Компания
14,78
рейтинг
18 сентября 2012 в 11:42

Разработка → Тест-обзор ГЛОНАСС/GPS приемников 2012

Важной частью любой системы мониторинга транспорта являются навигационные приемники. В нашем оборудовании с 2005 года это были приемники сигналов GPS, но с 2009 года постепенно на нашем рынке стали появляться и трекеры с ГЛОНАСС/GPS приемниками, предназначенные для госзаказа.

Эти ГЛОНАСС-приемники работали хуже, а стоили гораздо дороже GPS-аналогов. Но за последние годы производители ГЛОНАСС-чипов выпустили несколько поколений своих продуктов.

Новые ГЛОНАСС-чипы все больше приближались к нормальным GPS приемникам по основным ТТХ: точности, чувствительности, времени старта, габаритам, энергопотреблению и даже цене.

В тест обзоре участвуют:
  1. НАВИС NV08C
  2. MStar MGGS2217
  3. Quectel L16
  4. Telit SL869
  5. Ublox LEA-6N


Сравните сами:

Плата с ГЛОНАСС/GPS приемником ГЕОС -1М (2011 год)

ГЕОС -1М (2011 год)

Плата с ГЛОНАСС/GPS приемником Telit SL869 (2012 год)

Telit SL869 (2012 год)


На фотографии выше вокруг приемника видны контактные площадки под приемник предыдущего поколения.

В начале 2012 года сразу несколько производителей предложили новые ГЛОНАСС/GPS чипы по цене, сравнимой с GPS. Подсчитав экономию от уменьшения видов выпускаемой продукции, стало очевидно, что выгоднее отказаться от выпуска GPS трекеров, предлагая и коммерческим заказчикам ГЛОНАСС/GPS по цене GPS решения. Но это было бы возможным, только если новые ГЛОНАСС приемники и по качеству сравнялись бы с GPS. Это и предстояло выяснить нашим разработчикам в ходе масштабного тестирования и сравнения.

Небольшое отступление № 1:

По количеству работающих спутников, ГЛОНАСС уже достиг минимально необходимого количества (24 штуки). Кроме того, использование сразу двух систем навигации теоретически позволяет повысить вероятность определения позиции в условиях ограниченного обзора неба. Однако наш предыдущий опыт работы с различными ГЛОНАСС/GPS приемниками даже в совмещенном режиме говорил о серьезном проигрывании «чистому» GPS.


Наша методика тестирования приемников:
Есть вполне конкретные показатели качества и надежности решения навигационной задачи, такие как среднее время холодного и теплого старта, среднеквадратичное отклонение ошибки определения координат (в метрах) и еще множество важных характеристик. Мы конечно смотрим на эти характеристики в даташитах, но за 7 лет работы в этой отрасли мы выработали главный способ определения качества приемника – реальная длительная эксплуатация в составе модуля мониторинга, установленного в реальном автомобиле.

Оцениваем это качество очень субъективно, внимательно просматривая трек на карте и пытаясь найти какие-то отклонения и странные участки. Если они попадаются даже в режиме обкатки, вопросы от клиентов будут неизбежны. По итогам сравнения, мы присвоили субъективные оценки каждому приемнику по десятибальной шкале.

Вот так выглядит нормальный трек (GPS приемник u-blox NEO 6, 2011 год):

image

А так выглядит не нормальный трек (ГЛОНАСС/GPS приемник Ижевского радиозавода МНП-М7, 2011 год):

image

Тестирование проводилось на личных и корпоративных легковых автомобилях пяти сотрудников на протяжении примерно недели.

image

На каждом автомобиле одновременно было установлено от 2-х до 6-ти терминалов с разными приемниками. ГЛОНАСС/GPS антенны были расположены в салоне в одинаковых условиях. Питание всех терминалов также обеспечивалось из одной точки, чтобы сравнение было максимально корректным. Пробег каждого автомобиля за время теста составил от 50 до 350 км, при этом специально выбирались сложные для навигации места: дворы-колодцы, эстакады, плотная городская застройка.

