Was ist die maximale theoretische Genauigkeit von GPS?


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Ich habe mit einem potenziellen Kunden gesprochen und er hat darum gebeten, einige Punkte mit GPS mit einer maximalen Genauigkeit (oder sollte das ein Minimum sein?) Von 2 m zu zeichnen.

Dies ist ein Gebiet ohne WAAS, und ich hatte den Eindruck, dass ein einzelner GPS-Punkt selbst unter besten Bedingungen eine Genauigkeit von nur 15 Metern (horizontales Feld) aufweisen kann. Ist das richtig?

Was ist die maximale theoretische Genauigkeit von GPS ohne WAAS oder differentielles GPS?


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Welchen Empfängertyp werden Sie verwenden?
RK

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Es ist Empfänger abhängig natürlich, was für ein Low - End bietet in diesem Thread gps gis.stackexchange.com/questions/12011/...

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Ich interessiere mich nicht für ein bestimmtes Instrument. Ich beschäftige mich mit der theoretischen Genauigkeit unter typischen Umgebungsbedingungen.
Devdatta Tengshe

@ DanPatterson Ich denke, dass bestimmte Instrumente und Messwerte WAAS verwenden und keine reine satellitengestützte GPS-Ortung sind.
Devdatta Tengshe

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Nicht WAAS-fähig @Devdatta, 7-jähriger Garmin Etrexs. Manchmal liefert die Stationarität an einem Standort bessere Ergebnisse für jedes GPS. Die Verbindung war nur ein Denkanstoß.

Antworten:


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Die US-Regierung gibt derzeit eine horizontale Genauigkeit von 4 m RMS (7,8 m 95% Konfidenzintervall) für ziviles GPS (SPS) an. Die vertikale Genauigkeit ist schlechter. Wohlgemerkt, das ist das Minimum. Einige Geräte / Standorte können zuverlässig (95% der Zeit oder besser) eine Genauigkeit von 3 Metern erreichen. Ein technisches Dokument zu dieser Spezifikation finden Sie hier .

Weitere allgemeine Informationen zur GPS-Genauigkeit finden Sie auf der Website von GPS.gov . Diese Website enthält auch Daten und Informationen zu WAAS-fähigen Systemen und Genauigkeitsstufen je nach Standort. Es ist eine großartige Ressource.

Grundsätzlich kann man ohne irgendeine Korrektur keine 2-Meter-Genauigkeit zuverlässig erreichen.

Bearbeiten: Eine weitere Überlegung ist die Verwendung eines Geräts, das sowohl mit GPS- als auch mit GLONASS- Satelliten kommunizieren kann . Mir sind keine Präzisionsartikel oder -studien bekannt, die beide Systeme zur Verbesserung der Genauigkeit kombinieren, aber sie erhöhen zumindest die potenziellen Satelliten, die an einem bestimmten Ort / zu einer bestimmten Zeit verfügbar sind, insbesondere in der Nähe der Pole.


Ich hatte mir den SPS-Standard 2008 schon einmal angesehen, aber er ist sehr dicht und schwer zu lesen. Ich kann sehen, dass sie 4m als 95-Perzentil für den Fehler angegeben haben; Aber ich hoffte eher auf irgendeine Formel oder Gleichung, die es bewies.
Devdatta Tengshe

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Warum bestehen Sie auf "theoretischen" Bestleistungen oder möchten die Mathematik hinter der obigen Antwort sehen (vor allem, nachdem Sie gesagt haben, dass der Standard, der dies ausdrückt, "dicht und schwer lesbar" ist)? Ihr potenzieller Kunde hat ein Budget vor Augen, das bestimmt, welche Klasse von GPS-Geräten Sie auf dem Feld einsetzen können. Ihre Messwerte sind nicht besser als die Angaben des Herstellers für das Gerät und werden wahrscheinlich schlechter sein. Wie mehrere Antworten / Kommentare vermerkt haben, erhalten Sie mit einem GPS für Endverbraucher 10-15 Millionen. Ohne WAAS oder Differential-GPS erreichen Sie Ihr Ziel nicht, unabhängig von den Gleichungen.
Llaves

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Aus Gründen der Klarheit liegt der angegebene Wert von 7,8 m (95% ci) im Pseudobereich (Reichweite von Satellit zu Empfänger) und nicht unbedingt bei der Genauigkeit des Benutzerstandorts. Obwohl sie eng miteinander verwandt sind, sind sie nicht dasselbe. Die horizontale Genauigkeit eines Empfängers hängt davon ab, wo sich der Empfänger zu allen Satelliten befindet, von den Winkeln zu jedem Satelliten usw.
r2evans

Hängt die Präzision von einem Kristall im Mobiltelefon ab?
Prosti

@prosti - on handheld device, die Hauptbeschränkungen sind a) Antennenlänge / - qualität und b) Kompromisse beim Batterieverbrauch in der Schaltung.
ToolmakerSteve


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In europäischen Ländern (nicht in einer Stadt mit Gebäuden) beträgt die beste Genauigkeit im Feld 5 Meter. Ich habe auch eine Genauigkeit von 2 Metern beobachtet, aber das ist extrem selten und ich würde es nicht berücksichtigen. Der Durchschnitt liegt bei 15 Metern und der Durchschnitt bei 30 bis 40 Metern.

