Pl:Sprawdzanie dokładności urządzenia GPS
Dokładność i integralność
Dokładność oznacza odchyłkę zmierzonych danych od rzeczywistej sytuacji. Dla urządzenia GPS jest to więc różnica między pokazywaną przez urządzenie na ekranie współrzędną a współrzędną "prawidłową". Przesłanką jest by obie współrzędne były zapisywane w tym samym systemie(w OSM jest to WGS-84), lub też jeśli wartość porównawcza pochodzi z innego systemu, by współrzędna ta była przeliczona w sposób możliwie nie obarczony błędem.
Dostępność oznacza że dane docierają do odbiornika w pewnym okresie czasu kompletne i niezmienione.
Wiarygodność jest wartością procentową która wskazuje, jak długo można oczekiwać od systemu, że wykonuje oczekiwaną funkcję z wymaganą dokładnością.
Integralność to zdolność systemu do informowania na czas użytkownika, jeśli ma on przerwać jego używanie (z powodu błędnych lub brakujących wartości pomiarów).
Dokładność danych
Dokładność zależy od:
- Jakości sygnału z satelity
- Zakłócenia przekazu danych podczas przesyłki do odbiornika
- właściwości odbiornika (Hard- i Software)
Dokładność urządzenia zależy od:
- Jakości chipa GPS
- Jakości elektronicznej obróbki sygnału
- Jakości używanego oprogramowania
W tzw. urządzeniach konsumenckich producent nie podaje zazwyczaj żadnych informacji o używanych Hard- i Software. Informacje o korektach sygnału ("WAAS" itd.) są często niedokładne bądź nawet wprowadzające w błąd. Także pokazywana na niektórych urządzeniach na wyświetlaczu "dokładność" nie jest zdefiniowana i w związku z tym raczej bezużyteczna.
Testowanie urządzenia samemu
W tym celu potrzebujesz dokładnie znany punkt referencyjny, tzw. reper, na wolnym terenie. Jeśli masz szczęście, to znajdziesz w Twojej okolicy taki punkt z całkowicie otwartym widokiem na niebo. Pozwoli Ci on na ustalenie dokładnych współrzędnych. Jeśli w pobliżu znajduje się jakaś budowa, możesz spróbować spytać obecnego na niej inżyniera geodety, czy mógłby Ci zmierzyć punkt referencyjny z otwartym widokiem na niebo np. na polnej drodze lub innej ulicy. Geodeci zazwyczaj chętnie udzielają takiej pomocy. Mając do dyspozycji taki punkt możesz z niego dokonać wielokrotnych pomiarów z użyciem Twojego urządzenia i porównać uśredniony wynik z urzędową współrzędną.
Mierzenie punktu referencyjnego
Jednorazowy pomiar punktu przy pomocy odbiornika typu Consumer-GPS jest zbyt niedokładny. Odchylenia pomiaru mogą wynosić nawet kilkadziesiąt metrów. Wielokrotne pomiary (chmura punktów) i EGNOS pozwala na uzyskanie lepszych wyników. Najdokładniejsze pomiary uzyskamy stosując urządzenia typu różnicowy GPS, są one jednak znacznie droższe.
Dokładne punkty referencyjne można także ustalić przy pomocy pomiaru długotrwałego. Do tego celu potrzebujesz jednoznacznie dający się określić punkt w wolnym terenie i pełnym widokiem na niebo:
Horyzont powinien się znajdować niżej niż 10..20° , przede wszystkim w kierunku południowym, tak aby widoczne były znajdujące się tam na niskiej wysokości nad horyzontem satelity EGNOS.
| Satelita | PRN | ID | Pozycja | Kierunek | rechtweisend | Elev. in DE | Uwagi |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Inmarsat AOR-E | 120 | 33 | Atlantik | 15,5° W | 195,5° | 25..30° | |
| ARTEMIS | 124 | 37 | Afryka | 21,5° E | 158,5° | ||
| Inmarsat IOR-W | 126 | 39 | Afryka | 25,0° E | 155° | obecnie system jest testowany | |
| Sirius 5 | 5,0° E | 175° | od końca 2011 |
Prosta metoda
Jeśli Twoje urządzenie posiada tryb pracy w którym możliwe jest, zapisywanie co 10 minut punktu pomiarowego (niektóre urządzenia robią to automatycznie jeśli nie są poruszane), to wystarczy jeśli po prostu położysz Twój odbiornik na punkcie referencyjnym i pozwolisz mu rejestrować wyniki przez około 10 godzin (tak długo ile wytrzyma bateria). Z logfile obliczysz wartość średnią. W ten sposób uśredniasz wszystkie wyniki z satelit oraz anomalie pogodowe i otrzymasz jako wynik (w wolnym polu) pozycję urządzenia z sub-metrową dokładnością.
Skomplikowana metoda
Jeśli Twoje urządzenie nie posiada minutowego modusu nagrywania, uzyskasz podobny wynik, mierząc większą liczbę punktów o różnych porach dnia i licząc z nich wartość średnią.
Zaznacz na wolnej powierzchni (albo na mapie) kilka punktów leżących kilkadziesiąt metrów od siebie a które w każdej chwili dadzą się jednoznacznie odnaleźć. Obszary dobrze nadające się do takiego celu "obszary kalibracyjne" to np.: wielki parking z pokrywami kanalizacyjnymi, wybrzeże morza z charakterystycznymi obiektami blisko plaży, plac sportowy z trwałymi oznaczeniami powierzchni, np. pole do gry w tenisa itd.
