Какова максимальная теоретическая точность GPS?

45

Я разговаривал с потенциальным клиентом, и они попросили, чтобы мы нанесли на карту некоторые точки с GPS, с максимальной (или должна быть минимальной?) Точностью 2 м.

Это район без WAAS, и у меня сложилось впечатление, что даже в самых лучших условиях одна точка GPS может быть точной, всего до 15 метров (горизонтальное поле). Это верно?

Какова максимальная теоретическая точность GPS без использования WAAS или дифференциального GPS?

Девдатта Тенгше
источник
2
Какой тип приемников вы будете использовать?
РК
2
Это приемник зависит, конечно, видеть , что нижний конец GPS обеспечивает в этой теме gis.stackexchange.com/questions/12011/...
1
Я не заинтересован в каком-либо конкретном инструменте. Я обеспокоен теоретической точностью в типичных условиях окружающей среды.
Девдатта Тенгше
@DanPatterson Я думаю, что конкретный прибор и показания используют WAAS, а не чисто спутниковое GPS-позиционирование.
Девдатта Тенгше
2
Не включен WAAS @Devdatta, 7-летний Garmin Etrexs. Иногда стационарность на сайте дает лучшие результаты для любого GPS. Ссылка была просто пищей для размышлений.

Ответы:

30

В настоящее время правительство Соединенных Штатов заявляет, что для гражданских (SPS) GPS горизонтальная точность составляет 4 метра (7,8 метра, 95% доверительный интервал). Вертикальная точность хуже. Имейте в виду, это минимум. Некоторые устройства / места надежно (95% времени или лучше) могут получить точность 3 метра. Технический документ по этой спецификации вы можете найти здесь .

Для получения более общей информации о точности GPS перейдите на веб-сайт GPS.gov . Этот веб-сайт также содержит данные и информацию о системах с поддержкой WAAS и уровнях точности в зависимости от местоположения. Это отличный ресурс.

По сути, вы не можете получить достоверность 2 метра без какой-либо коррекции.

Редактировать: еще что-то, чтобы рассмотреть использование устройства, которое может общаться как с GPS, так и со спутниками ГЛОНАСС . Мне не известны какие-либо статьи о точности или исследования, которые объединяют обе системы для повышения точности, но, по крайней мере, это увеличивает потенциальные спутники, которые могут быть доступны в одном конкретном месте / времени, особенно вблизи полюсов.

Baltok
источник
Раньше я смотрел стандарт SPS 2008 года, но он очень плотный и его трудно читать. Я вижу, что они упомянули 4m как 95 процентиль за ошибку; Но я скорее надеялся на какую-то формулу или уравнение, которые это доказали.
Девдатта Тенгше
6
почему вы настаиваете на «теоретической» наилучшей производительности или хотите видеть математику за ответом выше (особенно после того, как вы говорите, что стандарт, излагающий его, «плотный и трудно читаемый»)? У вашего потенциального клиента имеется в виду бюджет, который определит, какую оценку единиц GPS вы можете взять в поле. Ваши показания не будут лучше, чем заявлено продавцом для устройства, и, вероятно, будут хуже. Как отмечалось в нескольких ответах / комментариях, GPS-навигатор потребит вам 10-15 миллионов. Без WAAS или дифференциального GPS вы не достигнете своей цели, независимо от уравнений.
Llaves
1
Для ясности заявленные 7,8 м (95% Ки) относятся к псевдодальности (диапазон от спутника до приемника), а не обязательно к точности определения местоположения пользователя. Хотя они тесно связаны, они не одно и то же. Горизонтальная точность приемника зависит от того, где находится приемник для всех спутников, от углов до каждого спутника и т. Д.
r2evans
Зависит ли точность от кристалла внутри мобильного телефона?
Прости
@prosti - на портативном устройстве основными ограничениями являются: а) длина / качество антенны и б) компромисс между потреблением батареи и схемой.
ToolmakerSteve
15

Эффекты ионосферной задержки являются крупнейшим источником ошибок в одночастотном приемнике GPS. WAAS и CORS способны исправить это лучше, чем альманах приемника , поэтому лучшее, что вы можете сделать с нескорректированным GPS, обычно составляет около 15 метров. Геодезический GPS с использованием RTK способен достичь сантиметровой точности.

