Микроконтролери и електроника
http://mcu-bg.com/mcu_site/

Точността на GPS-ите
http://mcu-bg.com/mcu_site/viewtopic.php?f=6&t=14543
Страница 1 от 3

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 11:40 am ]
Заглавие:  Точността на GPS-ите

Ето какъв експеримент направих през есента на 2014-та:

Същността на експеримента беше да се сравнят различни методи за изчисляване на височината, но покрай височината реших да анализирам и хоризонталната точност, която е по-важна за почти всички ежедневни приложения на GPS-ите.

Взех под наем от една геодезична фирма приемник, който може да приема L1 и L2 на GPS и също така може да помни в паметта си както псевдо-разстоянията, така и фазите на сигнала. Договорих се с едни пичове, които са направили мрежа от референтни станции из цяла България, да ми дадат данни за да мога да направя корекции на моите логнати данни. За мой късмет се оказа, че имат референтна станция в Карлово, а аз бях решил, че ще правя експеримента на Сопот. Това е супер защото колкото по-малко е разстоянието от "базата" до "ровъра" - толкова по-точни стават измерванията.

След като си направих полета и записах всичко на общо 5 уреда се започна писането на софтуера за анализ... Направих корекциите с данните от базовата станция и се оказа, че разполагам с над 5'200 точки с гарантирана точност под 20 см. В анализа използвам само тези точки - останалите не се ползват. Координатите, които уредите дават (градуси ширина и дължина) се преобразуват до UTM координати (които по същността си са метри в посока север и посока изток) и от там нататък всички изчисления за разстояние се правят в равнинни координати по най-простите формули. Мащабния коефицент на преобразуванието в района на Сопот е 0.9997 или по друг начин казано - грешката е 3 десетохилядни, което за целите на изследването е приемливо. За истинско местоположение на всичките тествани 4 уреда приемам, че е корегираното местоположение от геодезичния уред, а къде си мислят, че са останалите 4 се вижда на графиките по-долу. В скобите е годината на производство на съответния модул/чипсет.

Малко пояснения: това което пише Broadcom е всъщност Samsung Galaxy S III. Останалите два GPS модула (FURUNO и GlobalTop) са модули монтирани в два от нашите специализирани уреди за летене. Модула на FURUNO е оптимизиран за морско оборудване и той набляга повече на доброто изчисляване на хоризонталната позиция за сметка на вертикалната. Защо са го избрали за уред за летене - нямам никаква идея! GARMIN-а си е GPS с общо предназначение - нищо особено.

Също така обърнете внимание на факта, че теста е правен в много благоприятни условия - на голяма височина, хубаво слънчево време, открито небе, никакви засенчващи обекти и т.н. В градска среда, където има сгради и смущения резултатите със сигурност биха били по-зле!

Прикачени файлове:
GPS4.png
GPS4.png [ 41.87 KiB | Прегледано 5456 пъти ]
GPS3.png
GPS3.png [ 109.14 KiB | Прегледано 5456 пъти ]
GPS2.png
GPS2.png [ 142.53 KiB | Прегледано 5456 пъти ]
GPS1.png
GPS1.png [ 84.99 KiB | Прегледано 5456 пъти ]

Автор:  Tisho [ Вто Май 03, 2016 11:49 am ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Ти си намерил какво да мериш. :D
Garmin GPSMAP 76CS е такова дърво, че няма второ като него. И листата на дърветата му пречат да хване сигнал...
Точност от този GPS не търси. Единственото му хубаво нещо е покриването на стандарта IPX7. Други предимства няма!

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 12:00 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Този който тествах беше 76 CSx - с едно поколение по-нов. Виждаш че Самсунга е доста по-зле... Както и да е - не съм ги подбирал особено - взех това което се ползва масово за да е "представителна" извадката.

Тази година смятам да правя нов тест с други уреди (по-нови) и да събера повече данни. Предишния полет беше 1:45, а тази година искам да го направя поне 3 часа.

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 12:17 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Средните стойности на грешката са (както може да се очаква) около нулата, но ето какви са стандартните девиации:

FURUNO GH-80 N-S - 8.085 m
FURUNO GH-80 E-W - 6.627 m

GARMIN GPSMAP 76CSx N-S - 16.805 m
GARMIN GPSMAP 76CSx E-W - 13.588 m

Broadcom BCM47511 N-S - 16.628 m
Broadcom BCM47511 E-W - 19.075 m

GlobalTop PA6 N-S - 12.625 m
GlobalTop PA6 E-W - 13.422 m

Автор:  Desert Leo [ Вто Май 03, 2016 12:27 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Даниеле, следващия път използвай и GPS+GLONASS модули (L86 на Quecktel, Gms-g6 на G-Top). Интересно ми е при тях какво ще се получи.

Автор:  miro_atc [ Вто Май 03, 2016 12:36 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Desert Leo написа:
Интересно ми е при тях какво ще се получи.


