Количественная оценка точности работы GPS-навигатора по определению местоположения.

Приведем простой тест, позволяющий наглядно увидеть погрешности вашего приемника GPS-навигатора периодическую запись показаний неподвижного приемника за достаточно большой период времени. Например раз в минуту в течение суток. Это будет удобно сделать имея картплоттер или компьютер, подключенный к GPS, или воспользоваться встроенной функцией записи координат точек пройденного пути.

Количественная оценка точности работы GPS-навигатора по определению местоположения.

Загрузив эти координаты в компьютер, получаем картинку, подобную рисункам ниже. Настоящий опыт проводился с помощью одного и того же приемника GPS-навигатора. 1024 точки записаны с интервалом в 30 секунд.

Количественная оценка точности работы GPS-навигатора по определению местоположения.

Графики изменения позиции GPS-навигатора по долготе и широте.

Количественная оценка точности работы GPS-навигатора по определению местоположения.

Считается, что распределениепозиции GPS достаточно хорошо соответствует нормальному Гауссову закону. То есть для большего числа измерений смещение или систематическая ошибка равна нулю. Гражданская GPS навигация обеспечивает точность : без SA RMS = 15 метров, а в режиме SA 2DRMS = 100 метров. Что это означает?

RMS (Root Mean Square) — квадратный корень из суммы квадратов отклонений, деленный на число измерений, или среднеквадратичное отклонение (СКО или а). В окружность радиусом RMS попадает 65 % точек. 2DRMS (Distance RMS) означает удвоенное расстояние RMS (2а). Для пространственного двухмерного распределения Гаусса в окружность радиусом 2DRMS попадает от 95 % точек, если распределение эллиптическое, ошибки по широте и долготе различны, до 98 % при круговом распределении.

Распределение позиции GPS становится эллиптическим, например, когда небо с одной из сторон закрыто для сигналов. Радиус окружности с 95 % обеспеченностью — это и есть характеристика, которая дается в инструкции к GPS-приемнику. Реже используется параметр СЕР — вероятная круговая ошибка (Circular Error Probable), приблизительно равный СЕР = 2DRMS / 2,5. Вероятная круговая ошибка определяет область ошибки с радиусом окружности, в которую попадает 50 % полученных точек. Для оценки точности трехмерной позиции существуют сферические версии всех этих параметров.

Погрешность определения высоты, как правило, в полтора раза выше горизонтальной погрешности. Гистограммы распределения отклонений в нашем опыте показаны на рисунке ниже. Можно видеть, что после отмены SA среднеквадратическое отклонение позиции составляет всего 3,2 метра, но кратковременные отклонения до 100 метров и более по-прежнему вполне реальны.

Количественная оценка точности работы GPS-навигатора по определению местоположения.

В данном случае длительность такого «выброса» свыше 40 метров не превысила 3 минут. Вероятная причина неблагоприятное расположение спутников. Вывод : в большинстве случаев приемник GPS-навигатора обеспечивает точность даже более высокую, чем заявленные 15 метров, однако вероятность крупных ошибок хотя и мала, но существует.

Причины ошибок GPS-навигатора при включенном и отключенном режиме SA.

Количественная оценка точности работы GPS-навигатора по определению местоположения.

Всегда желательно пользоваться более чем одним средством навигации. В ответственных случаях, принимая решение о доверии к показаниям GPS-навигатора, следует обратить внимание на информацию приемника о расположении спутников, уровне их сигнала, наличии предметов, затеняющих антенну, правдоподобие показаний курса и скорости по сравнению с другими источниками этих данных и резкие изменения траектории пройденного пути, которая отображается на дисплее GPS-приемника. Также надо помнить, что максимальные ошибки вашей GPS-навигации суммируются из максимальных ошибок всей цепочки : спутники приемник карта пользователь.

По материалам книги Все о GPS-навигаторах.
Найман В.С., Самойлов А.Е., Ильин Н.Р., Шейнис А.И.

Добавить комментарий

Метки: , , ,

Сайт «Выживание в дикой природе», рад видеть Вас. Если Вы зашли к нам, значит хотите получить полную информацию о выживании в различных экстремальных условиях, в чрезвычайных ситуациях. Человек, на протяжении всего развития, стремился сохранить и обезопасить себя от различных негативных факторов, окружающих его - холода, жары, голода, опасных животных и насекомых.

Структура сайта «Выживание в дикой природе» проста и логична, выбрав интересующий раздел, Вы получите полную информацию. Вы найдете на нашем сайте рекомендации и практические советы по выживанию, уникальные описания и фотографии животных и растений, пошаговые схемы ловушек для диких животных, тесты и обзоры туристического снаряжения, редкие книги по выживанию и дикой природе. На сайте также есть большой раздел, посвященный видео по выживанию известных профессионалов-выживальщиков по всему миру.

Основная тема сайта «Выживание в дикой природе» - это быть готовым оказаться в дикой природе и умение выживать в экстремальных условиях.

Яндекс.Метрика
SQL - 35 | 0,260 сек. | 11.94 МБ