Havainto: GPS-paikannuksen käytännön tarkkuus
Arto Kojo
GPS-virheen suuruus liikkeessä oltaessa, esimerkki 6.-10.12.2002
Purin autogepsistä joulukuun alkupäivien trackin pois ja plottasin tarkalle
kartalle.
Huomasin muita asioita etsiessäni kiinnostavan yksityiskohdan:
Liikenneympyrän kohdalla
gepsillä on selviä vaikeuksia sekunnin päivitysvälin vuoksi pysyä liikkeen
suunnassa ja
kiinni ja tulee virheitä. Lisäksi virhepaikannusta tapahtuu näköjään myös
suoralla tiellä.
Onnistuneista paikannuksista, siis 10 metrin tarkkuudella kohdallaan
olevista viivoista,
voi päätellä, että alla olevan kartan kalibrointi ainakin on erittäin
tarkasti kohdallaan.
Suurin yksittäinen virhe viiden päivän aikana tehdyssä otoksessa oli 70
metriä, näinä aikoina,
jolloin otaksutaan gepsin (aina) kykenevän jopa 10 metrin tarkkuuksiin.
Marraskuun ja lokakuun
vastaavissa käppyröissä, jotka myös kiinnostuksen herättyä plottasin
näkyviin, yleinen tarkkuus
oli varsin napakasti kohdallaan, mutta maksimivirheet olivat niissäkin 50-80
metrin luokkaa.
Laite on Garmin eMap v2.62, jossa ulkoinen autoantenni, teiden varsilla
melko esteetön näkyvyys
taivaalle, ei siis mitään puukujaa, kerrostaloja tms. tien vieressä. Lisäksi
suurimmat virheet
olivat kaikki eri kohdissa esimerkkialuetta.
Kuva: http://fff.neutech.fi/Gps/Images/gpserror_dec2002.jpg
Kuva: http://fff.neutech.fi/Gps/Images/gpserror_nov2002.jpg
Kuva: http://fff.neutech.fi/Gps/Images/gpserror_oct2002.jpg
--ako
Jani Uusi-Rantala
news:atesqf$i9o$1...@gandalf.alcom.aland.fi...
Itse olen käyttänyt kannettavaa tietokonetta ja pretecin compactgps-korttia
ulkoisen antennin kanssa autossa. Karttana Genimapin GT 2001. Kertaakaan ei
ole pudonnut tieltä tuo plottaus edes kaupunkikartoilla... liikenneympyrässä
tuo on mahdollista kyllä koska kehä on niin pieni ja vauhtia yleensä
mutkassa paljon mutta jotain muuta vikaa on ollut jos 80 metriä heittää.
Muistatko millainen sää oli tuolloin? Täytyy varmaan lähteä ajelemaan
liikenneympyrää ympäri :)
- Jani U-R
Markku K
"Arto Kojo" <arto...@POISTAkalastus.com> wrote in message
news:atesqf$i9o$1...@gandalf.alcom.aland.fi...
>
Kuulemm 11.9.2001 jälkeen GPS satelliittien lähettämää signaalia on hieman
viritelty alaspäin...
Mika Latokartano
"Markku K" <som...@somewhere.no> wrote in message
news:atfb1j$rtg$1...@ousrvr3.oulu.fi...
> Kuulemm 11.9.2001 jälkeen GPS satelliittien lähettämää signaalia on hieman
> viritelty alaspäin...
Voisitko tarjota tälle tiedolle jonkin lähteen?
- Mika L
Pentti Lajunen
"Arto Kojo" <arto...@POISTAkalastus.com> writes:
> GPS-virheen suuruus liikkeessä oltaessa, esimerkki 6.-10.12.2002
>
> Purin autogepsistä joulukuun alkupäivien trackin pois ja plottasin tarkalle
> kartalle.
> Huomasin muita asioita etsiessäni kiinnostavan yksityiskohdan:
> Liikenneympyrän kohdalla
> gepsillä on selviä vaikeuksia sekunnin päivitysvälin vuoksi pysyä liikkeen
> suunnassa ja
> kiinni ja tulee virheitä.
