Qual è la massima precisione teorica del GPS?


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Stavo parlando con un potenziale cliente e mi hanno chiesto di tracciare alcuni punti con il GPS, con una precisione massima (o che dovrebbe essere minima?) Di 2 m.

Questa è un'area senza WAAS, e ho avuto l'impressione che anche nelle migliori condizioni, un singolo punto GPS può essere preciso fino a soli 15 metri (campo orizzontale). È corretto?

Qual è la massima precisione teorica del GPS senza utilizzare WAAS o GPS differenziale?


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Che tipo di ricevitori utilizzerai?
RK,

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Dipende ovviamente dal ricevitore, vedi cosa fornisce un gps di fascia bassa in questa discussione gis.stackexchange.com/questions/12011/…

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Non sono interessato a nessuno strumento specifico. Mi preoccupo della precisione teorica in condizioni ambientali tipiche.
Devdatta Tengshe,

@DanPatterson Penso che particolari strumenti e letture stiano utilizzando WAAS e non siano un puro posizionamento GPS basato su Satellite.
Devdatta Tengshe,

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Non abilitato WAAS @Devdatta, Garmin Etrexs di 7 anni. A volte la stazionarietà in un sito produce risultati migliori per qualsiasi GPS. Il collegamento era solo spunto di riflessione.

Risposte:


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Il governo degli Stati Uniti attualmente rivendica una precisione orizzontale di 4 metri RMS (intervallo di confidenza del 95%) per GPS civile (SPS). La precisione verticale è peggiore. Intendiamoci, questo è il minimo. Alcuni dispositivi / posizioni in modo affidabile (il 95% delle volte o meglio) possono ottenere una precisione di 3 metri. Per un documento tecnico su quella specifica puoi andare qui .

Per informazioni più generali sulla precisione del GPS, visitare il sito Web GPS.gov . Tale sito Web include anche dati e informazioni sui sistemi abilitati WAAS e livelli di accuratezza a seconda della posizione. È una grande risorsa.

Fondamentalmente, non è possibile ottenere una precisione di 2 metri in modo affidabile senza alcuna forma di correzione.

Modifica: qualcos'altro da considerare è l'utilizzo di un dispositivo in grado di comunicare con i satelliti GPS e GLONASS . Non sono a conoscenza di articoli o studi sull'accuratezza che combinano entrambi i sistemi per migliorare l'accuratezza, ma almeno aumentano i potenziali satelliti che potrebbero essere disponibili in un determinato luogo / tempo, specialmente vicino ai poli.


Avevo già esaminato lo standard SPS del 2008, ma è molto denso e difficile da leggere. Vedo che hanno menzionato 4m come il 95 percentile per l'errore; Ma speravo piuttosto in una sorta di formula o equazione che lo dimostrasse.
Devdatta Tengshe,

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perché insisti sulla migliore prestazione "teorica" ​​o vuoi vedere la matematica dietro la risposta sopra (specialmente dopo aver detto che lo standard che la definisce è "denso e difficile da leggere")? Il tuo potenziale cliente ha in mente un budget che determinerà quale grado di unità GPS puoi portare in campo. Le letture non saranno migliori di quelle richieste dal fornitore per l'unità, e probabilmente saranno peggiori. Come diverse risposte / commenti hanno notato, un GPS di livello consumer ti porterà 10-15M. Senza WAAS o GPS differenziale, non raggiungerai il tuo obiettivo, indipendentemente dalle equazioni.
Llaves,

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Per chiarezza, i 7,8 m pubblicizzati (95% ci) sono della pseudorange (raggio satellite-ricevitore), non necessariamente la precisione della posizione dell'utente. Sebbene siano strettamente correlati, non sono la stessa cosa. La precisione orizzontale di un ricevitore dipende da dove si trova il ricevitore a tutti i satelliti, dagli angoli di ciascun satellite, ecc.
r2evans

La precisione dipende da un cristallo all'interno del telefono cellulare?
prosti,

@prosti - sul dispositivo portatile, le principali limitazioni sono a) lunghezza / qualità dell'antenna eb) compromessi del consumo della batteria nel circuito.
ToolmakerSteve

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Gli effetti di ritardo ionosferico sono la principale fonte di errore in un ricevitore GPS a frequenza singola. WAAS e CORS sono in grado di correggere questo meglio dell'almanacco di un ricevitore , quindi il meglio che puoi fare con un GPS non corretto è in genere di circa 15 metri. Il GPS di livello topografico che utilizza RTK è in grado di ottenere una precisione centimetrica.

