Повышение точности GPS

Jerard> Точность определения скорости выше чем точность определения места?
за счет чего?
>Можно ли использовать движение по кругу с заранее известной скоростью для уточнения координат?
и вы готовы столь точно двигаться, что погрешность порядка метра станет еще меньше?

Jerard> Точность определения скорости выше чем точность определения места? Можно ли использовать движение по кругу с заранее известной скоростью для уточнения координат?
Нет. Скорость есть изменение координаты - смещение относительно предыдущего положения за время. А координаты абсолютны. Поэтому в первом случае не влияет метео-, косяки спутниковых часов, орбит и пр.

AleX413> Нет. Скорость есть изменение координаты - смещение относительно предыдущего положения за время.

В GPS скорость вроде по другой технологии меряется. Чего-то с допплером.

Кроме того, зная смещение за определенное время мы можем вычесть его из ошибки измерения координат. Т.е. имея 30 (например) отсчетов за определенное время с погрешностью 30 м. для приемника описывающего круг в 25 метров можно точно вычесть эти 25 метров из каждого из отсчетов, со стороны направленной в центр круга. Т.о. в среднем уменьшим круговую погрешность измерений.

Jerard> В GPS скорость вроде по другой технологии меряется. Чего-то с допплером.

Именно так. Но тебе не поможет. Даже небольшая погрешность в определении скорости очень быстро приведёт к накоплению слишком большой ошибки в координатах.

Balancer> Даже небольшая погрешность в определении скорости очень быстро приведёт к накоплению слишком большой ошибки в координатах.

Но мы же и скорость знаем. Реальную.

Jerard> Но мы же и скорость знаем. Реальную.

Откуда?

Balancer> Откуда?

Как откуда? МЫ же приемник гоняем по кругу. Условно: привязали к длинной штанге и крутим.

Jerard> Как откуда? МЫ же приемник гоняем по кругу. Условно: привязали к длинной штанге и крутим.

Так это тебе ничего не даст. Интегральная же скорость нулевая будет.

Balancer> Так это тебе ничего не даст. Интегральная же скорость нулевая будет.

Почему? Понятно что если крутить 50 см. будет ноль. Радиус достаточно большой взять.

Jerard> Почему? Понятно что если крутить 50 см. будет ноль. Радиус достаточно большой взять.

Надо знать природу ошибки. Тогда можно расчитать дисперсию и мат. ожидание.

Не факт, что ошибка обладает нормальным распределением. Тем более на местности.
Может в какой-то из точек ошибка будет так велика, что испортит всю статистику.

Еще вопрос в обработке данных... Фильтр Кальмана?

А еще, ЕМНИП, приемник обновляет координаты с частотой 1 раз в секунду, поэтому вращая штангу быстро (например делая 1 оборот в секунду), мы будем получать одни и те-же (почти) координаты, в одной и той-же точке маршрута. Может не хватать динамики для статистики.

Вообще Ваш вариант ни чем не лучше, чем вариант стоять на месте и интегрировать координаты во времени, зная, что стоим на месте.

Jerard> В GPS скорость вроде по другой технологии меряется. Чего-то с допплером.
Jerard> Кроме того, зная смещение за определенное время мы можем вычесть его из ошибки измерения координат. Т.е. имея 30 (например) отсчетов
мдя. Налицо полное непонимание принципов.
Есть ошибка относительная (ошибка смещения) - она относительно невелика. Поскольку атмосферные состояния - штуки достаточно постоянные и искажения времени прохождения сигнала мгновенно не меняются.
И есть ошибка абсолютная (относительно истинного местоположения) - эта ошибка побольше.

Даже если предположить фантастический вариант сверхточного измерения скорости и сверхлочного интегрирования, что из этого получим? Только то, что и знали раньше при помощи приемника жпс, - что мы вернулись на то же место, которое он показывал ранее. Насколько это место в какую сторону отдалено от истинного - вы точно так же знать не будете.

Jerard> В GPS скорость вроде по другой технологии меряется. Чего-то с допплером.
Доплер... Ну, это вряд ли(с) При движении со скоростью 1 м/с по направлению на источник 1.6 ГГц мы получим сдвиг всего 5 Гц. С тригонометрией и пр. еще меньше. Как Вы представляете это измерять? Это ведь не радар, который источник когерентного излучения - сложили с излучаемым и выделили. Значит в приемнике нужен генератор с точностью хотя бы до герца. Крайне маловероятно.
Доплер позволяет первично разделить сигналы от разных спутников. Они все на одной частоте и летают с одинаковой скоростью ~2.9 км/с, но проекция на направление на Вас у каждого своя. И что-то там уточнить во временах прихода сигналов тоже можно. Но свою скорость с приемлемой точностью - нет.

Jerard> Кроме того, зная смещение за определенное время мы можем вычесть его из ошибки измерения координат.
Ничего не выйдет. В плане скорости приемнику не важны абсолютные координаты места. Он может считать, что Вы едете по соседней улице или по воздуху летите. На разность координат за время измерений это не влияет.
Только дифференциальная GPS - наличие второго приемника в известном месте, где вычисляется разность между фактическими и измеряемыми значениями.

AleX413> Крайне маловероятно.

К разработчикам GPS.