Методы дифференциальной коррекции Источник изображения: http://www.spatial-ed.com/gps/gps-basics/135-differential-correction-methods.html

blah238
источник
5

в европейских странах вне поля (не внутри города со зданиями) лучшая точность без посторонней помощи составляет 5 метров. Я также был свидетелем точности 2 метра, но это крайне редко, и я бы не стал принимать это во внимание. Средний лучший результат будет 15 метров, а средний хуже - 30-40 метров.

Вышеуказанные результаты взяты из моей полевой работы и получены при использовании различных типов смартфонов. Точность GPS сильно варьируется в зависимости от окружения, используемых устройств, погоды и многих других факторов. Результаты точности получены из сравнения моей фактической позиции с позицией GPS.

Надеюсь, это поможет.

Ура, А

Antony
источник
1
А как вы определяете точность?
Johanvdw
1
Я использую Arcmap, чтобы установить свои фиксированные тестовые позиции, а затем измерить расстояние от GPS-позиций. Результаты, которые я изложил выше, представляют собой средние и округленные значения точности для европейских стран (в основном, Великобритании, Испании и Германии)
Антоний
5

Это результаты испытаний, проведенных в октябре и декабре 2014 года. Были протестированы следующие данные: телеметрия GPS, регистраторы данных GPS и ручной GPS.

GPSFlight STX900e телеметрия, встроенный GPS-модуль ublox LEA - S5

GPS-телеметрия BRB 900 МГц, GPS-приемник серии Lassen IQ

GPS-телеметрия TLA 900 МГц, GPS-приемник серии ublox 6

Holux 1200e GPS регистратор данных

GPS регистратор данных Tripmate 852, чипсет GPS, MTK

Garmin etrex H

Контрольными показателями были 2 государственные контрольные отметки (SSM) на расстоянии 35 км в Сиднее, Австралия. Таблицы данных для этих знаков были предоставлены NSW Spatial Exchange. Приборы оставляли на отметках на 15 минут на отметке 1 и 30 минут на отметке 2.

Все устройства поддерживают DGPS.

Все используют базовую высоту WGS 84

Отметка 1 (приблизительный вид на небо 60%)
Отметка 2 (приблизительный вид на небо 80%) Отклонение от положения, высоты

GPSFlight 1 = 9,5 фута, 18,4 фута (7 спутников)
2 = 3,5 фута, 4,6 фута (10 спутников)

BRB 1 = 11,9 фута, 16,2 фута (7 сатов)
2 = 13,6 фута, 3,7 фута (10 сатов)

TLA 1 = 12,6 фута, 14,8 фута (7 сатов)
2 = 14,2 фута, 3,6 фута (10 сатов)

Holux 1 = 29,3 фута, 40,3 фута (7 сатов)
2 = 9,8 фута, 20,4 фута (10 сатов)

Tripmate 1 = 18,5 фута, 27,3 фута (7 сатов)
2 = 7,1 фута, 1,6 фута (10 сатов)

Garmin 1 = 45,6 фута, 10,8 фута (6 сатов)

2 = 13,5 фута, 23,0 фута (10 сат)

