Я работал с GNSS-приемниками, подключаемыми по USB. Они выдают сообщение GPRMC, в котором есть и координаты, и скорость отдельным полем.
Edit:
Посмотрел на телефоне, точно так же приходит GPRMC.

[vlad7308]

Блин, хоть сам бери и проверяй
Я разглядывал текстовый nmea лог в моем самом первом кпк с гпс (Fujitsu Siemens 501). В 2002 году. Кажется, скорости там не было. (Откуда, собственно, и была моя уверенность о способе измерения скорости гпс-ом).
Но может счас уже есть?
Вы не можете просматривать это вложение.

Да, RMC запись есть. Скорость в ней - сразу после поля долготы. В данном случае 0.0.
Таким образом, вопрос, кто вычисляет скорость (гпс приемник или навигационная программа) можно считать закрытым. Приемник. Теперь осталось понять как он это делает