Die oben genannten Ergebnisse stammen aus meiner eigenen Feldarbeit und stammen aus der Verwendung verschiedener Smartphones. Die GPS-Genauigkeit hängt stark von der Umgebung, den verwendeten Geräten, dem Wetter und vielen anderen Faktoren ab. Die Genauigkeitsergebnisse werden aus dem Vergleich meiner tatsächlichen Position mit der GPS-Position abgeleitet.

Ich hoffe das hilft.

Prost, A


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Und wie definieren Sie Genauigkeit?
Johanvdw

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Ich verwende Arcmap, um meine festen Testpositionen festzulegen und dann die Entfernung von den GPS-Positionen zu messen. Die Ergebnisse, die ich oben angegeben habe, sind Durchschnittswerte und gerundete Genauigkeitswerte für europäische Länder (hauptsächlich Großbritannien, Spanien und Deutschland)
Antony

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Dies sind die Ergebnisse von Tests, die im Oktober und Dezember 2014 durchgeführt wurden. Getestet wurden folgende GPS-Telemetrie, GPS-Datenlogger und ein tragbares GPS.

GPSFlight STX900e Telemetrie, integrierte GPS-Einheit ublox LEA-S5

BRB 900 MHz GPS Telemetrie, Lassen IQ Serie GPS Empfänger

TLA 900 MHz GPS Telemetrie, ublox 6 Serie GPS Empfänger

Holux 1200e GPS Datenlogger

Tripmate 852 GPS-Datenlogger, GPS-Chipsatz, MTK

Garmin etrex H

Die Benchmarks waren 2 State Survey Marks (SSM) im Abstand von 35 km in Sydney, Australien. Die Datenblätter für diese Marken wurden von NSW Spatial Exchange zur Verfügung gestellt. Die Vorrichtungen wurden 15 Minuten bei Markierung 1 und 30 Minuten bei Markierung 2 auf den Markierungen belassen.

Alle Geräte sind DGPS-fähig.

Alle verwenden Höhenangaben nach WGS 84

Note 1 (ca. 60% Himmelsblick)
Note 2 (ca. 80% Himmelsblick) Abweichung von Position, Höhe

GPSFlight 1 = 9,5 Fuß, 18,4 Fuß (7 Sats)
2 = 3,5 Fuß, 4,6 Fuß (10 Sats)

BRB 1 = 11,9 Fuß, 16,2 Fuß (7 Sats)
2 = 13,6 Fuß, 3,7 Fuß (10 Sats)

TLA 1 = 12,6 Fuß, 14,8 Fuß (7 Sats)
2 = 14,2 Fuß, 3,6 Fuß (10 Sats)

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

Tripmate 1 = 18,5 Fuß, 27,3 Fuß (7 Sats)
2 = 7,1 Fuß, 1,6 Fuß (10 Sats)

Garmin 1 = 45,6 Fuß, 10,8 Fuß (6 Sats)

