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63 - ELETTRONICA OGGI 495 - GIUGNO/LUGLIO 2021 COMM GNSS Utilizzando invece la doppia banda la compensazione non è più necessaria: l’errore viene cal- colato e compen- sato direttamente dal ricevitore ricor- rendo alla proprie- tà dispersiva della ionosfera. In tabella 1 è riportato il con- fronto fra due siste- mi (Galileo) che fan- no uso di singola e doppia banda. L’utilizzo di più bande permette, inoltre, la possibilità di applicare degli algoritmi che rilevano e mitigano gli effetti dovute alle riflessioni (multipath) ad opera di strutture ed elementi vicini al ricevitore (Fig. 2). Le riflessioni, infatti, sono ricevute come degli ulteriori segnali provenienti dal satellite, presentano però dei ritardi, dovuti alla differente lunghezza del percorso, e delle rotazioni di fase. Correlando fra loro le diverse portanti è possibile mitigarne gli effetti. Accuratezza del time pulse Alla base di tutte le applicazioni timing vi è il segnale di time pulse (TP). Sebbene il più usato sia lo one pulse per second (1PPS), lo ZED-F9T fornisce due uscite di tipo time pulse indipendenti con frequenza configurabile da un minimo di 0,25 Hz a un massimo di 25 MHz, una accuratezza di 5 ns in configurazione assoluta, 2,5 ns in differenziale e uno jitter di ±4 ns. L’accuratezza della nostra applicazione di tipo timing sarà inevitabilmente limitata dall’accuratezza del segnale TP che abbiamo a disposizione. Vediamo quali sono le principali fonti di errore che affliggono questo segnale riassumendole in tre voci: Ritardo dovuto alla lunghezza del cavo dell’antenna Errore di quantizzazione impulso-impulso dovuto al generatore di segnale TP Errori legati all’incertezza della posizione dovuti, principalmente, a ionosfera e riflessioni al suolo Per ognuna di queste sorgenti di errore il modulo può contare su una strategia per la mitigazione degli effetti. Consideriamo la prima voce: se si ha la stima del ri- tardo legato alla lunghezza del cavo dell’antenna, può essere direttamente inserita nella configura- zione tra- mite il messaggio UBX-CFG-TP5. Avere una stima del ritardo introdotto dal cavo non è banale. Se lavoras- simo con singola frequenza, potremmo utilizzare il VF tipico del cavo fornito dal produttore, come esempio, prendiamo un’antenna collegata con un cavo RG174 lungo 3 m (antenna che sto usando per le prove), con- siderando un VF di 0,66, avremo un ritardo pari a: cable delay = L = 15 ns VF c per compensare il ritardo dovremo quindi inserire 0F nel campo antenna cable delay del messaggio UBX- CFG-TP5. Purtroppo, le cose non sono così immediate, come si è detto, il VF ha una sua validità nel caso in cui lavorassimo con una singola frequenza e non è questo il nostro caso, nella realtà spesso si ha bisogno di una strumentazione adeguata a effettuare una misura diret- ta del ritardo in fase di installazione. La seconda fonte, errore di quantizzazione o jitter, può essere trattata in post elaborazione, sfruttando il messaggio UBX-TIM-TP, che espone esplicitamente il valore del jitter in ps. L’ultima sorgente di errore è, come si è visto nel pa- ragrafo precedente, mitigata dall’utilizzo della doppia banda. Un ulteriore ritardo, che si somma ai preceden- ti, è dato dai sistemi di elaborazione propri all’applica- zione. Questo ritardo è generalmente caratterizzato da una componente fissa più un certo jitter: è possibile correggere la componente fissa tramite un ulteriore campo del messaggio UBX-CFG-TP5 messo a disposi- zione dal protocollo, lo user delay . Fig. 2 – Fonti di errore mitigabili con l’utilizzo della doppia banda (ionosfera e riflessioni) Tabella 1 – Confronto fra sistemi a singola e doppia banda (1 m ~ 3,3 ns) Sorgente Errore E1 (m) Errore E1 + E5a (m) Signal in Space Ranging Error (SISE) 0.67 0.67 Residual Ionospheric error 6 (5°) - 3 (90°) 0.08 (5°) - 0.03 (90°) Residual Tropospheric error 1.35 (5°) - 0.14 (90°) 1.35 (5°) - 0.14 (90°) Thermal noise, Interference, Multipath 0.69 (5°) - 0.63 (90°) 0.50 (5°) - 0.23 (90°) Satellite BGD error 0.30 0.00 Code-Carrier ionospheric divergence error 0.30 0.00 Total (1 error) 6.24 (5°) - 3.17 (90°) 1.59 (5°) - 0.72 (90°) (Fonte: Galileo Open Service, Service definition document, issue 1.1. Tab. 24 and 25. ©European GNSS Agency)