Геоинформационные системы (ГИС) и Дистанционное зондирование Земли
+100
Подтверждаю.
Заказчику (Водоканал) делали как-то задачу, купили они Trimble R8 GNSS (5700 5800) (вернее им втюхали),
так с этим оборудованием чуть ли мини-сеть базовых можно было развернуть, но. это чудо вообще отказывалось что-либо принимать между домами, при этом даже мой простенький телефон нормально определялся .
Ладно между домами. Задача была координировать прямые кан. выпуски в Неве, так и там, в открытом поле (на набережных) «ловля» была 50 на 50.
В итоге сделали простенькими GPS, а потом постобработка (благо сеть базовых станций у Водоканала своя есть на весь СПб).
Причем это не вопрос к оборудованию, видимо, я не спец, а к тому что то или иное (даже супер именитое и дорогое) нужно применять для тех или иных случаев (задач)
Вопрос в том, что к сложному оборудованию нужно приложить соответствующее понимание того, как оно работает и как добиваться нужного результата. Поскольку это в приведенном примере напрочь отсутствовало (как включать приемник — нашли, но не более), результат закономерен. Потому что, для начала, у любого метода определения координат есть свои ограничения по возможностям и требования, необходимые для работы этого метода.
Что, в свою очередь, не отменяет того факта, что одночастотный кодовый приемник с рудиментарной антенной размером с тетрадную клетку, расположенной непонятно с какой стороны, умеющий выдавать только готовое решение в виде NMEA-потока (в лучшем случае, т.к. иногда бывает, что на конкретном смартфоне и этого не добиться) и созданный с целью давать хоть какое-то паршивое решение любой ценой (ценой сбора мусорных переотражений и так далее) ни для какой серьезной работы не годится. И да, как уже сказано выше, точность датчиков ускорения в смартфонах еще хуже, чем точность GPS, так что никакой особой точной системы навигации из них вдвоем не выйдет.
Ну и что касается «официальной бумажки» — для смартфонов ее, естественно, не существует. А потому вопрос должен ставиться не «где бумажка для смартфона», а «где приемник, для которого есть бумажка».
Местоположение детского браслета-часов на карте определяется двумя способами фиксации: или по GPS (спутники), WiFi (база данных Google) или LBS (A-GPS по вышкам сотовой связи). Устройство с заданным интервалом обновления данных (задаётся в приложении на смартфоне) включают на приём модуль позиционирования (GPS и AGPS одновременно), в это время на экране часов появляется логотип «кружок» или «кружок с точкой внутри». В это время маячок определяет координату по спутникам GPS и если сигнал от спутников зафиксирован, то сохраняет координату GPS положения устройства. Если спутники найдены не были (часы в помещении), то поиск переключается на WiFi сканер. Если спутники и WiFi найдены небыли, то часы берут координату местоположения, базируясь на данные от Вашего оператора сотовой связи.
Таким образом, точность определения координат полностью зависит от типа фиксации позиционирования часов. Если часы находятся в помещении, метро или в любом месте, где отсутствует «небо над головой», то часы определяют координату по данным базы Google по WiFi точкам доступа или по вышках/ретрансляторах сотовой связи мобильного оператора, и в этом случае, точность определяется данными от оператора сотовой связи и может варьироваться от 50 метров до 2 километров в зависимости от уровня сигнала сотовой сети и количества вышек/ретрансляторов одновременно перекрывающих территорию. Для примера, при нахождении часов в центре крупного города — средний разброс точности по LBS составляет от 50 до 500метров. Точность WiFi определяется серверами компании Google и зависит от данных регистрации точки доступа интернет-провайдером. На практике, в городах точность определения в основном составляет 50-200м. Данные LBS и WiFi точек доступа регулярно обновляются операторами связи, что позволяет корректировать актуальное местоположение. Функция LBS работает как опция у некоторых операторов «найди мой телефон» и никак не зависит от часов. При этом, если территорию обслуживает одна вышка сотовой связи, вдали от города, то местоположение будет определено как координата данной вышки. В любом случае, даже если ребёнок находится в здании, Вы сможете определить его довольно точное местоположение на карте.
Пользователя GPS-навигатора всегда интересует реальная точность системы GPS-навигации и степень доверия к ее показаниям. Насколько можно приближаться к какой-либо навигационной опасности, полагаясь только на приемник GPS-навигатора? К сожалению, однозначного ответа на этот вопрос не существует. Это связано со статистическим характером ошибок GPS-навигации. Рассмотрим их подробнее.
На скорость распространения радиоволн влияют ионосфера и тропосфера, ионосферная и тропосферная рефракция. Это главный, после отключения SA, источник погрешностей. Скорость радиоволн в пустоте постоянна, но при входе сигнала в атмосферу изменяется. Для сигналов от разных спутников задержка времени различна. Задержки распространения радиоволн зависят от состояния атмосферы и высоты спутника над горизонтом. Чем ниже спутник, тем больший путь проходит его сигнал через атмосферу и тем больше искажения. Большинство приемников исключают использование сигналов от спутников с возвышением над горизонтом менее 7,5 градусов.
