Comparativa entre el GPS Bluetooth Holux GPSlím 236 (con Sirf Stra III) y el GPS Bluetooth SysOn Plus (con chip Sirf Xtrac II)
El propósito de este documento es múltiple
valorar el nuevo Sirf Star III, que según su fabricante aporta al mundo del GPS un chip de alta sensibilidad y elevada precisión
Comparar este chip con un chip de alta sensibilidad
mostrar cómo los ingenieros que desarrollan los programas de los chip pueden procesar la información que los receptores pueden darnos
Para ello, comparo el Holux GPSlím 236 con el SysOn GPS Plus
Los dos GPS siguen las especificaciones Bluetooth estándar. En las pruebas que he realizado, ambos están conectados al mismo tiempo a mi ordenador portatil, un Dell Latitude D800 al que le he colocado un maravilloso lapiz Bluetooth-USB de Conceptronic (muy recomendado por otra parte).
Abro dos instancias SIMULTÁNEAS del programa SAWatch, que permite valorar la precisión en las posiciones. Coloco los dos GPS uno al lado del otro, separado solo por unos 15 centímetros. Uso el COM10 con el GPS Holux. Y uso el COM5 con el GPS SysOn (el número de puerto COM me es indicado por el programa BlueSoleil que gestiona las conexiones Bluetooth de forma automática).
Es importante destacar que las señales de ambos GPS están siendo adquiridas por mi ordenador al mismo tiempo. Se están usando los mismos satélites y las mismas efemérides (señales que permiten posicionarse al GPS). Ambos equipos emiten sentencias NMEA estándar a 19200 baudios (invariables en ambos casos porque es el máximo permitido por SAWAtch en los ajustes y configuracion que he usado) y con el datum WGS84. El manual del SysOn indica, sin embargo, que ha de usarse 38400 baudios (??)
No empiezo a capturar datos hasta que han pasado 20 minutos desde la primera adquisición de datos. He esperado que los equipos adquieran el Almanaque, y que se hayan estabilizado a la hora de dar las posiciones que toman. Hay una buena visión del cielo, aunque hay un edificio que al noreste, puede hacer sombra a algún satélite.
Y antes de empezar un preámbulo. Vereis que describo si estos equipos son o no compatibles con el sistema SBAS. Para que no os perdais en la disucsión, sólo comentaros que el sistema SBAS (llamado WAAS en América, EGNOS en Europa y MSAS en japón) es un sistema que permite a los receptores mejorar notablemente la precisión de las posiciones porque se pueden corregir los errores que se cometen. Acceder a este FAQ sobre el WAAS si quereis saber algo más de este sistema. En el sistema EGNOS, actualmente implementándose en Europa, se ha observado que se puede obtener precisiones, a tiempo real, inferiores a 1 metro, pero rondando ese metro..., no más preciso..
Notas: En las imágenes de abajo, veis:
unos círculos concentricos con una numeracion en la parte derecha, que indican el diametro de esos círculos (0,5; 1; 1,5; 2 y 2,5 metros)
veis otros círculos más pequeños con una nuemeración que corresponden a los satélites. Esta información es ofrecida por las sentencias NMEA emitidas por los correspondientes receptores GPS. Cuando el círculo está hueco, es que la señal de ese satélite no está siendo adquirida o procesada por el equipo. Cuando el fondo es gris, es que si se están usando las efemerides de ese satélite en particular.
En el video, veis un círculo amarillo y uno morado que están continuamente moviéndose. El círculo amarillo indica en su centro (que se marca con un punto azul) la última posición adquirida por el GPS. El círculo morado muestra la posición que corresponde al promedio de todas las posiciones adquiridas por el equipo.
Arriba teneis un video con el estudio de las señales adquiridas por el Holux, y debajo, por el SysOn Plus. El Holux tiene el chip considerado más moderno del mercado actual, el Sirf Star III de altísima sensibilidad (coge señales dentro de edificios) y precisión (según el fabricante). El SysOn tiene un chip desarrollado anteriormente, el Sirf Star IIe/LP Xtrac (también llamado Xtrac II), de elevada sensibilidad también.
En los manuales, no veo por ningún lado que alguno de los dos sea compatible con el sistema SBAS (WAAS-EGNOS-MSAS). Tampoco veo en la información de los satélites que se esté usando el satélite 33, que es uno de los satélites WAAS. Eso me confirma que no se está usando el sistema EGNOS europeo en ninguno de los dos equipos
Se indica que el Holux en un receptor capaz de adquirir hasta 20 satélites en paralelo, mientras que el SysOn adquiere 12 satélites.