Глядя на данные из этих показаний, все данные о местоположении этих GPS-устройств "дрейфуют" вокруг статической отметки, но в среднем дают очень приемлемую точность для моей цели IMO. Я думаю, что эти устройства должны быть оставлены на 1 час для правильной стабилизации. Я использую эти GPS-устройства на рекордных полетах World kite и в удаленной зоне, которую я использую, и на высотах до 16 000 футов получено 12 или даже 13 спутников. Это гораздо больше, чем кажется большинству людей в городских или лесных районах. Любая из этих единиц даст мне точность выше 0,08% по моему профилю роста. Если вам нужна более высокая точность, вам понадобится что-то вроде тахеометра Trimble или аналогичного GPS-приемника с дополнительным дополнением. Это зависит от того, сколько вы платите и ваше понимание использования и ограничений. Люди иногда имеют нереальные ожидания того, что такое замечательная технология по очень низкой цене. Первоначально я заплатил 600 долларов за телеметрию GPSFlight 9 лет назад. BRB составлял 300 долларов, TLA - около 250 долларов, Garmin etrex - 99 долларов, Holux - 100 долларов, Tripmate - 50 долларов. Я могу вспомнить, что легкодоступные портативные устройства GPS были около 800 долларов около 20 лет назад. Они становятся все дешевле и дешевле, но я не могу ручаться за качество или точность всех дешевых единиц. Производители устройств GPS потребительского уровня обычно предъявляют претензии в размере менее 3 метров для определения местоположения и менее 5 метров для определения высоты при хороших условиях. Кажется, это все еще огромный удар, потому что эти устройства могут поместить вас в 10-метровый квадрат на поверхности земли с 40 миллиардами квадратных метров. Первоначально я заплатил 600 долларов за телеметрию GPSFlight 9 лет назад. BRB составлял 300 долларов, TLA - около 250 долларов, Garmin etrex - 99 долларов, Holux - 100 долларов, Tripmate - 50 долларов. Я могу вспомнить, что легкодоступные портативные устройства GPS были около 800 долларов около 20 лет назад. Они становятся все дешевле и дешевле, но я не могу ручаться за качество или точность всех дешевых единиц. Производители устройств GPS потребительского уровня обычно предъявляют претензии в размере менее 3 метров для определения местоположения и менее 5 метров для определения высоты при хороших условиях. Кажется, это все еще огромный удар, потому что эти устройства могут поместить вас в 10-метровый квадрат на поверхности земли с 40 миллиардами квадратных метров. Первоначально я заплатил 600 долларов за телеметрию GPSFlight 9 лет назад. BRB составлял 300 долларов, TLA - около 250 долларов, Garmin etrex - 99 долларов, Holux - 100 долларов, Tripmate - 50 долларов. Я могу вспомнить, что легкодоступные портативные устройства GPS были около 800 долларов около 20 лет назад. Они становятся все дешевле и дешевле, но я не могу ручаться за качество или точность всех дешевых единиц. Производители устройств GPS потребительского уровня обычно предъявляют претензии в размере менее 3 метров для определения местоположения и менее 5 метров для определения высоты при хороших условиях. Кажется, это все еще огромный удар, потому что эти устройства могут поместить вас в 10-метровый квадрат на поверхности земли с 40 миллиардами квадратных метров. Они становятся все дешевле и дешевле, но я не могу ручаться за качество или точность всех дешевых единиц. Производители устройств GPS потребительского уровня обычно предъявляют претензии в размере менее 3 метров для определения местоположения и менее 5 метров для определения высоты при хороших условиях. Кажется, это все еще огромный удар, потому что эти устройства могут поместить вас в 10-метровый квадрат на поверхности земли с 40 миллиардами квадратных метров. Они становятся все дешевле и дешевле, но я не могу ручаться за качество или точность всех дешевых единиц. Производители устройств GPS потребительского уровня обычно предъявляют претензии в размере менее 3 метров для определения местоположения и менее 5 метров для определения высоты при хороших условиях. Кажется, это все еще огромный удар, потому что эти устройства могут поместить вас в 10-метровый квадрат на поверхности земли с 40 миллиардами квадратных метров.

Роберт
источник
Действительно интересные данные - просто чтобы подтвердить, что показания «отклонения» - это измеренные фактические отклонения по сравнению с оценками состояния? Вы брали несколько чтений или одно чтение в конце 15/30 мин?
Симбамангу
0

Реально с современным GPS-приемником класса съемки вы можете легко добраться до нескольких сантиметров через RTK в течение нескольких секунд или до нескольких миллиметров при статической постобработке и нескольких часах постобработки данных.

Килгорская форель
источник