Validazione MTK3339 (2)

Continuando il discorso del precedente post, e' stata fatta un prova mettendo l'antenna in misura su un tetto per un periodo di circa 9 ore (dalle 21:36 alle 06:39 del giorno successivo) per un totale di circa 24400 misure

Il sensore era attivato per cicli di 10 minuti e poi spento per 1 minuto (non avendo batteria tampone l'MTK3339 di fatto era costretto ad un riavvio a freddo ogni 10 minuti)

Delle misure 

19997 dati sono stati ricevuti con Fix Quality = 1

4393   dati sono stati ricevuti con Fix Quality = 2 (DGPS WAAS)

455     misure con visibilita' di 11 satelliti

3585   misure con visibilita' di 10 satelliti 

5039   misure con visibilita' di 09 satelliti

10067 misure con visibilita' di 08 satelliti

4597   misure con visibilita' di 07 satelliti

645     misure con visibilita' di 06 satelliti

E' abbastanza evidente che la nuvola dei punti e' molto sparpagliato in particolare nell'asse NE-SW

Mediando pero' la nuvola dei punti le misure diventano decisamente piu' ordinate

Organizzando invece i dati in blocchi da 10 minuti (circa 580 misure, come detto ogni 10 minuti il GPS veniva spento e resettato) i dati medi peggiorano nettamente come dispersione

Quindi la misura dipende fortemente dal numero di dati che contribuiscono alla media e sembra essere molto meno influenzata dal numero di satelliti osservati

Mettendo insieme tutte le misure (plottate con Octave visto che 22.000 punti su Google Earth non vengono gestiti) il risultato e' il seguente

Ovviamente il dato in quota e' quello peggiore e non e' di nessun utilizzo pratico (se non una valutazione indicativa della quota)

La quota media e' stimata in 177.1 +/- 6.5 m
Dividendo in funzione del numero di satelliti acquisiti la quota media e' di

07 satelliti : 179.1 +/- 5.5 m
08 satelliti : 174.3 +/- 5.5 m
09 satelliti : 179.6 +/- 5.2 m

10 satelliti : 181.7 +/- 7.8 m

11 satelliti : 183.8 +/- 0.1 m

Il sistema GPS era collegato ad una trasmittente Xbee ed una batteria Lipo per l'alimentazione
La trasmissione radio ha inviato 24400 stringhe di dati con sole 6 stringhe malformattate e quindi scartate

Con cicli di 10 minuti di misura (GPS e XBee accesi) ed un minuto di pausa (GPS e Xbee spenti) il consumo della batteria e' stato sostanzialmente costante su valori di circa 0.03 V/ora.
Il limite a cui il sistema entra in crisi e' indicativamente posto a 3.6 V

Validazione MTK3339

Continua lo studio sull'MTK3339, il sensore GPS montato su Adafruit GPS Breakout.
Questa volta e' stato messo a confronto con GPS Leica 1200 Differenziale

La procedura prevedeva di misurare due punti, distanti 1 m misurati con rotella metrica, e vedere come si comportava l'MTK3339 (che era configurato con AIC e WAAS abilitati)

Questi sono i dati dei punti ripresi dal Leica. Si nota che l'errore e' dell'ordine dei centimetri

L'acquisizione della posizione dell'MTK3339 e' stata fatta acquisendo circa 1300 misure (circa 25 minuti di acquisizione) e mediando il baricentro delle misure

Punto 1
Per la prima posizione la nuvola dei punti e' piuttosto ristretta attorno al punto medio

Utilizzando la formula della distanza tra due punti su una sfera date le coordinate in lat/lon (in inglese e' harvesine formula mentre in italiano diventa la formula dell'emisenoverso) espressa da

Da Wikipedia vedi la pagina originale per la descrizione dei simboli

(Attenzione: la formula introduce l'ipotesi lavorare su una sfera e non su un'ellissoide per cui deve essere introdotto il corretto valore del raggio terrestre per la latitudine di interesse)

si ha che nella prima posizione la nuvola dei punti la distanza media della nuvola dei punti dal punto medio e' di 1.2 m con una standard deviation di 0.45 m. I dati quindi sono molto stretti intorno al punto centrale con una ellisse dell'errore molto ristretta.

