Opencaching Polska - Forum

Ponieważ w wypowiedziach na googlegruppe (http://groups.google.pl/group/opencachi ... 26a7?hl=pl) pojawiło się kilka nieścisłości, to może lekko doprecyzuję.

Dokładność pomiaru garmina wyświetlana -> powiedzmy 4m, oznacza, że mamy 50% szans na to, że rzeczywista współrzędna z prawdopodobieństwem 50% znajduje się w kole o promieniu 4m od wyświetlonych przez nasz odbiornik współrzędnych. To gdzieś kiedyś wyczytałem i głowy nie dam. Natomiast większość odbiorników innych firm, zwłaszcza geodezyjnych, dokładność podaje ze znacznie wyższym poziomem ufności. Bo zależnie od producenta, jest to 66%-95%. W zasadzie łatwo to sprawdzić, bo to jedna z podstawowych danych technicznych, i nawet jeśli nie ma jej w instrukcji, to producent powinien nam ją podać w jakiś inny sposób.

Co do DOP (dilution of precision) http://pl.wikipedia.org/wiki/Dilution_of_precision 0 tyle wiki, i na tym przykładzie widzimy, że nie zawsze jej ufać można, bo zasadniczo wypisuję bzdury i danych jest znacznie za mało. Polecałbym lekturę źródeł poważniejszych np: prof Śledzińskiego (http://www.geoforum.pl/pages/index.php? ... fa_gps_cz6)
Abstrahując od czysto technicznego slangu typu pomiar faz, kodu, pseudoodległosci itd, pomiar GPS to nic innego jak wcięcie liniowe wstecz.
Żeby to obrazowo wyjaśnić -> to tak, jakbyśmy chcieli określić współrzędne punktu znając odległości do punktów o znanych współrzędnych na powierzchni ziemi. Jeśli tych punktów jest mniej niż 3 - naszej pozycji nie możemy wyliczyć (mamy dwa wyniki), przy 3 punktach, już nam coś wychodzi, przydałoby się więcej, żeby móc mówić o pomiarze dokładności. GPS w odróżnieniu od pomiarów na ziemi, ma więcej niewiadomych, bo aż 4 (B,L,h -czyli współrzędne-oraz czas) więc satelitów do wyznaczenia pozycji potrzebujemy przynajmniej 4. Cztery równania, 4 niewiadome. Niby bez wysokości wystarczyłyby 3.
I to jest jedno minimum.
PDOP, który wg mnie jest parametrem najważniejszym, to odwrotność objętości ostrosłupa, którego wierzchołkami są 4 satelity brane do obliczenia pozycji i nasza pozycja. Co za tym idzie - jest to jednostka bezwymiarowa i nie można jej przeliczyć na błąd, dodatkowo nie potrzeba odbiornika GPS żeby tą wartość znać. Wystarczy pozycja B i L.
Na jej podstawie można przy wykorzystaniu kilku darmowych i kilku płatnych programów zaplanować sobie czas pomiaru.
Im wartość PDOPu mniejsza - tym lepiej. W zasadzie przy pomiarze, jeśli PDOP jest wyższy niż 5-6 nie powinno się pomiarów brać pod uwagę.

Mam nadzieję, że to wyjaśnia wątpliwości

Teraz coś o metodyce pomiaru, czyli jak mierzyć, żeby osiągnąć najwyższą dokładność.
Bez zbędnego utrudniania, pomiarów co kilka (które nic nie dają ) dni itd.
Najważniejsze są 3 rzeczy -
1. Dobra widoczność satelitów - odkryte niebo
2. Niski PDOP
3. Wykonanie pomiaru sprawdzającego po ok 4 godzinach. Można to zrobić jeszcze raz, po kolejnych 4 godzinach.

ad1 - wiadomo, jak mało satelitów, to albo nie będziemy mieć pozycji, albo będzie mniej dokładna.
ad2 - jak pisałem wyżej. Im PDOP niższy, tym wyższy poziom zaufania.
ad3 - co tyle mniej więcej zmienia się konstelacja satelitów. Czyli na niebie widzimy zupełnie nowy układ satelitów.

I jeszcze czemu pomiar następnego dnia jest zbędny - bo po 24 godzinach od pomiaru, będziemy mieli prawie ten sam układ satelitów.
Dużo bardziej pomocny jest pomiar po 4 godzinach, niż po 24.

Jeśli są jakieś pytania, postaram się odpowiedzieć.

Jak jest z tym HDOP - tak jak pisza w Wiki ?

Wartości HDOP poniżej 3 oznaczają wysoki poziom precyzji odczytu, natomiast powyżej 10 mogą być przydatne jedynie przy orientacyjnym ustalaniu położenia.

http://wiki.opencaching.pl/index.php/HDOP

HDOP, to odmiana "płaska" PDOPu, można korzystać i z niej. Też im niższa tym lepsza. Natomiast wskazuje jedynie na zaufanie do pomiaru pozycji, bez wysokości. Dlatego uważam, że PDOP jest lepszym wskaźnikiem mówiącym o jakości pomiaru.