Joo, kaarteet on aika pyllystä näille gepseille. Itse kokeilin kerran
kävellä(! eli nopeuskaan ei ollut kuin 5km/h) muutaman kierroksen
400 metrin juoksurataa ympäri kun tsekkasin mitatun matkan tarkkuutta
ja samalla tuli sitten piirrettyä ruudulle reittiä. Matkatarkkuus
oli ihan ok. 1. kierroksella tais jäädä vajaaksi pari kolme metriä,
seuraavalla menikin sitten yli metrin tai pari ja kolmannella
jäi jälleen vajaaksi saman verran. Mutta kulkureitti näytöllä
muistutti kaarteiden osalta jonkun 3-vuotiaan ensimmäistä yritystä
piirtää ympyrä...
--
Paikka on varattu
vali deille
an uksille
pekka
> jäi jälleen vajaaksi saman verran. Mutta kulkureitti näytöllä
> muistutti kaarteiden osalta jonkun 3-vuotiaan ensimmäistä yritystä
> piirtää ympyrä...
>
Eikös joissain gepseissä ole mahdollisata valita reittipiirrolle useita
vaihtoehtija, tiheä päivitys = tarkka viiva ja muisti nopeasti täynnä eli
lyhyt tallennusmatka ja hitaampi päivitys = kulmikkaampi reitti ja pitempi
tallennuskapasiteetti. Ainaskin muistelen, omat vehkeet kun on viime
vuosituhannelta.
t. pekka
Jari Kielinen
<plaj...@kondori.hut.fi> wrote:
>"Arto Kojo" <arto...@POISTAkalastus.com> writes:
>> GPS-virheen suuruus liikkeessä oltaessa, esimerkki 6.-10.12.2002
>> gepsillä on selviä vaikeuksia sekunnin päivitysvälin vuoksi pysyä liikkeen
>> suunnassa ja
>> kiinni ja tulee virheitä.
>
>Joo, kaarteet on aika pyllystä näille gepseille. Itse kokeilin kerran
>kävellä(! eli nopeuskaan ei ollut kuin 5km/h) muutaman kierroksen
Eräs selitys voisi olla se, että GPS:t käyttävät nk. Kalman-suodinta
paikkatiedon laskentaan. Kun liikkeen suunta muuttuu, heikkenee
paikkatiedon tilastollinen tarkkuus. Selitystä aiheesta löytyy esim.
http://www.cs.unc.edu/~welch/kalman/Levy1997/index.html
>400 metrin juoksurataa ympäri kun tsekkasin mitatun matkan tarkkuutta
>ja samalla tuli sitten piirrettyä ruudulle reittiä. Matkatarkkuus
>oli ihan ok. 1. kierroksella tais jäädä vajaaksi pari kolme metriä,
>seuraavalla menikin sitten yli metrin tai pari ja kolmannella
>jäi jälleen vajaaksi saman verran. Mutta kulkureitti näytöllä
>muistutti kaarteiden osalta jonkun 3-vuotiaan ensimmäistä yritystä
>piirtää ympyrä...
Matkan tarkkuus oli ihan hyvä, mutta tuon näytölle piirtyvän reitin
muoto riippuu siitä millä periaatteella ko. laite tallettaa
kulkureitin pisteitä. Joissakin gepseissä tuota voi säätää.
Jari
Janne Sinkkonen
Kartelle piirrettyjen reittien tarkkuuteen vaikuttavat monet asiat,
joita on täällä jo tullut lueteltuakin:
1. "Tracklogiin" ei tule kaikkia paikannuksia vaan tilan säästämiseksi
vain muutamia sieltä sun täältä. Loggaustarkkuutta voi usein säätää
tilankäytön kustannuksella.
2. Ns. dead reckoning yrittää arvata liikkuvan vastaanottimen paikkaa
vaikkei paikannustietoa olekaan käytettävissä. Virheitä voi tulla.
3. Kalman-suotimet tms. peräkkäisiä paikannuksia huomioivat tavat
laskea käyttäjälle näkyviä paikannuksia. Suotimien parametrit on
yleensä optimoitu tyypillisille liikeradoille. Suotimet parantavat
keskimääräistä paikannustarkkuutta, mutta huonontavat tarkkuutta
epätyypillisissä olosuhteissa.
