Ich habe das Adafruit-GPS nicht verwendet, aber GPS-Geräte geben fast immer die Zeit aus, nachdem das PPS-Signal gesendet wurde. Sie tun dies, weil das PPS-Signal normalerweise an das Timing des vom Satelliten kommenden Datenstroms gebunden ist (oder zumindest die meisten GPS-Geräte einen Modus haben, in dem sie gebunden sind). In diesem Fall wird das PPS genau zu dem Zeitpunkt gesendet, zu dem der GPS-Satellitendatenstrom angibt, dass eine UTC-Sekunde beginnt. Danach verarbeiten sie die Daten, bestimmen, wie spät es tatsächlich war, und leiten diese Daten weiter.

Einige GPS-Geräte verfügen über andere Modi, in denen das PPS nicht genau am Anfang einer UTC-Sekunde auftritt (was hilfreich ist Wenn Sie das PPS-Signal verwenden möchten, bevor Sie einen GPS-Feed haben, aber diejenigen, die ich gesehen habe, verwenden normalerweise standardmäßig das PPS, das oben in der Sekunde auftritt.

Wenn Sie den Zeitpunkt von kennen müssen Beim PPS müssen Sie einen internen Timer zwischenspeichern, wenn das PPS-Signal auftritt, und diesen dann mit den Daten des GPS verknüpfen, wenn es eingeht. Alternativ können Sie die GPS-Daten verfolgen, und wenn das PPS aktiviert ist, können Sie davon ausgehen es ist jetzt most_recent_gps_time_utc + 1 Sekunde .

Ich habe einen Dragino Lora / GPS Shield, der auf dem MT3339-Chipsatz basiert wird auch im Adafruit Ultimate GPS-Modul verwendet. Ich habe ein paar gemacht Experimente mit diesem Schild, um genau das zu beantworten Fragen. Meine Schlussfolgerungen stimmen mit den vorherigen Antworten überein, nämlich:

• Die ansteigende Flanke des PPS-Signals ist auf den Start einer UTC ausgerichtet zweitens (das wusste ich schon).
• Die in einem NMEA-Satz angegebene Zeit gilt für die steigende Flanke von den PPS-Impuls, der sofort preceded diesen Satz.

1. Wie vorgeschlagen habe ich sowohl das PPS- als auch das TX-Signal auf einem Oszilloskop erfasst in der Antwort von old_timer

Es gibt keine Möglichkeit, eine Nachricht zu einem bestimmten Zeitpunkt genau auszugeben.Die Genauigkeit wird durch den Impuls angegeben. Die Nachricht vervollständigt alle erforderlichen Daten (Tag, Stunden, Minuten usw.).

Das genaue Zeitsignal ist jedoch das PPS-Signal selbst

Soweit ich das beurteilen kann, wird der PPS-Pin zu Beginn jeder UTC-Sekunde 100 Millisekunden lang hochgezogen (unter der Annahme einer GPS-Sperre). Standardmäßig gibt das GPS Positionsinformationen mit 1 Hz aus, und die in den NMEA-Sätzen angegebene Zeit zeigt an, dass sie auch zu Beginn jeder UTC-Sekunde angegeben werden.

Die seriellen Daten werden nicht genau in dem Moment gesendet, in dem der PPS-Pin hoch geht, aber Sie müssen trotzdem einige Millisekunden warten, um den vollständigen Satz von NMEA-Sätzen zu erhalten. Unter Verwendung der Standardsatzeinstellungen und der Baudrate erhielt ich durchschnittlich 348 Bytes / s, was bei einer Baudrate von 9600 (9600 Bit / Sekunde) 290 Millisekunden dauern würde. Wie Cort sagt, tritt jede ansteigende Flanke des PPS-Pins bei "most_recent_gps_time_utc + 1 Sekunde" auf.

Das GPS sammelt Satellitendaten, während es einen PPS-Impuls um UTC Sekunde X sendet. Es führt die erforderlichen Berechnungen durch, gibt dann die NMEA-Sätze für die Position am zweiten X aus, daher werden die GPS-Daten für das zweite X immer einige hundert Millisekunden nach dem PPS-Impuls für das zweite X empfangen

Das Handbuch für den Empfänger auf diesem Adafruit-Board ist ziemlich schlecht. Ich habe zufällig einen Trimble basierend auf Sparkfun ausgewählt und zumindest für dieses Modul war es ein bisschen besser. In erster Linie wählen Sie für die Trimble-Flanke eine positive oder negative Flanke aus. Daher müssen Sie anhand der Flanke, die Sie verwenden, wissen, welche Flanke die richtige Flanke ist (wenn es sich um einen kurzen Impuls handelt, nicht um ein Tastverhältnis von 50%) Es ist hoffentlich offensichtlich, dass die Vorderflanke des kurzen Impulses wahrscheinlich die gewünschte Flanke ist.