Pytam o HDOP bo mi OziCE wlasnie ten parametr pokazuje

ZYR pisze: PDOP [...] to odwrotność objętości ostrosłupa, którego wierzchołkami są 4 satelity brane do obliczenia pozycji i nasza pozycja.

I wszystko jasne

Ja mam pytanie - jak najprościej w terenie mogę sprawdzić HDOP lub PDOP?

toczygroszek pisze:Ja mam pytanie - jak najprościej w terenie mogę sprawdzić HDOP lub PDOP?

Patrząc na GPS ? U mnie podaje ....

A gdzie się trzeba patrzeć? (Vista HCx)

Z tego co wiem, garmin takiej opcji nie ma. Ja nie znalazłem, ani w menu normalnym (w żadnych polach danych) ani w serwisowym.
Przed wypadem możesz zaplanować, o której godzinie najlepiej mierzyć.
Ja tak robię dość często. Co prawda z nieco innym odbiornikiem , ale wiedza, o której godzinie mierzyć najlepiej, jest dość cenna.
Darmowy program można pobrać np tu: http://www.leica-geosystems.com/corpora ... m?cid=2930
Ważne aby dość często aktualizować almanac, bo satelity lubią się psuć
Można planować na wiele dni naprzód, wpisując przybliżone współrzędne B i L. Można dodawać "przeszkody" zasłaniając wirtualnie horyzont. Wyłączać satelity, zmieniać horyzont itd.
Program wygląda tak:


Oprogramowania do takiego planowania jest sporo, jeśli ktoś nie chce używać tego konkretnego.

To chyba jednak pozostanę przy kilkakrotnym uśrednianiu w terenie

W każdym razie dzięki.

Widać, że Kolega ZYR jest pod wrażeniem teorii geodezyjnych odnośnie zastosowań GPS. I chociaż większość podanych wniosków jest teoretycznie zasadna, to jednak w zastosowaniach amatorskich wydaje się być trochę sztuką dla sztuki. Programy do planowania czasu obserwacji już dawno wyszły nawet z praktyki geodezyjnej, a to dlatego, że przy obecnej liczbie satelitów dobre warunki do pomiaru są praktycznie przez całą dobę. Łatwo się o tym przekonać właśnie przy pomocy sugerowanego programu do planowania czasu pomiaru. Będzie to jeszcze bardziej widoczne, jeśli zadać maskę na elewację satelitów nie 15 stopni, jak na podanym zrzucie ekranu, a co jest stosowane w geodezji, tylko 7-8 stopni, jak jest najczęściej ustawiane fabrycznie w urządzeniach amatorskich. Wykresy wszystkich współczynników będą pokazywać bardzo niskie wartości przez całą dobę, więc co tu planować - żeby PDOP był 1.1, a nie 1.6? Wyjątkiem może być chęć pomiaru w bardzo ciężkich warunkach horyzontu, tylko wtedy planowanie godziny pomiaru może mieć sens.

Na temat uśredniania pomiarów też mam trochę inny pogląd. Przede wszystkim dość oryginalny w praktyce wydaję się pomysł, aby współrzędne jakiegoś punktu na trasie weryfikować po kilku godzinach. W czasie wyprawy rzadko zdarza się, żeby była ku temu okazja, chyba że będzie to cel sam w sobie. Poza tym konstelacja satelitów jest bardzo istna ale tylko w geodezji, ponieważ inne błędy systemu są tu eliminowane przez odbiorniki, technologię pomiaru i numeryczne opracowanie wyników. W zastosowaniach amatorskich, przy tzw. bezwzględnym pomiarze GPS, konstelacja satelitów jest tylko jednym z wielu czynników decydujących o jakości uzyskanych współrzędnych i w przeciętnych warunkach pomiaru chyba wcale nie najważniejszym czynnikiem. Wpływ mają też warunki jonosfery i troposfery, odbicia sygnałów, błędy orbit i zegarów satelitów, model i firmware chipsetu, czułość anteny itd. itd. Wszystko to powoduje, że w każdej chwili współrzędne pływają w pewnym zakresie nawet przy jednakowej konstelacji satelitów. W przeciągu kilku sekund współrzędne mogą zmienić się o kilka metrów. Może tego nie widać dobitnie na odbiorniku, który pokazuje szerokość i długość geograficzną - trzeba zwrócić uwagę na skoki cyfr po kropce dziesiętnej i uwzględnić, że jedna sekunda to jest prawie 30 m w terenie. Widać lepiej, jeśli urządzenie można przestawić na pokazywanie x,y w jakimś układzie współrzędnych płaskich. Oczywiście można to obserwować tylko wtedy, gdy w setupie modułu GPS wyłączona jest opcja Static Navigation. Jeszcze bardziej przemawia poniższy obrazek,

który zaczerpnąłem ze strony http://numerus.net.pl . Pochodzi z testu dokładności modułu GPS będący w funkcjach programu GPS4pl. Widać tu jak rejestrowana pozycja cały czas pływa w pewnym zakresie. Wynika stąd wniosek, że uśredniać warto również pomiary bardzo bliskie czasowo. Ważne jest, żeby chwilowe odchylenia od średniej były możliwie małe, a to głównie zależy od jakości anteny. Robiłem kiedyś porównanie wskazań dwóch PDA ustawionych w tym samym czasie jeden obok drugiego, oba tej samej firmy i z jednakowym chipsetem GPS. Różniły się tylko rodzajem anteny - różnice współrzędnych w niektórych momentach osiągały 5 m.