Metodi di correzione differenziale Fonte immagine: http://www.spatial-ed.com/gps/gps-basics/135-differential-correction-methods.html


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nei paesi europei, fuori dal campo (non all'interno di una città con edifici), la massima precisione senza alcun aiuto è di 5 metri. Ho anche assistito a una precisione di 2 metri, ma questo è estremamente raro e non lo prenderei in considerazione. Il migliore medio sarebbe di 15 metri e il peggio medio vicino a 30-40 metri.

I risultati di cui sopra provengono dal mio lavoro sul campo e provengono dall'utilizzo di vari tipi di smartphone. La precisione del GPS varia notevolmente in base all'ambiente circostante, ai dispositivi utilizzati, alle condizioni meteorologiche e a molti altri fattori. I risultati della precisione derivano dal confrontare la mia posizione reale con la posizione GPS.

Spero che aiuti.

Saluti, A


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E come si definisce la precisione?
johanvdw,

1
Uso Arcmap per impostare le posizioni di prova fisse e quindi misurare la distanza dalle posizioni GPS. I risultati che ho indicato sopra sono valori di precisione medi e arrotondati per i paesi europei (principalmente Regno Unito, Spagna e Germania)
Antony,

5

Questi sono i risultati dei test effettuati in ottobre e dicembre 2014. Sono stati testati i seguenti dati di telemetria GPS, data logger GPS e GPS portatile.

Telemetria GPSFlight STX900e, unità GPS integrata ublox LEA - S5

Telemetria GPS BRB 900 MHz, ricevitore GPS serie Lassen IQ

Telemetria GPS TLA 900 MHz, ricevitore GPS ublox serie 6

Registratore di dati GPS Holux 1200e

Registratore di dati GPS Tripmate 852, chipset GPS, MTK

Garmin etrex H

I parametri di riferimento erano 2 marchi di rilevamento dello stato (SSM) distanti 35 km a Sydney, in Australia. Le schede tecniche per questi marchi sono state fornite da NSW Spatial Exchange. I dispositivi sono stati lasciati sui segni per 15 minuti sul segno 1 e 30 minuti sul segno 2.

Tutti i dispositivi sono compatibili con DGPS.

Tutti usano il dato di altezza WGS 84

Mark 1 (60% sky view circa)
Mark 2 (80% sky view circa) Deviazione dalla posizione, altitudine

GPSFlight 1 = 9,5 piedi, 18,4 piedi (7 sats)
2 = 3,5 piedi, 4,6 piedi (10 s)

BRB 1 = 11,9 piedi, 16,2 piedi (7 sats)
2 = 13,6 piedi, 3,7 piedi (10 sats)

TLA 1 = 12,6 piedi, 14,8 piedi (7 sats)
2 = 14,2 piedi, 3,6 piedi (10 sats)

Holux 1 = 29.3 ft, 40.3 ft (7 sats)
2 = 9.8 ft, 20.4 ft (10 sats)

Tripmate 1 = 18,5 piedi, 27,3 piedi (7 sat)
2 = 7,1 piedi, 1,6 piedi (10 sat)

Garmin 1 = 45.6 ft, 10.8 ft (6 sats)

2 = 13,5, ft, 23,0 ft (10 sats)

