nauwkeurigheid GPS

[hansw]

Ik heb in het kader van een scholen-project een aantal malen een Garmin Etrex Vista GPS ontvanger gebruikt en iets vreemds geconstateerd:
Met de GPS ontvanger gemaakte waypoints, die ik heb overgebracht op de kaart (MapSource) klopte het griezelig precies. Bij het teruglopen naar de waypoints klopte de richting van de pijl in eerste instantie heel goed, maar hoe dichter ik bij de waypoints kwam, hoe onnauwkeuriger de richting werd.
Ook dwarrelde het waypoint alle kanten op en kwam ik in het beste geval tot op 2 meter van het waypoint, maar vaak was dit enige ogenblikken later weer vergroot tot een meter of 10.
Hoe kan het, dat het maken van een waypoint (overgebracht naar MapSource) veel preciezer is dan het terugvinden ervan?
Weet iemand hier de oorzaak van?

groeten,
Hans

 

[aqdennis]

Hoi,

Nou heb ik niet zo'n verstand van GPSen, maar dit klinkt als een bekend probleem dat zich vaker voordoet maar geografische software.
Het probleem is dan dat bij software coordinaten als gehele getallen worden bijgehouden omdat dat minder geheugenruimte kost. M.a.w. zodra je de coordinaten opslaat in MapSource worden ze afgerond en bij het terughalen heb je dan een afwijking.
In kaartenprogramma's wordt meestal een eenheid gebruikt die gerelateerd is aan schermpixels voor opslag, dus je kan er maximaal 1 "pixel" naast zitten en dat kan best wel 10 meter zijn....

Groetz,
Dennis
- Is programmeur dus -

 

[jaap mulder]

Hoi Hans

Heb ik het nou goed, wil jij een nauwkeurigheid van je GPS die beter is dan 2 meter? Dat zal niet lukken, want het GPS systeem is gewoon niet nauwkeuriger dan 15 meter. Als je stilstaat is het dus best mogelijk dat er van alles gaat "dwarrelen" zoals jij dat noemt, hoewel onnauwkeurigheden meestal over wat langere tijd tot uiting komen. Wanneer je dichter dan een meter of 150 vanaf het waypoint bent zal de richtingpijl steeds onvaster kunnen worden.
Oorzaak: De GPS satellieten bevinden zich niet in een geostationaire baan (Ze staan niet vast op een bepaald punt boven de aarde) maar omschrijven een cirkelvormige baan die precies vastligt, maar niet precies genoeg voor de door jou gewenste nauwkeurigheid. Bovendien doen signalen er een bepaalde tijd over om jouw GPS te bereiken. Als dat gebeurd is is de satelliet al weer een eindje verder. Voor een satelliet recht boven je is dat maar een kein stukje, als dezelfde satelliet aan de horizon staat een heel eind. In het systeem zoals dat nu bestaat kan daar nauwelijks rekening mee worden gehouden.

Het afrondingsverschil dat Dennis suggereert kan het dwarrelen nooit verklaren, hoogstens het veranderen van de plaats van de waypoint.

Loop eens een pad uit met je GPS aan en doe dat een dag later nog eens. Dikke kans dat je op je schermpje twee lijntjes ziet. Eenmaal heb ik het zelfs meegemaakt dat die dertig meter uit elkaar lagen.
Groeten, Jaap

 

[hansw]

Hallo Jaap,
bedankt voor je antwoord.
Blijft het paradoxale geval dat het plotten van een waypoint in een aantal gevallen exact (overgebracht naar MapSource) klopte!
groeten,
Hans

 

[jaap mulder]

Toch is ook dat niet vreemd Hans. 99.9% van de posities is tot 15m nauwkeurig en 95% op 6,5 meter volgens de cijfers die ik weet, onder optimale omstandigheden. Als je die lijn (uit de losse hand) doortrekt is zeker driekwart tot op de meter nauwkeurig. Je moet alleen niet opkijken als er eentje een stuk naast zit, want die kans blijft aanwezig en is een stuk groter als er bijvoorbeeld nogal wat obstakels als bomen of gebouwen in de buurt zijn.

Groeten, Jaap

 

[aqdennis]

Ehm, GPS is wel nauwkeuriger dan 15 meter, waarschijnlijk alleen niet voor ons gewone burgers. Moet je eens kijken hoe nauwkeurig het is voor het amerikaanse leger....(halve meter heb ik me laten vertellen)

Groetz,
Dennis

 

[jaap mulder]

Toch niet Dennis. Het zit zo:
Op 1 mei 2000 werd op last van Clinton de Selective Availability (SA) uitgeschakeld, waardoor de nauwkeurigheid van de GPS-en voor niet militairen gelijk werden aan die voor militair gebruik. De SA was een soort codering, waardoor GPS-en die de code niet konden ontcijferen vanzelf een stuk onnauwkeuriger werden. De nauwkeurigheid werd door het uitschakelen verbeterd van ongeveer 100 meter tot de genoemde 15 meter. Een grafiekje van metingen voor en na de SA uitschakeling zal ik op mijn website zetten.
In de Verenigde Staten wordt de nauwkeurigheid nog verbeterd met het WAAS (Wide area augmentation system). Dit bestaat uit 25 grondstations die, grof gezegd, de positie van de GPS satellieten zeer nauwkeurig bepalen, die positie doorgeven aan de satelliet, die dan een nauwkeuriger signaal naar WAAS geschikte GPS ontvangers kan sturen. De Garmin E-trex Vista en GPS76 hebben o.a. deze optie.
De nauwkeurigheid ligt dan in 99.5% binnen de drie meter, dus in de praktijk is de halve meter reeel. Niet alleen voor militairen dus!
Overigens worden in verschillende onderzoeken verschillende nauwkeurigheden genoemd. De cijfers die ik noem zijn van Garmin, die toch wel graag de nauwkeurigheid zo groot mogelijk zal willen voordoen, denk ik!
Voor outdoor gebruik lijkt mij dit alles mierenneukerij, maar dat terzijde, want het is wel leuk om te weten.