Небольшое отступление № 2:

Почти весь функционал навигационного приёмника и почти все его характеристики определяются тем, какой процессор (или чип) установлен у него внутри. Существует не так много производителей ГЛОНАСС-чипов: MTK, Mstar, ST, Qualcomm, U-blox и ещё ряд других, в том числе и отечественных (Навис, ИРЗ, Геостар Навигация). Техническое развитие в отрасли производства навигационных приёмников, чипов и модулей на текущий момент дошло до того, что эти чипы уже практически не требуют обвязки. В результате выпустить «свой» ГЛОНАСС приёмник может практически «любая» компания. Достаточно иметь парочку грамотных инженеров. Найти контрактника, который сможет их произвести, тоже сейчас не проблема. Испортить результаты чипа тоже не сложно,: если инженеры окажутся недостаточно грамотными или производитель сэкономит на внешних компонентах обвязки процессора (входной фильтр, емкости и т.д.). В этих условиях, выбор ГЛОНАСС-приёмника сводится не столько к выбору конкретного решения, сколько к выбору качественного чипа и надёжного производителя. Так, например Fastrax IT600, Qualcom L16, Telit SL869 и НАВИА GL8088s имеют общую платформу от STMicroelectronics – чип STA8088.


Эти факты учитывались при выборе претендентов и проведении тестов.

ГЛОНАСС/GPS приемники, участвовавшие в тесте:



НАВИС NV08C
image

Производитель: Россия

Количество каналов: 32
-160 dBm при отслеживании
-143 dBm при старте
Горячий старт ~3s
Теплый старт ~25s
Холодный старт ~25s
Потребление:
180 mW при сопровождении
Количество экземпляров в тесте: 3

Примечание:
Показатели указаны для режима ГЛОНАСС/GPS
MStar MGGS2217
image

Производитель: Китай

Количество каналов: 20 (80 для поиска)
-161 dBm при отслеживании
-144 dBm при старте
Горячий старт ~1s
Теплый старт ~32s
Холодный старт ~34s
Потребление:

250 mW при старте
215 mW при сопровождении

Количество экземпляров в тесте: 3
Quectel L16
image

Производитель: Китай

Количество каналов: 32
-162 dBm при отслеживании
-146 dBm при старте
Горячий старт ~2,5s
Теплый старт ~24s
Холодный старт ~35s
Потребление:

363 mW при старте
314 mW при сопровождении

Количество экземпляров в тесте: 3
Telit SL869
image

Производитель: Италия

Количество каналов: 32
-162 dBm при отслеживании
-146 dBm при старте
Горячий старт ~1s
Теплый старт ~35s
Холодный старт ~35s
Потребление:
323 mW при старте
214 mW при сопровождении
Количество экземпляров в тесте: 3

Примечание:
Показатели указаны для режима ГЛОНАСС/GPS
Ublox LEA-6N
image

Производитель: Швейцария

Количество каналов: 50
-158 dBm при отслеживании
-138 dBm при старте
Горячий старт ~2s
Теплый старт ~25s
Холодный старт ~36s
Потребление:
135 mW при старте
120 mW при сопровождении

Количество экземпляров в тесте: 6

Примечание:
Не имеет совмещенного ГЛОНАСС/GPS режима, поэтому тестировался в режиме «только ГЛОНАСС» и отдельно от остальных участников.


Начало работы (старт) у всех приеёмников достаточно качественное и быстрое, разрывов при старте отмечено не было. В нескольких случаях был замечен небольшой отскок, который отфильтровывался в диспетчерском ПО.

image

Один раз U-blox LEA 6N (один из шести) в течении 1,5 минут после старта выдавал координаты со смещением в 40 метров (обведенная линия должна была быть ниже и левее).

image

При движении в пробках все приёмники показали стабильность. С небольшими и не частыми уводами в сторону:

image

В целом все приёмники показали очень хороший трек на открытых участках и в условиях движения по городу.

Типовые участки трека:



image

image

А вот при работе в сложных условиях результаты уже отличаются:

Арка, высокое здание, двор-колодец

Парковка и старт во дворе-колодце с полным выключением питания (оборудование было перенесено на другое авто, расположенное в этом же дворе на расстоянии 5 м.)