Lisäksi GPS-paikannuksesta yleensä:
4. Aina täytyy muistaa että paikannus on luonteeltaan tilastollista.
Ei pelkälle GPS:lle voi luvata minkäänlaista tarkkuutta
yksittäispaikannusten osalta. Kaikki arviot paikannustarkkuudesta ovat
luottamusvälejä (tai -ympyröitä) joiden sisälle virhe tietyllä
_todennäköisyydellä_ asettuu. JOskus on huono tuuri, ts. kaikki
virhetekijät summautuvat ja mennään reippaasti pihalle.
5. Paikannus voi näyttää stabiililta, mutta ionosfääri aiheuttaa
signaaleiden kulkuun viiveitä jotka vaihtelevatkin hitaasti. Tänään
voidaan olla GPS:n mukaan 1m tarkuudella samassa pisteessä
stabiilisti, mutta huomenna 10m sivussa ja taas yhtä
stabiilisti. Ilmiö korostuu auringon aktiivisuuden huippuaikoina, ja
onhan noita revontulia nyt ollut. Paikannustarkkuus tulee siis pelkkää
lyhyen ajan paikannusstabiiliutta tuijottamalla helposti yliarvioitua.
--
Janne
Pentti Lajunen
Reittiviivan asetuksia en muistaakseni tarkistanut, mutta mulla oli
aluksi kylläkin virransäästötila päällä, mikä vähentää laskentaa.
Kokeilin sitten uudelleen täydellä laskentateholla eikä se tuntunut
vaikuttavan mitenkään viiveisiin suunnanmuutoksissa. Ja nuo viiveet
nimenomaan nähdäkseni olivat pääsyy reittiviivan kulmikkuuteen.
K Magnusson
Arto Kojo <arto...@POISTAkalastus.com> kirjoitti
viestissä:atesqf$i9o$1...@gandalf.alcom.aland.fi...
>
> GPS-virheen suuruus liikkeessä oltaessa, esimerkki 6.-10.12.2002
>
> Suurin yksittäinen virhe viiden päivän aikana tehdyssä otoksessa oli 70
> metriä, näinä aikoina,
> jolloin otaksutaan gepsin (aina) kykenevän jopa 10 metrin tarkkuuksiin.
> Marraskuun ja lokakuun
> vastaavissa käppyröissä, jotka myös kiinnostuksen herättyä plottasin
> näkyviin, yleinen tarkkuus
> oli varsin napakasti kohdallaan, mutta maksimivirheet olivat niissäkin
50-80
> metrin luokkaa.
>
>
> --ako
>
Minulla on aivan samansuuntaisia havaintoja ja vieläpä kävelyvauhdissa. Siis
olen aina silloin tällöin hurtan kanssa kävellessäni avonaisessa maastossa
noin 5 km lenkin testannut GPS:n tarkkuuta piirtämällä reitin ruudulle ja
vertaamalla sitä edellisenä päivänä piirrettyyn aivan saman lenkin jälkeen.
Yleensä viivat piirtyvät hyvin tarkasti päällekkäin jyrkkiä mutkia
lukuunottamatta. Kyseessä on vanha Garmin-12 ja siinä plotteriruudun
lukematarkkuus parhaimmillaan on luokkaa 10m ja jälkien etäisyys toisistaan
jäävät siis yleensä tämän sisälle, eli tarkkuus lienee useimmiten 10m tai
alle. Mutta aina silloin tällöin (ei edes jokaisella kävelylenkillä)
tarkkuus putoaa lyhyeksi aikaa (alle minuutiksi) johonkin 60-70 metriin.
Tämä voi myös tapahtua edetessä reipasta kävelyvauhtia (6-7 km/h) aivan
suoraan.