Jaap

 

[martin]

Hi Jaap..

Ik vraag me af. Wat gebeurt er als er een grondoorlog komt in Irak? Worden de GPS-signalen dan gecodeerd zodat alleen het Amerikaanse leger er wat aan heeft? De vijand heeft die apparaten ook natuurlijk.
En als je op dat moment bezig bent met een oversteek van, zeg, de Groenlandse ijskap? Heb je dan gewoon pech?

:7
martin

 

[Rkoome]

Martin,

Als SA weer wordt ingeschakeld, dan heeft dat alleen effect op consumenten ontvangers. De militaire ontvangers (van het Amerikaanse leger) hebben standaard geen last van SA omdat ze een codeer-sleutel hebben ingebouwd.

In geval SA wordt ingeschakeld betekent dit voor de gemiddelde buitensporter dat ze wellicht 10, 30 of zelfs 100 meter naast het pad komen te lopen als ze alleen naar het schermpje van de GPS kijken. En omdat de meesten slim genoeg zijn om dat niet te doen, maar ook daadwerkelijk naar het eigenlijke pad te kijken zul je er niet echt last van hebben.

In geval van een doorsteek van de Groenlandse ijskap betekent dit dus dat je bijvoorbeeld minder nauwkeurig je exacte positie kunt bepalen. Maar 100 meter maakt natuurlijk niet zo gel veel uit.

Overigens is het niet voor niets dat elke GPS-ontvanger een standaard opstart-bericht toont dat het slechts een HULPmiddel is en je het niet als enige navigatie-middel mag gebruiken (iets dat velen in de wind slaan en toch gewoon zonder kaart/kompas op pad gaan!).

Grtx,

Raymond

 

[jaap mulder]

Een grafiek over de nauwkeurigheid voor en na de uitschakeling van de SA is te zien op http://www.igeb.gov/sa/timeline.gif .
Leuk is om te zien dat de hoogtenauwkeurigheid ook heel goed is. Toch zal ik nooit mijn hoogtemeter thuislaten: Ga maar eens met regenachtig weer door de bossen lopen: No satellite reception. Met de laatste opmerking van Raymond ben ik dan ook helemaal eens. En is werken met kaart en kompas niet veel leuker dan zo'n schermpje?

Wanneer de VS de SA weer gaan inschakelen zal dat een enorme stimulans zijn voor het Europese GPS systeem Gallileo, dat de ESA op de plank heeft liggen. Ze zullen dus wel uitkijken, want Gallileo is veel beter dan het Amerikaanse systeem, terwijl ze daar totaal geen zeggenschap over zouden hebben!

Jaap

 

[aqdennis]

Okido, als niet-GPS-bezitter was ik nog niet op de hoogte dat SA was uitgeschakeld.

Groetz,
Dennis
- Had deze zomer voor het eerst spijt dattie geen GPS had -

 

[martin]

Cool.

Ik had het alleen niet over die SA. Meer over het systeem an sich. Ik heb begrepen dat het systeem exclusief ontworpen is voor de amerikaanse strijdmacht en dat de consument er gebruik van mag maken zolang de amerikanen het toestaan. Ik kan me voorstellen dat in tijden van serieuze oorlog de yanks zeggen.. sorry mannuh, we moeten zelf even.
Maar als daar Gallileo voor in de plaats komt is dat misschien helemaal niet verkeerd. Waarom niet nu al de concurentie aangaan?
Hoe dan ook. Het gouden trio kaart, kompas en hoogtemeter heeft bij mij (uiteindelijk) nooit tekortgeschoten. Een GPS blijft voorlopig toekomstmuziek.

:7
martin
-wil een Big Wall!

 

[DOC]

Even kleine toevoeging als het mag.

Ik lees hier dat de afwijking rond de 15 meter is.

Dit is niet correct.
Door gebruik making van de SiRF 1 en SiRF 2 shipsets,
is de nauwkeurigheid tegenwoordig beter dan 5 meter.

Wel is het zo dat de consumenten gps ontvangers nog geen SiRF2 chipset
heeft.
Zelf gebruik ik al jaren industriele gps ontvangers.
Die hebben ook mogelijkheid voor push to fix mode.
Dit voorkomt ook het 'dwarrelen' op de navigatie software.

grtx,
Bert.

 

[jaap mulder]

Naar wat mij bekend is werken de genoemde chipsets door extrapolatie: ze middelen een groot aantal berekeningen waardoor een nauwkeuriger positiebepaling kan ontstaan. Het systeem op zich wordt er niet nauwkeuriger van. Bovendien hebben we er niets aan als onze hand-gps-en er niet mee zijn voorzien.
Overigens is de afwijking geen 15 meter, maar zit vrijwel 100% van de metingen binnen een straal van 15 meter. Meestal geeft de simpele GPS tot op enkele meters nauwkeurig aan.


Jaap
(die nog steeds een kompas leuker vindt dan een GPS)