Быстрое движение по узким улицам, перекрытым кронами деревьев

Проезд маленьких дворов, вдоль зданий, под кронами деревьев

Проезд под мостами

Проезд под эстакадой

Крытая АЗС
Крытая АЗС

Наши выводы по приёмникам:


1. У Нависа в целом треки хорошие, особенно при размещении антенны на крыше. Из недостатков можно отметить некое «запаздывание» курса и не лучшее поведение (относит в сторону) в условиях дворов-колодцев.
Оценка 7
Количество видимых спутников в среднем от 16 до 20.

2. У MGGS2217 треки также в целом хорошие, лучше чем у Нависа во дворах. Хорошо отрабатывает мелкие манёвры.
Оценка 8
Из недостатков можно отметить периодический «не приём» данных от приёмника терминалом – бывают отсутствия точек при ежесекундной детализации. Причина неизвестна., вВозможно она в терминале, а возможно в питании, поскольку проявлялась только на одном из авто. Количество видимых спутников в среднем от 15 до 18.

3. У Квиктела L16 качество трека лучше чем у Нависа, но немного хуже в прорисовке сложных участков, чем у MGGS2217.
Оценка 7
Количество видимых спутников в среднем от 16 до 20.

4. Приёмник Telit SL869 выполнен на том же чипе что и L16 и имеет аналогичное качество трека. Оценка 7

5. Ublox LEA 6N, не смотря на то что испытывался в режиме ГЛОНАСС, показал лучший трек. Видны все маневры на дороге. Если бы не один глюк при старте, была бы твердая девятка.
Оценка 8

Некоторые примеры:

Запаздывание курса на Нависе
image

image

image

image

Пробелы в данных MGGS2217 (ежесекундная детализация)
image

image

image

Надеемся, что представленные материалы помогут уважаемым пользователям Хабра. При этом, мы напоминаем, что обзор лишь отражает наши результаты тестирования, и не является истиной в последней инстанции.
Автор: @scoutgps
ГК «СКАУТ»
рейтинг 14,78
Реклама помогает поддерживать и развивать наши сервисы

Подробнее
Реклама

Похожие публикации

Комментарии (27)

  • +8
    Можно несколько замечаний по методике тестирования и представлению результатов?

    1. Спутниковые снимки «из Google» не могут быть сами по себе эталоном, потому сравнивать с ними — некорректно: они могут иметь и постоянное смещение, и локальные искажения, связанные с несовершенством цифровой модели местности, примененной при их ортотрансформировании. В идеале следует сравнивать все же с измерениями, которые сделаны приемником более высокого класса.

    2. Если на скриншотах видны timestamp'ы точек, идущие не через секунду (как их выдает сам приемник), а с куда большими промежутками времени, то это свидетельствует об использовании фильтрации или усреднения трека. (О том, чему именно соответствуют стрелки на последнем скриншоте, например, в тексте не сказано.) Если это так, то для сравнительного тестирования это недопустимо, потому что происходит двойная фильтрация (первая — фильтр Калмана в самом приемнике) с неизвестными параметрами.

    3. Параметры и даже тип антенн не оглашены. Также остаются сомнения относительно единообразия условий приема — фото места установки антенн отсутствует.

    4. Справедливости ради, для приемников Ublox есть разные firmware, которые существенно различаются (некоторые даже фазовые измерения выдавать умеют...), данная тема как-то не раскрыта совершенно.

    5. Из текста не совсем ясно, проводились ли замеры, приводимые в качестве иллюстрации, в одно время или в разное (скажем, в случае теста «проезд под эстакадой»)

    Ну и подводя итог — в конечном счете, полученная разница — результат различных настроек фильтра Калмана, вшитого в сам приемник, а также различного качества элементной базы и сборки разных образцов. А некоторые результаты могут быть чистой случайностью, обусловленной минимальной разницей в установке антенн или положением спутников в разное время.
    • 0
      «На каждом автомобиле одновременно было установлено от 2-х до 6-ти терминалов с разными приемниками. ГЛОНАСС/GPS антенны были расположены в салоне в одинаковых условиях. Питание всех терминалов также обеспечивалось из одной точки, чтобы сравнение было максимально корректным.»
      • +2
        Читать я умею.
        Из фразы «одновременно было установлено от 2-х до 6-ти терминалов» не следует, что приведенные треки снимались даже одной и той же машиной.
        А фото с шестью антеннами говорило бы лучше, чем слова «расположены в салоне в одинаковых условиях», потому что шесть хороших антенн расположить совершенно одинаково принципиально невозможно — их габариты просто этого не позволят.