Si os fijais en estas imágenes, estoy seguro que pensareis quel GPS SysOn, con el "antiguo" chip Xtrac II, es mucho mejor que el Holux con el nuevo Sirf Star III, ya que en el Holux se está creando una dispersión de puntos (de posiciones adquiridas por el receptor) monumental, extendiéndose hasta el círculo exterior de 2,5 metros, mientras que con el SysOn los puntos se concentran en posiciones más discretas, incluso en el círculo central de 0,5 metros, lo que en principio puede indicar que tiene más precisión.
Pues a ver si os convenzo de que eso no es así, sino todo lo contrario...
El video es algo largo, y ya muestra lo que quiero mostrar
Abajo teneis una imagen de lo que pasó un poco mas tarde (el programa muestra los números de puntos tomados, y éstos se toman una vez por segundo. Hay 1720 puntos, pues han pasado poco más de 28 minutos..
Parece que el SysOn sigue siendo el mejor, ¿ verdad ?
Algunas notas y comentarios:
Por un lado no veo (de nuevo) que tener más de 12 satélites, como es el caso del Holux, sea una ventaja actualmente, porque como ya he descrito en mis páginas, en el 90% del tiempo se van a obtener 8, 9 y hasta 10 satélites como máximo. Las posibilidades de obtener 12 satélites simultaneos, es inferior al 0,01%. Habrá que esperar, sin embargo, si la prometida interoperatividad entre el sistema GPS americano (el actual) y el futuro Galileo (el sistema europeo que a estas alturas ya ha enviado un satélite al espacio), nos proporcionará alguna ventaja adicional al ser capaz de sobredeterminar una posición por usarse muchos más satélites. Pero para eso hay que esperar a que se pueda saber si estos equipos recibirán y procesarán las señales Galileo. Si es así, pues tener mas de 12 satélites si sería una ventaja, aunque estoy seguro que el día que fuera así, veríamos que la mejora desde luego no sería sustancial. A mi me gusta decir que cuando un cliente ve que un equipo tiene 20 canales y otro 12, pues que pudiera ser preferible comprar el de 20 canales. Pues ya veis que no, que no hacen falta más canales. A estas alturas, la inclusión de un receptor con muchos más de los 12 canales es para mi una operación de marketing más que otra cosa.
Me vuelve a soprender la (inicial) y altisima precisión del SysOnChip comparada con la del Holux, en la que las posiciones se concentran en sitios discretos con radios muy pequeños. Aquí si quisiera hacer algunos comentarios.
El Holux, indudablemente, no es compatible con el sistema SBAS actualmente implementado, ya que el SBAS europeo (que se llama EGNOS, o WAAS en América), tiene unas especificaciones que permiten a un GPS obtener precisiones por debajo de 1 metro, y este equipo vemos que crea una dispersión de puntos estándar, en la que en el 95% del tiempo, la precisión que se observa es inferior a 2,5 metros.
La elevada precisión del SysOn pudiera indicar que si es un equipo compatible con el sistema SBAS. Si no, ¿cómo se explica que las posiciones estén tan concentradas y sean tan discretas?. Pero os recuerdo dos cosas. Una es que de la información que las propias sentencias NMEA ofrecen los mismos receptores, no se ve que los satélites SBAS se estén usando. La otra cosa es que las especificaciones oficialmente comprobadas por los que están probando el sistema EGNOS demuestra que la mejora en la posición se circunscribe en un círculo inferior a 1 metro, pero no menos. El equipo SysOn excede, y con mucho, las especificaciones del propio EGNOS.
Además, fijaros en una cosa importante también. En la forma de la nube de posiciones que se ha creado en el SysOn. La dispersión de puntos no es aleatoria, como se debe esperar de un GPS. Sino que forma un rectángulo. Sospechoso, muy sospechoso, lo que me ha hecho extender la prueba con el SysOn (el resultado lo vereis más adelante).
Mis conclusiones (aunque seguiré aportando más información):
La precisión normal de un equipo actual de 12 canales paralelos no compatible con el SBAS es la que se revela en el Holux. En el 95% del tiempo, se obtiene a tiempo real una precisión inferior a la de un círculo de 2,5 metros. Yo tengo claro una cosa. A mi me parece que el Holux es un equipo SINCERO. Dice exactamente lo que las efemerides y los pseudorangos de los satelites son capaces de proporcionar a un equipo GPS monocanal, que es incapaz de corregir las intereferencias debidas al paso de las señales por la ionosfera. Lleva la precisión a la frontera real de las limitaciones que esta tecnología tiene.