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

Betrachtet man die Daten aus diesen Messwerten, so "driften" alle Positionsdaten dieser GPS-Einheiten um die statische Marke, ergeben aber im Durchschnitt eine für meine Zwecke sehr akzeptable Genauigkeit, IMO. Ich würde denken, dass diese Geräte für 1 Stunde stehen bleiben müssten, um sich richtig zu stabilisieren. Ich benutze diese GPS-Geräte auf Welt-Drachen-Höhenrekordflügen und in der von mir genutzten Fernzone und in Höhen bis zu 16.000 Fuß werden 12 oder sogar 13 Satelliten erfasst. Das ist weit mehr als die meisten Menschen in städtischen oder bewaldeten Gebieten zu sein scheinen. Mit jeder dieser Einheiten kann ich eine Genauigkeit von mehr als 0,08% über mein Höhenprofil erzielen. Wenn Sie eine höhere Genauigkeit wünschen, benötigen Sie eine Trimble Totalstation oder ein ähnliches Vermessungs-GPS mit zusätzlicher Erweiterung. Dies hängt davon ab, wie viel Sie bezahlen und wie Sie die Verwendung und die Einschränkungen verstehen. Menschen haben manchmal unrealistische Erwartungen an wunderbare Technologie zu einem unschlagbaren Preis. Ursprünglich habe ich vor 9 Jahren 600 US-Dollar für die GPSFlight-Telemetrie bezahlt. Der BRB lag bei 300 USD, der TLA bei 250 USD, der Garmin etrex bei 99 USD, der Holux bei 100 USD und der Tripmate bei 50 USD. Ich kann mich erinnern, dass handgehaltene, leicht verfügbare GPS-Geräte vor etwa 20 Jahren fast 800 US-Dollar kosteten. Sie werden immer billiger, aber ich kann nicht für die Qualität oder Genauigkeit aller billigen Geräte bürgen. Hersteller von GPS-Geräten für Endverbraucher erheben in der Regel Ansprüche von unter 3 Metern für die Position und von unter 5 Metern für die Höhe unter guten Bedingungen. Es scheint immer noch ein Riesenerfolg zu sein, wenn man sieht, dass diese Geräte Sie mit 40 Milliarden Quadratmetern in einem Umkreis von 10 Quadratmetern auf der Erdoberfläche platzieren können. Ursprünglich habe ich vor 9 Jahren 600 US-Dollar für die GPSFlight-Telemetrie bezahlt. Der BRB lag bei 300 USD, der TLA bei 250 USD, der Garmin etrex bei 99 USD, der Holux bei 100 USD und der Tripmate bei 50 USD. Ich kann mich erinnern, dass handgehaltene, leicht verfügbare GPS-Geräte vor etwa 20 Jahren fast 800 US-Dollar kosteten. Sie werden immer billiger, aber ich kann nicht für die Qualität oder Genauigkeit aller billigen Geräte bürgen. Hersteller von GPS-Geräten für Endverbraucher erheben in der Regel Ansprüche von unter 3 Metern für die Position und von unter 5 Metern für die Höhe unter guten Bedingungen. Es scheint immer noch ein Riesenerfolg zu sein, wenn man sieht, dass diese Geräte Sie mit 40 Milliarden Quadratmetern in einem Umkreis von 10 Quadratmetern auf der Erdoberfläche platzieren können. Ursprünglich habe ich vor 9 Jahren 600 US-Dollar für die GPSFlight-Telemetrie bezahlt. Der BRB lag bei 300 USD, der TLA bei 250 USD, der Garmin etrex bei 99 USD, der Holux bei 100 USD und der Tripmate bei 50 USD. Ich kann mich erinnern, dass handgehaltene, leicht verfügbare GPS-Geräte vor etwa 20 Jahren fast 800 US-Dollar kosteten. Sie werden immer billiger, aber ich kann nicht für die Qualität oder Genauigkeit aller billigen Geräte bürgen. Hersteller von GPS-Geräten für Endverbraucher erheben in der Regel Ansprüche von unter 3 Metern für die Position und von unter 5 Metern für die Höhe unter guten Bedingungen. Es scheint immer noch ein Riesenerfolg zu sein, wenn man sieht, dass diese Geräte Sie mit 40 Milliarden Quadratmetern in einem Umkreis von 10 Quadratmetern auf der Erdoberfläche platzieren können. Sie werden immer billiger, aber ich kann nicht für die Qualität oder Genauigkeit aller billigen Geräte bürgen. Hersteller von GPS-Geräten für Endverbraucher erheben in der Regel Ansprüche von unter 3 Metern für die Position und von unter 5 Metern für die Höhe unter guten Bedingungen. Es scheint immer noch ein Riesenerfolg zu sein, wenn man sieht, dass diese Geräte Sie mit 40 Milliarden Quadratmetern in einem Umkreis von 10 Quadratmetern auf der Erdoberfläche platzieren können. Sie werden immer billiger, aber ich kann nicht für die Qualität oder Genauigkeit aller billigen Geräte bürgen. Hersteller von GPS-Geräten für Endverbraucher erheben in der Regel Ansprüche von unter 3 Metern für die Position und von unter 5 Metern für die Höhe unter guten Bedingungen. Es scheint immer noch ein Riesenerfolg zu sein, wenn man sieht, dass diese Geräte Sie mit 40 Milliarden Quadratmetern in einem Umkreis von 10 Quadratmetern auf die Erdoberfläche bringen können.


Wirklich interessante Daten - um nur zu bestätigen, sind die "Abweichungs" -Werte die tatsächlich gemessenen Abweichungen gegenüber den staatlichen Umfragemarken? Haben Sie nach 15/30 Minuten mehrere oder nur eine Messung durchgeführt?
Simbamangu

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Realistisch gesehen können Sie mit einem modernen GPS-Empfänger mit Vermessungsqualität mit statischer Nachbearbeitung und mehreren Stunden nachbearbeiteter Daten innerhalb von Sekunden auf wenige Zentimeter über RTK oder auf wenige Millimeter herunterfahren.

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