To nie teoria. Ja opieram swoje wywody na jakimś tam doświadczeniu. Fakt - nabranym przy pomiarach geodezyjnych i takimiż też odbiornikami.
A właśnie te teorie, z grona wielu innych, o których można poczytać na portalach geodezyjnych, są IMO słuszne.

Natomiast zastosowanie praktyczne - to zupełnie inna sprawa.
Ja wróciłem po 4 godzinach do kesza może ze 3-4 razy, kiedy warunki faktycznie miałem kiepskie. Kilka razy mierzyłem odbiornikiem geodezyjnym położenie kesza. Zwykle robię "uśrednij pozycję" przez około 5minut - tyle ile zajmuje podpisanie logbooka i schowanie skrzynki.
I jeszcze mi się nie zdarzyło, żeby ktoś napisał w logu do mojej skrzynki że pomiar niedokładny, albo współrzędne walnięte.

W zasadzie całość napisana bardziej jako ciekawostka oraz dlatego, że kilka razy takie pytanie wypłynęło.

Witam serdecznie,

W ciągu najbliższych paru dni zamierzam założyć moją pierwszą skrzynkę, więc jestem zainteresowany tematem dokładności pomiaru.

Czy wiecie coś na temat oprogramowania podającego PDOP/HDOP na systemy Android? (używam telefonu G1).

Alternatywnie może ktoś mógłby podać jakieś oprogramowanie uśredniające pozycję GPS (podobne do pokazanego tu Numerusa)?

Z góry dziękuję,

Niektóre odbiorniki mają możliwość ustawienia takich wartości jak na przykład :
Minimum SV (Satellites Visible) Elevation - czyli minimalny kąt pomiędzy horyzontem a używanym satelitą. Najlepsza wartość moim zdaniem około 5 stopni. Nie może być za duża ani za mała, należy samemu wyszukać właściwe ustawienie. Ustawiając źle odsiejemy dobre satelity. Na zagranicznym opracowaniu na temat błędów widziałem wykresy jak zachowuje się GDOP w zależności od kąta jaki ustawimy. Podczas gdy przy 12 stopniach GDOP zawierał się w przedziale [2;7], to po zmianie na 5 stopni nie przekraczał już 3.

Initial Signal Min Strength [dBHz] - siła sygnału jaką musi osiągnąć satelita zanim zostanie użyta to ustalania pozycji. Zazwyczaj ustawia się wartość z przedziału [18;30] . Jest to takie sito. Jak ustawimy wyższą wartość (np. 30) odsiewamy satelity o słabszym sygnale i pozostawiamy same najlepsze. Niestety pozostanie nam góra 5 sztuk.

Navigation Signal Min Strength [dBHz] - Gdy satelita przejdzie przez sito opisane wyżej, używana jest do nawigacji. Musi utrzymywać poziom sygnału jaki tutaj ustawiamy. Jest to już mniejsza wartość niż Initial Signal Min Strength . Zazwyczaj przedział [15;26]

PDOP Mask - Odnosi się do błędu PDOP . Zazwyczaj ustawia się przedział [8;25] . Pomiary obarczone błędem większym niż nasza wartość, są odrzucane. PDOP Mask nie większy niż 4 pozostawia tylko pomiary zawierające się o obrębie jednego metra.

TDOP Mask - Odnosi się do błędu TDOP - Time Dilution Of Precision. TDOP określa jak ułożenie satelit wpływa na zdolność w określeniu czasu przez odbiornik. Ustawia się podobnie jak PDOP Mask.


Wyjaśnienie nazw użytych wyżej :

Position Dilution of Precision PDOP - Bardzo dobrze opisane na samej górze przez ZYRa. Najmniejszy błąd uzyskamy gdy jedna satelita znajduje się dokładnie nad naszą głową, a pozostałe na horyzoncie. Odbiornik oblicza to zgodnie ze wzorem PDOP^2 = HDOP^2 + VDOP^2 . Czyli jest wypadkowe błędu horyzontalnego jak i vertykalnego.

Geometric Dilution Of Precision GDOP - całkowity błąd odbiornika GPS , wypadkowa wszystkich błędów (VDOP , HDOP , TDOP ) . Oblicza się ze wzoru GDOP = SQRT(PDOP^2 + TDOP^2)

Ciekawostka :

Czemu VDOP na powierzchni ziemi zwykle jest większy niż HDOP ?? - bardzo dobrze dla geokeszerów że tak się dzieje. Stojąc w danym punkcie jesteś otoczony przez satelity. Większość z nich jest niedaleko horyzontu , przez co łatwiej im określić Twoje współrzędne (N... E...) niż wysokość na której się znajdujesz. Satelity dzięki którym lepiej określisz wysokość nad poziomem morza znajdują się tylko z jednej strony Ciebie (nad głową) - i właśnie przez to VDOP zawsze będzie większy.