¿Cómo interpreto yo la elevada precisión del SysOn?. Pues una cosa tengo muy clara. Para mi, no es una precisión real (o sincera). Para mi es muy sospechoso que sea tan pequeña (muy inferior a la de un círculo de 0,5m), porque se positivamente que estas precisiones no se consiguen ni usando el sistema EGNOS, ni con un sistema de DGPS a tiempo real (el sistema Rasant), que es dificilmente conseguido mediante un sistema de DGPS postproceso, y que es dificil de conseguir también usando GPS profesionales de doble canales que valen varias decenas de miles de euros.
Más sospechoso aún ha sido el rectángulo que se crea en la nube de puntos que se forma con las posiciones adquiridas por los equipos. ¡Tiene una forma rectángular !
Estos detalles,, me han terminado de convencer de que se está manipulando la posición que aporta el GPS a través del programa creado por los ingenieros y que se "escupe" a través de las sentencias NMEA (que al final, es lo que se procesa por todos los programas tanto en un PC como en una PDA, llámese SAWatch, TomTom, o el que sea). Me explico mejor.
Es física y materialmente imposible que se consiga una precisión tan elevada como la que veis en el SysOn porque éste es un equipo monocanal que recibe solo las señales del canal L1 emitido por los satélites y por tanto es incapaz de corregir los errores que se cometen al pasar las ondas por la ionosfera). Los errores del paso de la ionosfera ya representan de por si, la mayor parte del error de los 2,5 metros que observais.
Sin embargo, si es muy facil que un ingeniero, o un programador, cree un programa interno que haga lo siguiente (y es una suposición, porque se puede hacer de muchas formas alternativas). Si el equipo detecta que no te estás moviendo, se puede interpretar que la posición no debería variar. Eso está claro. Y si en estas circunstancias, cuando no te mueves, el GPS te indica que estás a 1 metro de una posición anterior tomada uno o pocos segundos antes, el programa aplica un filtro (o una formula matemática para decirlo más claro) que dice que no, que no te separes más allá de un circulo de 0,2 metros porque si no te estás moviendo como vas a estar 1 metro más allá un segundo mas tarde. De la aplicación de ese filtro o fórmula matemática se desprende que la nube de puntos tenga una forma rectangular.
Eso se llaman filtros Kalman, y esto en realidad está muy mal explicado y no es totalmente exacto. Pero si que trato de ser didactico al hacerlo asi.
Mientras escribo todo esto, he dejado que el SAWatch siga obteniendo información del SysOn. Y fijaros cual es el final, que es solo unos 35 minutos más tarde (la imagen puede ser muy grande, asi que meterle mano a la barra de desplazamiento. Debeis mirar la distribución de cuadrados azules que son las posiciones indicadas por el GPS.
De esta prueba se desprende que el SysOn es mucho menos preciso que el Holux. En el Holux, las posiciones se circunscriben en un círculo de 2,5 metros. En el SysOn las posiciones se han alejado mucho más allá, aunque eso si, cada vez que "pega un salto", se empeña en dar posiciones "cuadradas" donde quiera que haya decidido que está en ese momento. No olvideis que el GPS no se ha movido un apice (ha quedado estático, quieto) durante todo el ensayo.
Parte de mis conclusiones son las siguientes. El Sirf Star III es un pedazo de equipo como la copa de un pino. Tiene una sensibilidad asombrosa, y sin emabrgo mantiene la misma precisión que un equipo normal, No me extraña en absoluto que a partir de la construcción de este chip, empresas como Garmin han empezado a usar este chip en sus equipos mas modernos (como el Nüvi, los nuevos CX o CSX que van a venir al mercado pronto, etc). Es que los chips anteriores de Sirf no tenían la calidad adecuada, era mejor usar un chip con menos sensibilidad pero que al menos fuera preciso. Ahora, con el Sirf Star III han combinado lo mejor de dos mundos. ¡¡ Aleluya con el Sirf !!
¿Se puede mejorar aún más la precisión?
Si. SI se usa un equipo compatible con el sistema SBAS. Pero eso lo voy a probar en otra ocasión. Esperad a que tenga un poco de tiempo para hacerlo, pero lo será pronto..