Nykyäänhän USA:n hallitus antaa tarkkuuslupaukset GPS:n
siviilisignaalillekin (SPS) ja ne ovat seuraavat:
- keskimääräinen globaali tarkkuus 95% ajasta horisontaalisesti 22m ja
vertikaalisesti 22m
- huonoin keskimääräinen tarkkuus (worst case) 95% ajasta horisontaalisesti
36m ja vertikaalisesti 77m
Täältä pdf -dokusta löytyvät nuo lupaukset. Siellä on vaikka minkälaisia
reunaehtoja ja muutenkin teksti on aika kryptistä ja selvästikin juristien
viimeistelemää:
http://www.navcen.uscg.gov/gps/geninfo/2001SPSPerformanceStandardFINAL.pdf
KM
Janne Sinkkonen
> Nykyäänhän USA:n hallitus antaa tarkkuuslupaukset GPS:n
> siviilisignaalillekin (SPS) ja ne ovat seuraavat:
> - keskimääräinen globaali tarkkuus 95% ajasta horisontaalisesti 22m
> ja vertikaalisesti 22m
> - huonoin keskimääräinen tarkkuus (worst case) 95% ajasta
> horisontaalisesti 36m ja vertikaalisesti 77m
>
> Täältä pdf -dokusta löytyvät nuo lupaukset. Siellä on vaikka
> minkälaisia reunaehtoja ja muutenkin teksti on aika kryptistä ja
> selvästikin juristien viimeistelemää:
> http://www.navcen.uscg.gov/gps/geninfo/2001SPSPerformanceStandardFINAL.pdf
Huonoin tarkkuus taitaa olla "Worst site positioning domain accuracy"
eli globaalisti huonoimman paikan paikannustarkkuus.
Lisäksi kaikki luvut ovat "all-in-view" eli oletetaan että
satelliitteihin on esteetön näkyvyys.
Virallisten lukujen kannalta ei siis ole ihme jos metsässä tai
kaupungissa talojen keskellä ei aina päästä kymmenen metrin
tarkkuuteen.
--
Janne
Nils Rostedt
tuloksia. Varsinkin suuremmilla nopeuksilla Ozin tracklistin ilmoittamat
hetkittäisnopeudet vaihtelevat esim 100-160 km/h vaikka olen ajanut suoraan
tasaisella vauhdilla.
Tarkoituksenani olisi Excelin avulla tutkia tracklogeja ja esim.
keskiarvoistamisen avulla saada selville oikea nopeus ko. tapauksessa. Mutta
tähän tarvitaan muutama muunnoskaava. Kysyn siksi mitkä ovat ne kaavat,
jolla päästään Ozin .plt-tiedoston tiedoista Ozin. "Track list"- ikkunan
ilmoittamiin tietoihin.
Eli, esimerkkinä pari riviä .plt tiedostosta:
(Leveys ja pituus desim. asteena, ?, korkeus, ?, päivämäärä, kellonaika)
60.135417, 24.845317,0, 66,37520.3345291, 21-Sep-02, 08:01:43
60.134883, 24.848767,0, 43,37520.3351743, 21-Sep-02, 08:02:39
60.134350, 24.852233,0, 26,37520.3358022, 21-Sep-02, 08:03:33
Ja tässä vastaavat tiedot Tracklist-ikkunassa, eli nämä haluaisin
Excel-taulukkoon:
Latitude Longitude Alt(ft) Date Time
Dist(m) KPH Hdg
60 08 07.5 24 50 43.1 66 21-Sep-02 10:01:43
60 08 05.6 24 50 55.6 43 21-Sep-02 10:02:39 200.9 13.0
107.2
60 08 03.7 24 51 08.0 26 21-Sep-02 10:03:33 201.7 13.4
107.1
Tarvitsen siis kaavat joilla lasketaan välimatka ja nopeus kahden
lokipisteen välillä. Mieluimmin kolmessa ulottuvuudessa, koska käytän GPS:ää
myös lentäessä. Kiitos etukäteen tiedoista!
- NIls
Peter Andersson
taulukko laskee etäisyyksiä maanpinnalla "maapallolla"
joka on pannukakku.
Kaavat on otettu tästä:
http://www.maanmittauslaitos.fi/inc/OpenFile.asp?docid=411
--
Peter
"Nils Rostedt" <sailor...@dlc.fi> wrote in message
news:atftun$13f6lb$1...@ID-88261.news.dfncis.de...
Frank
liikaa pohjoisessa ja ongelma oli enemmänkin pysyvää luokkaa.
Keskieuroopassa se heitto olikin sitten enää 10-20m luokkaa.
