u-bloxのGPSモジュール2台のPPS信号を見てみる

GPSモジュールを2つ購入したので、 PPS信号を同時に測定してみました。3つキャプチャ画面を示します。 X軸は1区切り50nsです。

"キャプチャ1"

"キャプチャ2"

"キャプチャ3"

上記のような感じで、ちゃんと統計を取ることまではしていませんが、 見た目では最大でも70-80ns以内の差で収まっているようです。

当たり前ではありますが、 原子時計を搭載した衛星から送られてくる信号にそれぞれのモジュールが同期しているので、 かなり厳密に一致しているようです。時間差にジッタがあるのは、 モジュール内部のデジタル回路が動作するクロックまでは同期させていないからではないかと推測します。 それらのクロック周波数が、精度の限界なのかと思われます。

u-blox社のGPSモジュールを購入

u-blox社のNEO-6Mを搭載したGPSモジュールを購入しました。 (購入したらもう在庫が無くなっていました。後述の目的のために、もう一個AliExpressに発注しました)

早速、別途調達していたUSBシリアルコンバータと接続しました。

"接続"

電源もコンバータからとれるので便利です。自宅には半田コテさえ無かったので、こちらも 購入しました。我ながら呆れるほど下手くそです。

室内環境でしたが、あっさりと動作しました。まずはTeraTermでNMEAメッセージが出力されていることを確認しました。

次に、u-blox社のサイトから、サポート->評価用ソフトウェア->u-center Windowsとたどって、 u-centerというソフトウェアをダウンロードしました。こちらでNMEAメッセージを受信すると、いろいろ面白いです。

"u-center画面"

電波を受信できている衛星の番号や、それらの角度、もちろん現在位置などが確認できます。 Google Mapで現在位置を表示することもできます。

次に、GPSモジュールが出力するPPS信号の波形もオシロスコープで取得してみました。

"PPS信号"

当たり前ですが、1秒間に1回のパルスです。

もう一つ購入したGPSモジュールが到着したら、次の事を試してみたいと思っています。

  • 2つのモジュールのPPS信号を同時に観測し、どの程度の精度となっているのか調査する。
  • PPS信号をもとにして、製作した基板(1), (2)に搭載されているMEMS, TCXOの精度を調べる。

GPSモジュールって使い方によっては結構遊べそうです。