E ти не си ли ги тествал?
Аз използвам много прост метод, няма нужда от референси от нищо... Трябва само софтуерче дето чертае. Оставяш модула стационарен и пускаш да ти чертае "изминататото" разстояние. И така няколко дена следиш къде се е "разхождал" :-)

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 12:44 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Да - в следващия тест задължително ще включа и нещо с GPS+GLONASS, че и на мен ми е интересно каква е реалната полза от това да хващаш и още една система.

Пиша ви всичко това за да си дадете сметка че DOP-а, който приемника рапортува, няма много общо с действителната точност! GARMIN-а си даваше DOP около 5-6 метра, което е стандартното, като хване достатъчно спътници, но както се вижда от измерванията DRMS-а му е 21.6 метра (тоест 4 пъти повече), а на графиката се вижда, че има отделни отчети с 60 метра разлика!

Совите не са това, което се опитват да ни ги представят че са! ;)

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 12:48 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

miro_atc написа:
Аз използвам много прост метод, няма нужда от референси от нищо... Трябва само софтуерче дето чертае. Оставяш модула стационарен и пускаш да ти чертае "изминататото" разстояние. И така няколко дена следиш къде се е "разхождал" :-)


За статичен тест това върши работа - макар и да не знаеш къде точно ти е истинската позиция - все пак придобиваш някаква представа за грешките.

Мен обаче ме интересуваха динамичните грешки.

Автор:  palavrov [ Вто Май 03, 2016 12:58 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Виждал съм и по лоши неща. Отклонение с десетки километри точно преди да изгуби обхват и то без да се рапортува грешка. Но това по скоро е софтуерен бъг отколкото проблем на технологията.

Дори и при идеалните условия при които си мерил все пак има значение какви са антените. Т.е. по читава антена ще успее да "види" повече сателити съответно триангулациите ще са по точни. Ако може с координатите да записваш и колко сателита се виждат в момента и там имаше разни други интересни параметри тогава ще може да се анализира защо се получава толкова голямо отклонение.

Между другото скоростта с която се движиш също има значение, като хвърчиш май е по висока което може и да докара по голяма грешка. Бих повторил измерването и в покой или с ходене пеш, кола и т.н. Почти сигурно ще има разлика в прецизността.

Автор:  bobihot [ Вто Май 03, 2016 1:29 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Руснаците като си пуснаха Глонас-а имаха тестове. Основното им заключение беше, че не нараства много точността, но спира разхождането-намалява се много разхвърлянето. съответно им се качваше към 2 пъти консумацията. На новите може и да са я понамалили.
Имах Гармин-че и беше зле от към чувствителност. Сега си взех Леново Таб 2 7-30 и ми се струва че е парфектен. Може би да има и по-добри, но за нормално разхождащ се човек е достатъчен. Не забелязах проблеми в гората, или между блоковете. Даже в стаята ми хваща, като нормално има голяма разхвърляност перпендикулярно на прозореца.

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 1:35 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Средната скорост на парапланерите е около 40 км/ч, а на делтапланерите около 50 км/ч.

Тези уреди не са замислени изобщо да се ползват с различни антени - с каквато антена ти го произведат - така си го ползваш до гроб. Единствено GARMIN-а има конекторче за външна антена, но нито съм виждал, нито съм чувал някой да му включва такава.

Автор:  woody [ Вто Май 03, 2016 2:00 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Даниеле, мисля че ми се търкаля някъде много дърт GPS модул (PCB), който по много избледнели спомени беше със SMA за външна антена. Сигурно е модел от много ранния милениум, примерно с <= 8 канала. Нищо повече не си спомням.
Мога да се опитам да го изровя и да ти го подаря ако ще ти свърши някаква работа с тези ти хобита.

Автор:  Цецо [ Вто Май 03, 2016 2:34 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

То в тоя форум, много по-полезно би било да се направи тест с ембедед модулите, които има на пазара. Просто повечето от нас това им е част от хляба и би им вършило работа.

Обаче там пък излиза проблема с антената...

Автор:  DanielDimov [ Вто Май 03, 2016 2:44 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Да, антените са доста важни, но тяхното значение е в посока скапване на нещата. Какво имам предвид - калпава антена много ще влоши точността, но колкото и хубава антена да се сложи - тя ще докара точността до една пределна, от която по-добре вече не може, защото хардуерните възможности на приемника са си толкова.

Аз ще тествам готови продукти, които най-често са с чип-антена, а по-рядко са с някаква друга свързана с модула. Така или иначе в 99% от уредите възможност за смяна на антената НЯМА.

Автор:  Desert Leo [ Вто Май 03, 2016 2:53 pm ]
Заглавие:  Re: Точността на GPS-ите

Миро, естествено, че съм ги тествал, но в условията на Даниел, нещата са много по-чисти. Около мен все сгради...

Даниеле, PA6 при активиран geofence, рапортува нещо като:
$PGTOP,001,3,0.00,23.80,237*7D
в което 23.80 е EPE (Estimated Position Error,m), като по данни от Нетя:
CIRCLE PROBABILITY
RADIUS %

1 EPE 68%
2 EPE 95%
3 EPE 99,73%
4 EPE 99.994%

Страница 1 от 3 Часовете са според зоната UTC + 2 часа [ DST ]
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group
http://www.phpbb.com/