Pauli Perala
> GPS-virheen suuruus liikkeessä oltaessa, esimerkki 6.-10.12.2002
Pieniä virheitä sulla, itselle on käynyt jo kolme kertaa niin, että
GPS on ilmoittanut varsin kunnioitettavia nopeuslukemia 11 vuotta
vanhalle Opelixille. Mach 3,5 taitaa olla ennätys. Yhden kerran sattui
olla tracking päällä joten jotain jäi muistoksikin. Gepsin mielestä oltiin
menossa jossain gotlannin nurkilla
18.48282,57.96657,2002/11/27 06:28:26,1
kun oikea paikka olisi ollut Tre/Rusko (N61.45294 E 23.88625 WGS84)
eli etäisyysvirhe oli 491.3 km. Kaiken huipuksi gps oli ihan tyytyväinen
määrittelemäänsä sijaintiin koko työmatkan (5 km) ajan. Eli pääteasema oli
17.90381,55.53535,2002/11/27 06:34:55,0
Matka siis 272.4 km ja keskinopeus 2522 km/h.
Kaikki 3 sekoamista on tapahtunut samoilla nurkilla (+-500m) ja aina
autossa. Polkupyöräillessä/kävellessä paikka saattaa hukkua hetkeksi
katveiden takia mutta koskaan laite ei ole lähtenyt väittämään olevansa
jossain ihan muualla, kuten autossa on tapahtunut. Laite on autossa
kojelaudalla telineessä, eikä se esim. 160 km matkalla pohjanmaalle
hukannut satelliitteja kertaakaan. Ainiin, gps on Etrex Legend jos
jotakuta kiinnostaa.
- Pauli Perälä
Matti Suorsa
Peter Andersson <p...@Xiki.fi> wrote in message
news:28QK9.414$4d...@read3.inet.fi...
> katso http://peterand.dns2go.com/pub/dist/EUREF_KKJ.xls
> taulukko laskee etäisyyksiä maanpinnalla "maapallolla"
> joka on pannukakku.
> Kaavat on otettu tästä:
> http://www.maanmittauslaitos.fi/inc/OpenFile.asp?docid=411
>
> --
> Peter
>
> "Nils Rostedt" <sailor...@dlc.fi> wrote in message
> news:atftun$13f6lb$1...@ID-88261.news.dfncis.de...
> > Latitude Longitude Alt(ft) Date Time
> > Dist(m) KPH Hdg
> >
> > 60 08 07.5 24 50 43.1 66 21-Sep-02 10:01:43
> > 60 08 05.6 24 50 55.6 43 21-Sep-02 10:02:39 200.9
> 13.0
> > 107.2
> > 60 08 03.7 24 51 08.0 26 21-Sep-02 10:03:33 201.7
> 13.4
> > 107.1
> >
> > Tarvitsen siis kaavat joilla lasketaan välimatka ja nopeus kahden
> > lokipisteen välillä. Mieluimmin kolmessa ulottuvuudessa, koska käytän
> GPS:ää
> > myös lentäessä. Kiitos etukäteen tiedoista!
> >
> > - NIls
En tiedä, mitä kaikkia kaavoja sinä tarvitset, mutta kysy sitten lisää. Kai
sinä jotain tiedät itsekin ;-) Noista Peterin linkeistä ei liene sinulle
paljoa apua, koska et tarvinne muuntokaavoja eri koordinaattien välille,
etkä luultavasti noin-matkoja poikki Suomen.
Ymmärrän asian niin, että tarvitset kaavoja, joilla voit laskea kahden
pisteen välinen suhteellinen matka ja nopeus, joita sitten voit verrata
johonkin muuhun kahden pisteen väliseen matkaan. Matkat ovat käsittääkseni
kohtalaisen lyhyitä. Absoluuttisia matkoja et varmaan tarvinne, vaan
tarvittaessa voit korjata lukemia jollakin arvioidulla korjauskertoimella.
Mielestäni tuo kolmiulotteinen laskeminen ei juuri hyödytä, sillä
esimerkiksi nousunopeus 500 ft/min antaa matkanopeudella 100 km/h nousuksi
noin 10%, joka tekee matkassa noin 0,5%.
