Vertikalgeschwindigkeit mit GPS-Modul erfassen

[Sauerbruch]

Liebe Gemeinde,

ich plane einen kleinen Geschwindigkeits-Logger für Modellflugzeuge zu bauen. Gibt´s auch schon fertig zu kaufen, weiß ich, aber ich brauche ein paar spezielle Features, die die fertigen Dinger leider nicht haben.

Ich wollte das ganze GPS-basiert (z.B. mit einem NL-552) machen, da diese Module die Geschwindigkeit ja schon fertig berechnet mit ausgeben.
Nun muss ich allerdings wissen, ob die ausgegebene Geschwindigkeit dieser Module immer nur die Horizontalgeschwindigkeit ist (aus Längen- und Breitengrad errechnet), oder ob auch vertikale Komponenten mit eingehen. Oder anders gefragt, ob man mit diesen Modulen auch die Geschwindigkeit eines freien Falls senkrecht nach unten korrekt messen kann.

Nun könnte ich natürlich so´n Modul einfach mal kaufen, es zusammen mit einem Mikrocontroller von einem Turm schmeißen und sehen, was es misst. Aber vielleicht kann ich ja auch einfacher an Informationen kommen, ob diese kleinen Dinger auch Vertikalgeschwindigkeiten messen :-)

Falls nicht, bliebe natürlich der Workaround, das ganze aus Horizontalgeschwindigkeit, Höhenänderung pro Zeit und ein wenig Trigonometrie zu errechnen. Aber vielleicht macht das Modul das ja schon on board. Leider habe ich in allen verfügbaren technischen Unterlagen nichts hierzu gefunden. Eine Anfrage an Navilock blieb (oh Wunder!) natürlich ohne jede Antwort.

Vielleicht weiß hier ja jemand etwas hierzu!

Grüße,


Daniel

[Peter(TOO)]

Hallo Daniel,

Du misst 0, wenns senkrecht fällt.

http://de.wikipedia.org/wiki/NMEA_0183#Recommended_Minimum_Sentence_C_.28RMC.29
GG.G Geschwindigkeit über Grund in Knoten

Ein Problem ist, dass die Höhenmessung bei GPS recht ungenau ist.

MfG Peter(TOO)

[oberallgeier]

... Du misst 0, wenns senkrecht fällt ... GG.G Geschwindigkeit über Grund in Knoten ... Hmmmmmmmmmm

...Global Positioning System Fix Data (GGA)

Dieses Format enthält die wichtigsten Angaben zur Position und deren Genauigkeit (beispielsweise die Anzahl der Satelliten), Höhe über Meeresoberfläche und andere Informationen ...

[Sauerbruch]

Okay - der Wikipedia-Artikel bringt´s tatsächlich auf den Punkt, vielen dank für den Link!

Mit der Ungenauigkeit der GPS-Höhenmessung habe ich auch schon so meine Erfahrung gemacht. Dann werde ich für mein Geschwindigkeits-Messprojekt doch mal über ein Staudruckrohr oder eine Venturi-Düse nachdenken... :-k

[Peter(TOO)]

Hallo,


Mit der Ungenauigkeit der GPS-Höhenmessung habe ich auch schon so meine Erfahrung gemacht. Dann werde ich für mein Geschwindigkeits-Messprojekt doch mal über ein Staudruckrohr oder eine Venturi-Düse nachdenken...

WAS willst du denn nun überhaupt messen ????

In der Fliegerei gibt eben 2 wichtige Geschwindigkeiten:

1) Bezogen auf Grund. Diese benötigt man vor allem für die Navigation.

2) Bezogen auf die Luft. Diese ist wichtig für die Aerodynamik. Werden hier bestimmte Geschwindigkeiten unterschritten, erfolgt ein Strömungsabriss und die Kiste stürzt ab.

Mit deinem GPS-Ansatz misst du 1), mit dem Staurohr 2)

MfG Peter(TOO)

[Sauerbruch]

WAS willst du denn nun überhaupt messen ????

Eigentlich will ich TAS messen. Dass ich trotzdem zunächst an GPS gedacht habe liegt erstens am niedrigen Aufwand (GPS-Modul und Mikrocontroller in ´ner Streichholzschachtel), und zweitens daran, dass man die Geschwindigkeitsmessungen problemlos bei Windstille vornehmen könnte.

Mit ´ner Venturi-Düse und Unterdruck-Messung würde ich mich halt auf Neuland begeben - aber das ist ja auch gut für den eigenen Horizont :-)

[Peter(TOO)]

Hallo,

Da gibt's ganz hübsche Kandidaten, das passt dann immer noch in eine Streichholzschachtel, bis auf den Schlauch:
https://cdn-reichelt.de/documents/datenblatt/B400/MPX2010%23MOT.pdf
Bracht den Differenz-Drucksensor, einen Operationsverstärker und den Mikrokontroller.

Die Dinger gibt's auch mit I2C Schnittstelle, dann ist der Aufwand auch nicht anders als mit GPS ;-)

MfG Peter(TOO)

[hbquax]

Könnte man nicht einen Beschleunigungssensor verwenden und dessen Signal permanent aufintegrieren, und ihn alle paar Sekungen mit der GPS-Höhe stützen oder kalibrieren?

[damfino]

Über das U-Blox Protokoll gibt es bessere und mehr Geschwindigkeitsdaten als im NMEA Protokoll, musst im Datenblatt nachsehen und dann das Modul mit der U-Blox Software (kostenlos) so einstellen dass dieses Protokoll ausgegeben wird.

LG!

[Che Guevara]

Hi,

ich denke, es wäre erstmal interressant zu wissen, welche Genauigkeit / Auflösung du anstrebst? Gehts hier eher so um
verliert an Höhe - Höhe bleibt gleich - Höhe nimmt zu
oder um präzise Aussagen, also Auflösung im Bereich von 1dm/s?
Falls letzteres, wirst du wohl um den Luftdrucksensor nicht herumkommen!
Außerdem wäre noch wichtig zu wissen, welche Latenzzeiten du in Kauf nehmen kannst / willst? Willst du eine sofortige Reaktion (im Bereich des vermöglichbaren natürlich) oder reicht es, wenn die Information mit 0.5s Verspätung eintrifft / messbar ist?
Für eine sofortige Reaktion würde ich einen Acc mit dem Luftdrucksensor fusionieren, das Ergebnis ist was Geschwindigkeit, Genauigkeit und Drift-Freiheit angeht unschlagbar.

Gruß
Chris

[Sauerbruch]

Also, die Genauigkeit muss bei weitem nicht so hoch sein wie bei einem Variometer.
Eigentlich geht es nur darum, die Spitzengeschwindigkeiten von verschiedenen Modellsegelflugzeugen zu messen, d.h. Größenordnungen im Bereich von vielleicht 50 - 100 km/h, mit entsprechend "grober" Auflösung. Da diese naturgemäß nicht im Horizontalflug erreicht werden, ist die "klassische" GPS-Lösung wohl nicht geeignet. Besondere Anforderungen an die Reaktionszeit bestehen nicht, weil die Werte on-board gespeichert und nach der Landung ausgelesen werden sollen.

Das U-Blox-Protokoll sieht interessant aus, kannte ich noch gar nicht - dieser Spur werde ich wohl ein wenig nachgehen. Alternativ sieht der Differenzdrucksensor auch interessant aus, aber den müsste man natürlich ersteinmal mit ´nem genauen Tachometer kalibrieren. Ich glaube, ich werde noch ein wenig Informationen zum U-Blox-Protokoll suchen :)

Vielen Dank an alle!!