Punto 2
Nella seconda posizione, per motivi ancora da chiarire, la nuvola dei punti e' piu' dispersa con distanza media dalla posizione media di 1.8 m ed una deviazione standard. di 1.4 m

A differenza del caso precedente si vede che il punto medio non e' contenuto ma contornato dalla nuvola dei punti


Mettendo a confronto le posizione relative viste dai due GPS si osserva che i punti dell' MTK3330 sono distanti rispetto al punto vero (o meglio piu' preciso) misurato dal Leica ma la distanza relativa e' simile

Calcolando la distanza tra i due punti misurati con il Leica la distanza e' chiaramente molto prossima ad 1 m (0.9 m per la precisione) mentre la distanza tra i due punti medi e' di 1.6 m (a fronte del valore vero di 1 m)

La misura dekk'MTK non e' precisa ne' accurata rispetto al valore di riferimento ma il valore medio puo' essere utilizzato in modo significativo per la precisione al metro

Pseudo ologramma con Android

Questa cosa e' stata ripostata mille volte su Internet nell'ultimo mese ma vale la pena provarlo direttamente perche':

1. L'effetto e' decisamente piu' divertente visto dal reale che dai video di Youtube
2. E' da fare insieme con i bambini

Si parte costruendo un tronco di piramide con le facce trasparenti e senza basi come nelle istruzioni riportate a questo link usando la copertina trasparente di un CD

Un po' di attenzione: c'e' la seria possibilita' di farsi male. Per tagliare la copertina del CD si deve fare molta forza sul taglierino e la superficie e' insospettatamente scivoloso. Basta poco a farsi scappare la mano. E' anche abbastanza difficile fare tagli dritti

Il tronco di piramide deve essere posto al centro dello schermo del telefono

Si deve scegliere su Internet un video Youtube che permetta di visualizzare l'ologramma. Ho trovato questo video (anche perche' e' il piu' vario)

e qui si capisce il trucco. Ci sono 4 animazioni contemporanee, una per ogni angolo di vista
Per una migliore visione si deve scegliere una stanza buia e mettere la luminosita' dello schermo al massimo

A questo punto, per omaggiare Guerre Stellari, e' necessario provare un ologramma della Morte Nera (Death Star) come e' stato visto nel primo film della serie

Immagine dal film

La qualita' e' quella che e' (ovvero pessima) ma quando ero bambino non mi sarei mai sognato di poterlo fare in casa

Wine su Mac con Homebrew

Questo riepilogo non è disponibile. Fai clic qui per visualizzare il post.

Sharp ElsiMate EL-5809 e regolo calcolatore

Per la modica cifra di 10 euro il mio museo di strumenti di calcolo ha avuto due nuovi ingressi
Una Sharp ElsiMate EL-5809 in condizioni perfette con scatola, libretto e custodia (si parla di un oggetto del 1978)

ed un regolo calcolatore tascabile con manuale di istruzione in cui e' riportato l'utilizzo per rilievi tachiometrici (il libro e' del 1940, il regolo dovrebbe essere degli anni 60)

Lighttable editor

Sono stato un utente di CODA, fino a quando ho potuto usarlo licenziato. Adesso pero' sono costretto a trovare un degno sostituto

Per aprire file in modo rapido (ovvero non usando la combinazione Cmd+Shift+O) si puo' usare il Workspace. Per abilitare tale modalita' si preme CTRL+SPACE) e si seleziona Workspace: Toggle Workspace Tree, a questo punto si apre un pannello sulla destra in cui clicccando destro si puo' selezionare
la directory in cui sono contenuti i file del progetto HTML
Un'altra soluzione e' quella di usare CTRL+SPACE e digitare Navigate: Open Navigate

Una volta aperto il sorgente si puo' splittare lo schermo in due porzioni con la combinazione CTRL+SPACE e selezionando Tabset:Add tabset. A questo punto lo schermo si divide in due lasciando una porzione libera a destra. Per visualizzare il browser della pagina html aperta si clicca CTRL+SHIFT+ENTER

Il browser si apre nel settore sinistro..basta prendere il tab dal titolo (nella parte superiore dove compare il nome del file) e trascinarlo a destra. Si avra' cosi' la visione affiancata tra il sorgente ed il browser

Se si modifica la pagina sorgente a sinistra e' sufficiente premere CTRL+ENTER per vedere l'aggiornamento nella parte sinistra

Puo' essere utile aprire nella parte bassa la console in modo da visualizzare eventuali errori. Questa operazione si effettua con CTRL+SPACE e Console: Toogle Console

Altri comandi
CTRL+SEGNO MENO : Zoom out
CTRL+F : Find
CTRL+SHIFT+TAB : cicla fra i tab di uno stesso tabset
CTRL+W : chiude il tab attuale
CTRL+numero : vari al tab numero..