Кроме того, атмосферные помехи зависят от времени суток. После захода солнца плотность ионосферы и ее влияние на радиосигналы уменьшается, явление, хорошо знакомое радистам-коротковолновикам. Военные и гражданские приемники GPS-навигаторов могут автономно определять атмосферную задержку сигнала, сравнивая задержки на разных частотах. Одночастотные потребительские приемники вносят приблизительную поправку на основании прогноза, передаваемого в составе навигационного сообщения. Качество этой информации в последнее время выросло, что дополнительно повысило точность GPS-навигации.
Для сохранения преимущества высокой точности для военных GPS-навигаторов с марта 1990 года был введен режим ограничения доступа SA (Selective Availability), искусственно снижающий точность гражданского GPS-навигатора. При задействованном режиме SA в мирное время добавляется ошибка в несколько десятков метров. В особых случаях могут вводиться ошибки в сотни метров. Правительство США отвечает за работоспособность системы GPS перед миллионами пользователей, и можно рассчитывать, что повторное включение SA, и тем более, столь значительное снижение точности не будет введено без достаточно серьезных причин.
Загрубление точности достигается путем хаотического сдвига времени передачи псевдослучайного кода. Ошибки, возникающие от SA, — случайные и равновероятные в каждую сторону. SA влияет также на точность курса и скорости по GPS-навигатору. По этой причине неподвижный приемник часто показывает слегка изменяющиеся скорость и курс. Так что оценить степень воздействия SA можно по периодическим изменениям курса и скорости по GPS.
Прежде всего это погрешности, связанные с отклонением спутника от расчетной орбиты, неточностями часов, задержками сигнала в электронных схемах. Коррекция этих данных производится с Земли периодически, в промежутках между сеансами связи ошибки накапливаются. Ввиду малости эта группа погрешностей не имеет значения для гражданских пользователей.
Крайне редко, но могут иметь место более крупные ошибки из-за внезапных сбоев информации в устройствах памяти спутника. Если такой сбой не выявляется средствами самодиагностики, то до момента обнаружения ошибки наземной службой и передаче команды о неисправности спутник может какое-то время передавать неверную информацию. Происходит так называемое нарушение непрерывности или как часто переводят термин integrity, целостности навигации.
Зависит от расположения приемника относительно спутников, по которым определяется позиция. Если приемник поймал четыре спутника и все они находятся на севере — спутниковая геометрия плохая. Результат — ошибка до 50-100 метров или даже невозможность определения координат.
Все четыре измерения — из одного и того же направления, и область пересечения линий положений слишком велика. Но если 4 спутника будут расположены равномерно по сторонам горизонта, то точность намного возрастет. Спутниковая геометрия измеряется геометрическим фактором PDOP (Position Dilution Of Precision). Идеальному расположению спутников соответствует PDOP = 1. Большие значения говорят о плохой спутниковой геометрии.
Пригодными для навигации считаются значения PDOP меньше 6,0. В двухмерной навигации применяется HDOP (Horizontal Dilution Of Precision), меньше 4,0. Также используются вертикальный геометрический фактор VDOP, меньше 4,5, и временной TDOP, меньше 2,0. PDOP служит множителем для учета ошибок от других источников. Каждая измеренная приемником псевдодальность имеет свою погрешность, зависящую от атмосферных помех, ошибок в эфемеридах, режима SA, отраженного сигнала и так далее.
Так, если предполагаемые значения суммарных задержек сигнала по этим причинам, URE — User Range Error или UERE — User Equivalent Range Error, по-русски ЭДП — эквивалентная дальномерная погрешность, в сумме составляют 20 метров и HDOP = 1,5, то ожидаемая ошибка определения места будет равна 20 х 1,5 = 30 метров. Приемники GPS-навигаторов по-разному представляют информацию для оценки точности с использованием PDOP.
Кроме PDOP или HDOP, используется GQ (Geometric Quality) — величина, обратная HDOP, или качественная оценка в баллах. Многие современные приемники показывают ЕРЕ (Estimated Position Error — ожидаемую ошибку позиции) непосредственно в единицах дистанции. ЕРЕ учитывает расположение спутников и прогноз погрешности сигналов для каждого спутника в зависимости от SA, состояния атмосферы, ошибок спутниковых часов, передаваемых в составе эфемеридной информации.
Спутниковая геометрия также становится проблемой при использовании приемника GPS-навигатора внутри транспортных средств, в густом лесу, горах, вблизи высоких зданий. Когда сигналы от отдельных спутников блокированы, положение оставшихся спутников определит, насколько точной будет позиция GPS, и их число покажет, может ли позиция вообще быть определена. Хороший приемник GPS-навигатора покажет не только, какие спутники используются, но и их местоположение, азимут и возвышение над горизонтом, так что вы можете определить, затруднен ли прием данного спутника.
Загрузка...