Kun tunnet pisteen 1 koordinaatit (LAT1,LON1) ja pisteen 2 koordinaatit (LAT
2,LON2), saat niiden välisen etäisyyden merimaileissa. Yhtälö löytyy
sivustoltani www.kolumbus.fi/matti.suorsa/ hakemalla Pasaatituulentien
kautta luku Navigointi
D = arc cos (sin LAT1 sin LAT2 + cos LAT1 cos LAT2 cos (LON2 - LON1)) 60
MSa
Peter Andersson
"Matti Suorsa" <msu...@megabaud.fi> wrote in message
news:ati372$kiv$1...@phys-news1.kolumbus.fi...
http://www.census.gov/cgi-bin/geo/gisfaq?Q5.1
"An UNRELIABLE way to calculate distance on a spherical Earth is the
Law of Cosines for Spherical Trigonometry
** NOT RECOMMENDED **
a = sin(lat1) * sin(lat2)
b = cos(lat1) * cos(lat2) * cos(lon2 - lon1)
c = arccos(a + b)
d = R * c
Although this formula is mathematically exact, it is unreliable for
small distances because the inverse cosine is ill-conditioned."
--
Peter
JP
kommentit olivat täyttä asiaa ! Hyvä Janne.
- JP
Matti Suorsa
Peter Andersson <p...@Xiki.fi> wrote in message
>
> "Matti Suorsa" <msu...@megabaud.fi> wrote in message
> news:ati372$kiv$1...@phys-news1.kolumbus.fi...
> >
> http://www.census.gov/cgi-bin/geo/gisfaq?Q5.1
>
> "An UNRELIABLE way to calculate distance on a spherical Earth is the
>
> Law of Cosines for Spherical Trigonometry
> ** NOT RECOMMENDED **
>
> a = sin(lat1) * sin(lat2)
> b = cos(lat1) * cos(lat2) * cos(lon2 - lon1)
> c = arccos(a + b)
> d = R * c
>
> Although this formula is mathematically exact, it is unreliable for
> small distances because the inverse cosine is ill-conditioned."
> --
> Peter
Edellä olevassa asiassa olet aivan oikeassa samoin kuin Bob Chamberlain
mainitsemassasi linkissä.
Itsekin olen joutunut usein painiskelemaan saman asian kanssa. Olen päätynyt
sellaiseen arvioon, että jos käytössäsi on laskin, joka näyttää kymmenen
merkitsevää numeroa, on lyhyimmän tarkastettavan kaaren oltava vähintään
0,1':n pituinen (= noin 200 m maanpinnalla). Tarkastettavassa tehtävässä
tulee siis kysymykseen vähintään vastaavan suuruiset poikkeamat, jotta
voitaisiin saada jonkin asteinen vertailukohta. Huomautan tässä
mahdollisille pilkun viilaajille ;-), että saadut lukemat (vaikkakin ovat
verraten lähellä oikeita) ovat vain vertailukelpoisia keskenään.
Kun kyseessä on pienemmät etäisyydet, tarkempaan tulokseen voitaisiin päästä
käyttäen Pythagoraan lausetta. Tätä voitaisiin yksinkertaisimmin soveltaa
Helsingin korkeudella laskemalla kahden annetun pisteen latitudien ja
longitudien erotukset ja jakamalla jälkimmäinen kahdella. Näin saadut luvut
ovat suorakulmaisen kolmion kateetteja ja hypotenuusa olisi haettu etäisyys.
Viimeiksi jouduin vastaavan asian kanssa tekemisiin laskiessani, kuinka
meridiaanin kaariminuutin pituus muuttuu ekvaattorin ja napojen välillä.
Aiheesta on kirjoitus linkissä www.kolumbus.fi/matti.suorsa/ , hakemalla
'Jokaiselle jotakin' kautta 'Kaariminuutin pituus' ja käyttäen edelleen
linkkiä "...löytyy muun muassa kotisivultani." Siinä asiassa päädyin
empiiristä tietä tulokseen, että kaariminuutin pituuden muutos noudattaa
sinikäyrää latitudin funktiona, kunhan ensin on saatu laskettua
kaariminuutin pituus ekvaattorilla ja navoilla. En ole tätä pystynyt
matemaattisesti todistamaan, joten vapaaehtoisille riittää puuhaa!
MSa