        Хотелось бы верить авторам теста на слово, но серьезные тесты не зря всегда снабжают подробным описанием методики и инструментов.
        • 0
          Спасибо за замечания и советы. Изначально тестирование делалось для себя и поэтому не фотографировали антенны и как все установлено. Потом, когда собрали все и проанализировали, решили поделиться информацией на Хабре.

          На идентичных скриншотах видны треки с одной поездки одного автомобиля с сколькими трекерами. Мы специально отобрали именно нехорошие участки треков, т.к. 99% времени все ОК. Ваши сомнения очень уместны и для принятия решения советую проводить такое сравнение в своих условиях эксплуатации. Еще разные прошивки чипов могут влиять на результат в сложных условиях, так что возможно чере месяц рейтинг уже изменится.
          • 0
            Я почему вот спросил про «проезд под эстакадой», например: когда диаграмма направленности антенны ограничена препятствием (антенна в салоне автомобиля) до половины полусферы, поворот на 90º легко приводит к резкому изменению видимого созвездия спутников, от чего не только EPE резко ухудшается, но и фикс с 3D легко сваливается до 2D. А там так и было. Но при этом один приемник честно нарисует улетевшую точку, а другой, благодаря более агрессивной фильтрации, соврет. Как именно — зависит от скорости. Ниже определенной — нарисует красивую кривую, будто и не терял ничего. Выше определенной — нарисует «занос», будто машину вынесло из поворота, а потом водитель вернул ее на дорогу. Истинное положение вещей (кто неудачно соврал, кто соврал удачно, а кто — честно признался в потере точности) будет видно, если наложить на трек график HDOP или EPE/HPE, а также данные о числе спутников, участвующих в решении задачи поиска координат.

            Это еще одна деталь, которая отличает действительно детальное сравнение от традиционных для любительских форумов «сравнений настроек Калмана».
            • +1
              Спасибо за ваши комментарии. Так сложилось, что наших заказчиков интересует не «истинное положение вещей» без учета фильтра Калмана, а что бы «машинки через дома не летали». Поэтому и проводили реальную обкатку и выводы делали операясь на повторяемые аномалии на треке на скольких приборах.
              • 0
                Супер, наконец озвучена реальная цель сравнения. Без всякой иронии — это ценно.
    • 0
      Знаете ли вы что-то про дешёвые приёмники с фазовыми измерениями? Хотелось бы очень точно писать пешие треки.
      • +1
        Для того, чтобы получать более точные измерения, одного приемника будет недостаточно. Ознакомиться с неким количеством информации по этой теме можно тут forum.openstreetmap.org/viewtopic.php?id=9451 но готовых решений там не описано, только эксперименты.
      • 0
        Для фазовых измерений нужны приемники, выдающие сырые данные. Насколько мне известно, LEA 6N (в отличие от 6T) сырые данные не выдает. Но модель 6Т, вроде, значительно дороже.

        Если кто знает о недорогих моделях с сырыми данными, отпишитесь. Очень интересно.
        • 0
          Тот же NV08C выдает.
          • 0
            Отличная новость
    • 0
      Moskus Молодец! Точно по пунктам все ошибки аргументированно указал, без плеваний через губу. Пример для подражаний на Хабре. От себя хочу добавить, что любой грамотный технический специалист при описание обзора устройства с получением радио-сигнала всегда обязан указать характеристики антенны и ее расположение при получение сигнала. Только тогда можно быть хоть как то объективным. Далее, сравнение полученных координат без эталонна является бредом по определению. Не указывается какая использовалась система координат(Меркаторская проекция???).
      После прочитанного у меня сложилось мнение что статья мало того что написана НЕ СПЕЦИАЛИСТАМИ, так ЯВЛЯЕТСЯ ЗАКАЗНОЙ. Для продвижения так называемого ГЛОНАСС в массы, с целью продажи. Я детально изучал это тему. ГЛОНАСС на самом деле является фикцией, из-за того что на самом деле наши специалисты не смогли нормально обеспечить синхронизацию времени на спутниках ГЛОНАСС между собой, кто не понял насколько это важно почитайте принцип работы навигационных систем. И тогда получается точность ± 80 м и более. И для того что бы решить проблему было найдено гениальное решение, выпускать сразу чипы с GPS/ГЛОНАСС. А как это работает внутри известно только производителям. Вдумайтесь, если ГЛОНАСС такой хороший и отличный, то зачем мне еще наличие GPS который «заточен» на более южные широты из-за того что сама страна(США) ближе к экватору находится и сфера интересов там. Тем более это выглядит глупо для военных, потому что США могут в любой момент отключить частоту GPS для гражданского применения.
      • 0
        Обратите внимание на результаты Ublox, который тестировался в режиме «только ГЛОНАСС».
        • 0
          Но это швецарский комбинированный приёмник GPS/QZSS/GLONASS, модификация базового GPS приёмника,
          OK допустим, что данные с GPS спутников не брались
  • +1
    А можете подсказать, вы не смотрели, какой смартфон лучше пишет треки и сильно ли они хуже, чем специализированные устройства?