Zmierz odległości między wszystkimi punktami (trójkąty) za pomocą taśmy mierniczej lub miernika laserowego.
- Pomiar przy pomocy GPS
Ustal przy pomocy Twojego GPS lokalizację tych punktów: Umieść Twoje urządzenie tak, aby nie mogło się poruszyć przynajmniej na minutę na każdym punkcie. Powtórz pomiary dziesięć razy w odstępie czasowym co przynajmniej 90 minut. Cel to uzyskanie pomiaru przy innej konstelacji satelit oraz przy innych warunkach atmosferycznych. Do takiego pomiaru trzeba więc zainwestować łącznie 15 godzin.
Obliczenie środku chmury punktów:
- Suma LAT / liczba punktów w chmurze punktów = LAT[średnia]
- Suma LON / liczba punktów w chmurze punktów = LON[średnia]
Niektóre urządzenia GPS mają zintegrowaną funkcję wykonującą to obliczenie automatycznie. Alternatywnie: Zapisać Log w arkuszu kalkulacyjnym i obliczyć automatycznie .
Jeśli chcesz dokładnie znać wynik, przeprowadzasz 20 pomiarów za każdym razem tylko dla połowy punktów. Wykluczy to ewentualny regularny błąd, przy którym poprzez długotrwałe zakłócenia atmosferyczne wszystkie wartości pomiarowe mogły by być przesunięte w tym samym kierunku.
- Korekta odczytanych wartości pomiarowych
Na początku przeprowadzanego pomiaru, a czasami także na końcu, urządzenie zapisuje "złe" punkty (przykładowo pozostałości przemieszczeń, błędy powstające przy włączaniu urządzenia, błędy wyszukiwania satelity). Błędy te dają się dobrze zidentyfikować przy pomocy programów statystycznych i/lub wyświetlacza graficznego. Tego typu błędy systematyczne należy usunąć z serii pomiarów.
- Obliczanie
- Oblicz odległość z różnic współrzędnych między każdorazowo między dwoma punktami referencyjnymi (oder greife sie in einem Editor ab).
- Ustal różnicę między zmierzoną a obliczoną odległością
- Oblicz średnią różnicę: Dodaj do siebie wartości wszystkich różnic i podziel je przez ich liczbę.
Wynik jest miarą maksymalnej dokladnosci urzadzenia przy dobrych warunkach pogodowych. Jeśli pogorszy sie pogoda to wpłynie to negatywnie na dokładność. Patrz:Genauigkeit von GPS-Daten
10 razy na minutę w odstępie 90 minut. Oblicz wartość średnia dla chmury punktów.
Możesz oczywiście mierzyć większą liczbę punktów, a średnia położenia liczona dla każdej chmury pomiarów jeszcze raz uśrednić do nowego, jeszcze dokładniejszego punktu referencyjnego:
- Suma LAT[średnia] / liczba obserwacji = LAT[łącznie]
- Suma LON[średnia] / liczba obserwacji = LON[łącznie]
Punkty referencyjne dla zdjęć lotniczych
Aby sprawdzić georeferencję zdjęć lotniczych bzw. um nicht genau georeferenzierte Luftbilder in JOSM richtig zu verschieben potrzebujesz dokładnie zmierzonych punktów w terenie. Przesłanka: Punkt musi być dokładnie rozpoznawalny na zdjęciu lotniczym.
Punkt odniesienia uzyskany od osób trzecich
Idealne są oczywiście geodezyjne punkty pomiarowe. Można je otrzymać od: Jednostek administracji samorządowej, jednostek Nadzoru Budowlanego, Urzędów Geodezji i Kartografii, i od rzeczoznawców na miejscu, geodet=ow wyznaczających nowe drogi lub na budowie (po prostu spytać). Współrzędne takich punktów mają dokładność rzędu centymetrów. Potrzebujesz współrzędnych w formacie WGS-84 (lub musisz je przeliczyć na ten układ współrzędnych). Także rzędna wysokości musi byc w formacie WGS-84 (tu konwersja formatu jest bardziej skomplikowana).
Określanie samemu punktu odniesienia
Aby dokładnie określić położenie zdjęć satelitarnych, możesz samemu zmierzyć punkty referencyjne. Poszukaj w tym celu w terenie punktów które:
- a) mają wolny widok na niebo
- b) są wyraźnie rozpoznawalne na zdjęciu satelitarnym
Zmierz ten punkt urządzeniem GPS, jak opisano powyżej.
Punkty pomiarowe w OSM
Zaimportuj przy pomocy edytora punkt pomiarowy do bazy danych OSM i opisz go jako:
man_made=survey_point survey=ground_control_point source=* survey (przy użyciu normalnego odbiornika GPS) egnos (dla sygnałów korygowanych przy pomocy EGNOS) on_top (dla znajdującego się wyżej odbiornika / anteny) differential (przy użyciu odbiornika różnicowego GPS) official (zakupiona współrzędna urzędowa) lat=* (szerokość dziesiętna w WGS-84) lon=* (długość dziesiętna w WGS-84) alt:wgs84=* (wysokość dziesiętna in WGS-84) note=* 'position will change' description=* '1. Pokrywa kanalizacyjna w miejscowości X na zachód od skrzyżowania ulic: Jasna/Łaska' name=* GCP_Jasna_001 (nazwa zaczyna się od GCP (dla GroundControlPoint) type=* manhole_cover (np. dla pokrywy kanalizacyjnej na ulicy)