Attenzione : su Mac la combinazione Command (CTRL+SPACE) e' gia' mappata per aprire Spotlight. Dato che non la uso mai ho disattivato lo shortcut dalle Impostazione di Mac/Tastiera/Abbreviazioni

GPS : L1, L1+WAAS, L1+Raw, L1+L2

In questo post vengono riassunte un po' di esperienze su vari tipi di posizionamento GPS con antenne di costo medio e basso (dove per antenna si intende l'accoppiamento della ricevente piu' l'orologio interno al sensore)

(nella figura i risultati di una prova; in giallo i due punti medi di una acquisizione con Garmin 12 XL in modalita' Raw con la sua area di errore in rosso, in blu i dati del Garmin 12 XL in modalita' NMEA e in verde l'area di un MTK3339 in modalita' non WAAS; l'andamento a griglia deriva da una interpolazione delle cifre significative del dato)

Antenna L1 : i ricevitori con antenna L1 (1575.42 MHz) si trovano comunemente per cifre comprese tra i 10 ed i 20 euro. Hanno una connessione seriale con in uscita stringhe in protocollo NMEA e non hanno nessun tipo di correzione. I dati non possono essere post-processati perche' il dato NMEA puro non puo' essere post-processsato in quanto gia' derivante da un algoritmo di calcolo interno al ricevitore che varia da antenna ad antenna e da produttore a produttore. Il sensore MTK3339 senza la correzzione WAAS attivata ha una ellisse degli errori (espressa come standard deviation) pari a circa 3.5 m in Latitudine e 7.5 m in Longitudine (vedi paragrafo successivo per confronto)

Antenna L1 + WAAS : una versione migliorata di un sensore L1 (ma sempre con i limite della non possibilita' di fare post-processing) e' quella che implementa la ricezione dei segnali di correzione (EGNOS per noi europei, WAAS per il Nord America). In caso di funzione WAAS attivata il sensore MTK3339 (Adafruit GPS Breakout) mostra una ellisse degli errori pari a 1.88 m in Latitudine e 0.61 m in Longitudine. Il costo sale verso circa 50 euro. Attenzione : questo dato viene espresso come standard deviation attorno al punto medio e non come nel caso successivo come Sigma95%. Se si osserva la nuvola dei punti la dispersione dei punti e' molto ampia al pari del caso precedente

Antenna L1 + Raw data: in questo caso l'acquisizione non prevede solo la trasmissione delle stringhe NMEA ma anche i dati di pseudorange. Tali dati possono essere post processati e si ha un incremento notevole della precisione. Lo stesso sensore (Garmin 12 XL) fatto lavorare in modalita' NMEA ha mostrato una ellisse degli errori di circa 7 m per asse. In modalita' raw data, con acquisizione corta ovvero inferiore ai 10 minuti non si ha un reale miglioramento della distribuzione dell'errore con assi dell'ellisse intorno a 5-6 m; passando ad acquisizioni piu' lunghe, ovvero oltre l'ora, sono stati misurati errori di 1.2 e 1.1 m rispettivamente su Latitudine e Longitudine. Il costo di un ricevitore L1 con possibilita' di Raw Data parte da 80 euro per andare su qualche centinario di euro

Antenna L1+L2 : e qui, come ho trovato scritto su un forum, bisogna vendersi un rene per fare misure GPS in doppia banda L1 + L2 (1227.60 MHz) perche' i costi vanno verso le migliaia di euro (diciamo a partire da 5000 euro). Il posizionamento e' pero' di estrema di precisione ovvero al centimetro con tempi di acquisizione di qualche decina di secondi

A costi ragionevoli l'unica strada percorribile sembra essere quella di usare un sistema L1+Raw con post processing:

Ho fatto una prova eseguendo in due giorni differenti con lo stesso ricevitore una acquisizione di circa un'ora e 20 minuti

I risultati sono stati
Acquisizione 1 : Lat 43°50'0.5968" +- 2.195 m  Lon 11°18'37.9074" +-1.248 m
Acquisizione 2 : Lat 43°50'0.6584" +- 1.219 m  Lon 11°18'37.7559" +-1.149 m

Si vede che l'area dell'errore (calcolato come 95% Sigma) e' molto modesta. Andando a calcolare pero' la distanza in metri tra i due punti si osserva che e' di circa 4. Considerando l'ellisse dell'errore le due misure, peraltro vicine, non si sovrappongono. Quindi il metodo tende ad essere preciso ma non necessariamente accurato (non ho una antenna L1+L2 per verificare la posizione al centimetro)