Der einzige andere Hinweis, den wir aus dem Trimble-Handbuch erhalten (wieder nicht der, den Sie haben, ist):

Sobald die Zeit erfasst ist, addieren Sie beim nächsten PPS 1 zur gesamten Sekunde zu Lesen Sie die richtige Zeit ab.

Was für diese Einheit die Zeit bedeutet, die Sie von der nmea-Zeichenfolge erhalten, und beim nächsten Impuls fügen Sie eine Sekunde hinzu. Ich würde nicht annehmen, dass dies für alle gilt, aber es macht Sinn. Dies impliziert, dass für diesen Fall der Impuls mit der Saite zusammenhängt, die herauskommt oder kurz davor steht. Bis dahin ist es natürlich zu spät.

BEARBEITEN

Natürlich gibt es keinen Grund, warum Sie diese Informationen nicht selbst gefunden haben könnten. Eine andere Markeneinheit sagt, dass jede Nachricht innerhalb weniger hundert ausgegeben wird ms nach der Ausgabe des 1PPS-Impulses und zeigt die Zeit des gerade aufgetretenen Impulses an. Im Grunde genommen entspricht das Trimble eine Sekunde zu der Zeit, die Sie gerade gelesen haben, wenn Sie einen Puls erhalten. Diese andere Marke ist eine steigende Flanke, die nicht so klingt, als hätten Sie die Kontrolle darüber.

Sie müssen auch verstehen, wie Ihr Signal von Hardware empfangen wird, beispielsweise wenn sie einen Optoisolator oder eine andere Form der Isolation verwenden Es kann das Signal invertieren, so dass es in die eine Richtung aus dem Empfänger austritt, in die andere in Ihren Chip. Mit Ihrem Arduino ist es fest verdrahtet, keine Isolation, die Sie bekommen, was Sie bekommen.

Ein Oszilloskop sollte all dies deutlich machen. Legen Sie sowohl den seriellen TX als auch die 1pps auf das Oszilloskop, idealerweise sehen Sie die 1pps-Vorderkante und dann Danach sehen Sie den Ausbruch der seriellen Nachrichten. Dieses eine Bild sollte die ganze Geschichte erzählen.

Mein kleiner Beitrag hier. Um dies zu überprüfen, habe ich ein bisschen Code geschrieben (hier verfügbar: https://github.com/jerabaul29/interrupt_GPS_synchronization/tree/master/PPS_clock_signal), der im Grunde genommen:

• misst die Zeit ( micros ), in der PPS mit einem Interrupt-Pin
ansteigt
• Alle GPS-NMEA-Sätze werden beim Eintreffen zusammen mit der entsprechenden Empfangszeit ausgegeben ( micros erneut)
• misst die Zeit ( micro erneut), zu der 'neue zweite' Nachrichten vom Computer eingehen.

Die Ergebnisse sind wie folgt und entsprechen den Beschreibungen der anderen Antworten:

  2020-04-08 11: 46: 39.000017
Interrupt-Pin 2 ausgelöst 2717740 abgelaufen 999792
2020-04-08 11: 46: 39.007220
Interrupt-Pin 3 ausgelöst 2720380 abgelaufen 999796
2020-04-08 11: 46: 39.011312
Verzögerung 2 bis 3 ist 2640
2020-04-08 11: 46: 39.014655
$ GPGGA, 094639.000,5956.4113, N, 01040.6931, E, 2,08,0,88,91,0, M, 40,7, M, 0000,0000 * 5D
2020-04-08 11: 46: 39.477875
micros = 3195544
2020-04-08 11: 46: 39.478235
$ GPRMC, 094639.000, A, 5956.4113, N, 01040.6931, E, 0.12.125.18.080420 ,,, D * 68
2020-04-08 11: 46: 39.555399
micros = 3271192
2020-04-08 11: 46: 39.555585
Neue Sekunde starten
 

Dies ist ein weiterer Hinweis, der ähnlich wie in den anderen Antworten lautet:

• Zuerst steigt der Pin 2 (in meinem Fall PPS)
• dann sehr bald nachdem der Pin 3 (der von einer anderen Karte angesteuert wird, die der 'neuen zweiten' Nachricht vom Computer folgt) steigt
• Dann treffen die NMEA-Sätze ein.

Dies ist ein weiterer Hinweis darauf, dass man für jede gegebene Sekunde zuerst das ansteigende PPS beobachtet und dann nach einer Weile (aufgrund der Verarbeitung / endlichen seriellen Geschwindigkeit) die NMEA-Sätze für diese UTC-Sekunde empfangen werden.