Guardando i dati di queste letture, tutti i dati posizionali di queste unità GPS "si spostano" attorno al segno statico ma in media danno una precisione molto accettabile per il mio scopo IMO. Penserei che questi dispositivi dovrebbero essere lasciati per 1 ora per stabilizzarsi correttamente. Uso questi dispositivi GPS su voli record di altitudine di aquiloni del mondo e nella zona remota che uso e ad altitudini fino a 16.000 piedi, ci sono 12 o addirittura 13 satelliti acquisiti. È molto più di quanto la maggior parte della gente sembra arrivare in aree urbane o boscose. Una di queste unità mi darà una precisione superiore allo 0,08% rispetto al mio profilo di altezza. Se si desidera una maggiore precisione, è necessario qualcosa come una stazione totale Trimble o un GPS di grado di rilevamento simile con aumento aggiuntivo. Dipende da quanto paghi e dalla tua comprensione dell'uso e dei limiti. Le persone a volte hanno aspettative irrealistiche di ciò che è meravigliosa tecnologia a un prezzo economico. Inizialmente ho pagato $ 600 per la telemetria GPSFlight 9 anni fa. Il BRB era di $ 300, TLA intorno a $ 250, Garmin etrex $ 99, Holux $ 100, Tripmate $ 50. Ricordo che le unità GPS prontamente disponibili erano quasi 800 $ circa 20 anni fa. Stanno diventando sempre più economici ma non posso garantire la qualità o l'accuratezza di tutte le unità economiche. I produttori di unità GPS di qualità consumer di solito sostengono sub 3 metri per la posizione e sub 5 metri per l'altitudine in buone condizioni. Sembra che sia ancora enorme il botto per il fatto che vedere questi dispositivi può metterti in un quadrato di 10 metri sulla superficie della terra con 40 miliardi di metri quadrati. Inizialmente ho pagato $ 600 per la telemetria GPSFlight 9 anni fa. Il BRB era di $ 300, TLA intorno a $ 250, Garmin etrex $ 99, Holux $ 100, Tripmate $ 50. Ricordo che le unità GPS prontamente disponibili erano quasi 800 $ circa 20 anni fa. Stanno diventando sempre più economici ma non posso garantire la qualità o l'accuratezza di tutte le unità economiche. I produttori di unità GPS di qualità consumer di solito sostengono sub 3 metri per la posizione e sub 5 metri per l'altitudine in buone condizioni. Sembra che sia ancora enorme il botto per il fatto che vedere questi dispositivi può metterti in un quadrato di 10 metri sulla superficie della terra con 40 miliardi di metri quadrati. Inizialmente ho pagato $ 600 per la telemetria GPSFlight 9 anni fa. Il BRB era di $ 300, TLA intorno a $ 250, Garmin etrex $ 99, Holux $ 100, Tripmate $ 50. Ricordo che le unità GPS prontamente disponibili erano quasi 800 $ circa 20 anni fa. Stanno diventando sempre più economici ma non posso garantire la qualità o l'accuratezza di tutte le unità economiche. I produttori di unità GPS di qualità consumer di solito sostengono sub 3 metri per la posizione e sub 5 metri per l'altitudine in buone condizioni. Sembra che sia ancora enorme il botto per il fatto che vedere questi dispositivi può metterti in un quadrato di 10 metri sulla superficie della terra con 40 miliardi di metri quadrati. Stanno diventando sempre più economici ma non posso garantire la qualità o l'accuratezza di tutte le unità economiche. I produttori di unità GPS di qualità consumer di solito sostengono sub 3 metri per la posizione e sub 5 metri per l'altitudine in buone condizioni. Sembra che sia ancora enorme il botto per il fatto che vedere questi dispositivi può metterti in un quadrato di 10 metri sulla superficie della terra con 40 miliardi di metri quadrati. Stanno diventando sempre più economici ma non posso garantire la qualità o l'accuratezza di tutte le unità economiche. I produttori di unità GPS di qualità consumer di solito sostengono sub 3 metri per la posizione e sub 5 metri per l'altitudine in buone condizioni. Sembra che sia ancora enorme il botto per il fatto che vedere questi dispositivi può metterti in un quadrato di 10 metri sulla superficie della terra con 40 miliardi di metri quadrati.


Dati davvero interessanti - solo per confermare, le letture della "deviazione" sono le deviazioni effettive misurate rispetto ai segni di rilevamento dello stato? Hai effettuato più letture o una sola lettura alla fine di 15/30 min?
Simbamangu,

0

Realisticamente con un moderno ricevitore GPS di grado di rilevamento è possibile scendere facilmente a pochi centimetri tramite RTK in pochi secondi o fino a pochi millimetri con post-elaborazione statica e diverse ore di dati post-elaborati.

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