    Пробовали ли вы чипы с фазовой информацией и небольшим постпроцессингом? Вы же можете стационарные станцию для поправок поставить сами…
    • 0
      Смартфоны в любом случае пишут треки хуже, так как хотя в них и может быть использована та же электроника (чипсеты), но антенны там совершенно рудиментарные, а условия их размещения в корпусе все еще усугубляют.
      • 0
        Не согласен с вами. Если в телефоне стоит нормальная керамическая антенна, то точность будет явно не низкая. К примеру когда я только включаю GPS сразу же(не более 1 сек) находит на открытом пространстве 6-8 спутников, что очень радует. Координаты находит за 9-12 с. Указанное замечания особенно по фильтрации сигнала очень существенное. Особенно это касается в случаях при переотраженях. При прогуливания вдоль много этажных зданиях с Garmin vista начинает лихорадочно «кидать» в стороны, иногда до 100 м. При использовании телефона такого не наблюдается, трек ровный четкий вдоль здания, хотя модуль GPS у него явно слабее. Но зато есть фильтрация сигнала и программная логика коррекции в случае помех.
        • 0
          Если вы говорите про Garmin eTrex Vista, самый первый, то вы бы еще современный смартфон сравнили с Sony Pyxis или Magellan Trailblazer… Между ними — технологическая пропасть и тут даже возражать нечего — это все равно что сравнить мушкет и современный пистолет калибра .22 — ружье и пистолет — в разных «весовых категориях», но технологии на столько различны, что новое превосходит старое в любом случае.

          Если что-то посвежее (та, что с индексом H или HCx) — тогда см. мой комментарий про фильтр Калмана, почему так происходит. В том числе, я там уже сказал, что форма треков не может являться показателем качества приема, и объяснил, почему.

          Насчет «слабее» — неверное предположение, в смартфонах — современные ресиверы (в т.ч. интегрированные в SoC), которым для нормальной работы как раз полноразмерной антенны и не хватает. Ее отсутствие компенсируется высокой чувствительностью порядка -160dBm, позволяющей собирать любой сигнальный «мусор» и очень агрессивной фильтрацией.
        • 0
          Хороший у вас телефон. У меня вот с нокиями опыт куда печальнее: n810 спутники может искать по полчаса и дольше, а n9 так вообще пока ни одного ни разу не увидела. :-(
          • 0
            У меня китайский телефон на Android 4.0 — STAR i93. Вот ссылка на внутренности с керамической антенной.
  • –1
    картинки не видны!
  • 0
    По-моему, очень не хватает комментариев к множеству скриншотов.
  • 0
    Судя по финальным оценкам (7 и 8), приёмники не отличаются друг от друга. Точнее, минимально отличаются. В расчет взяты либо приемники одного класса, либо параметры рассмотрены не сильно влияющие на их отличия. Несмотря на исходные данные, итоги статьи получились по типу «искусство ради искусства». А каковы были цели исследования?
  • 0
    Цель указана в моем комментарии повыше. Действительно, отличия не значительные, но лидеров выявить нам удалось.
  • –1
    Похожее обсуждение, кстати, было на форуме. Но, конечно. по научности оно не может соперничать со статьей)
  • 0
    не планируете ли новые исследования? интересно, что это за зверь

Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

Самое читаемое Разработка