Jerard> К разработчикам GPS.
Зачем? Мне достаточно положить приемник на подоконник и наблюдать периодические изменения координат и ненулевую скорость Координаты меняются когда уходит/появляется спутник (двор частично закрыт). Тогда же появляется скорость.
Внешний на SirfStar3 и какой там в GalaxyS4... Но поведение в общем схоже. А никакого доплера ессно в помине нет.

AleX413> Доплер позволяет первично разделить сигналы от разных спутников.
Там CDMA, в таком разделении смысла нет. В первых поколениях GPS доплеровский сдвиг использовался для вычисления скорости и погрешности тактового генератора приемника. В новых, с связи с большой вычислительной мощью для вычисления всех навигационных данных используются все данные со спутников (псевдодальности (pseudo-range) и хрен знает как по русски (pseudo range rate)) по известному только производителю алгоритму.

GOGI> В первых поколениях GPS доплеровский сдвиг использовался для вычисления скорости и погрешности тактового генератора приемника.
Только наверное сдвиг за счет движения спутника... Он как бы на 2-3 порядка больше, чем от "наземных" скоростей.

AleX413> Только наверное сдвиг за счет движения спутника... Он как бы на 2-3 порядка больше, чем от "наземных" скоростей.

Естественно, там учитываются все поправки. И, да, при вычислении скорости наземных объектов допплеровское смещение учитывается. При чём определение скорости через него намного точнее. Погрешность по координатам ±10 метров, только трогаешься с места, десяти метров не проедешь, а скорость уже до десятой доли км/ч показывается и точно. При определении скорости через координаты для должной точности нужно преодолевать куда бОльшие расстояния. И точное мгновенное измерение скорости работать не будет. А тут скорость показывается в реальном времени.

Balancer> Естественно, там учитываются все поправки.
Разумеется. Они аддитивны Мало того, Вы знаете скорость спутников (отн. Земли) хотя бы до десятых м/с в любой момент времени? Вряд ли

Balancer> Погрешность по координатам ±10 метров, только трогаешься с места, десяти метров не проедешь, а скорость уже до десятой доли км/ч показывается и точно.
И что? Имеет право.
Еще раз, погрешность определения абсолютных значений координат роли не играет. Хоть километр, лишь бы она не изменялась за время измерения (доли секунды). А с чего ей изменяться? А артефакты при каких-то изменениях режутся медианным фильтром

Balancer> При определении скорости через координаты для должной точности нужно преодолевать куда бОльшие расстояния.
Почему? Возможно. Относительные изменения координат приемник может определять и до дециметров.

Balancer> А тут скорость показывается в реальном времени.
А Вы уверены, что в реальном? А я нет. Я уверен в обратном - Ваш спидометр тоже имеет некоторый лаг. И не факт, что он меньше периода обновления информации с приемника.

AleX413> Еще раз, погрешность определения абсолютных значений координат роли не играет.

Зато играет роль погрешность относительная. Координаты не стоят на месте, а постоянно гуляют. В пределах тех самых метров. Соответственно, ни о какой точности при измерении скорости на одних только смещениях координат речи не идёт. Я могу стоять на месте, координаты «плывут» с каждой секундой, но скорость перемещения на коммуникаторе показывается нулевая.

Вот буквально сейчас проверил, подойдя к окну — координаты меняются каждую секунду, в пределах десятых долей угловой секунды. Т.е. именно в пределах метров. При чём плыть может не из стороны в сторону, а некоторое время с постоянным смещением (на карте хорошо видно, что моя отметка движется какое-то время в одном направлении). Скорость светится — твёрдый 0. К сожалению, лаг изменения скорости дома у окна не проверить, если не забуду, днём на улице проверю


Balancer>> А тут скорость показывается в реальном времени.
AleX413> А Вы уверены, что в реальном? А я нет. Я уверен в обратном - Ваш спидометр тоже имеет некоторый лаг.

Лаг, конечно, есть, но очень небольшой — единицы секунд.

Balancer> Зато играет роль погрешность относительная. Координаты не стоят на месте, а постоянно гуляют. В пределах тех самых метров.
Да. Только во-1 поначалу. Потом устаканивается.
Во-2 алгоритм измерения скорости видимо предполагает работу не по усредненным координатам.
По идее, точку в пространстве дает вычисление по сигналам 4 аппаратов. Если их видно 10, нам нужно перебирать комбинации по 4 из 10 (или какую-то часть, что-то не соображу), вычислять координаты по каждой группе, потом усреднять, возможно с какими-то весовыми коэффициентами, исходя из отношения сигнал/шум для каждого элемента и т.д.
А для измерения скорости мы можем следить за изменением координат по каждой группе в отдельности. Потом более "агрессивно" фильтровать. Как я понимаю, для измерения скорости (изменения положения) этот вариант предпочтительнее. Или нет?

Balancer> Вот буквально сейчас проверил, подойдя к окну — координаты меняются каждую секунду, в пределах десятых долей угловой секунды.
И я посмотрел. А потом еще рукой помахал - все равно скорость ноль

Balancer> Лаг, конечно, есть, но очень небольшой — единицы секунд.
Так в данном случае он уже огромный - данные приемника обновляются несколько раз в секунду.

Если мы говорим за доли км/ч по Доплеру, значит должны измерять частоту до 10 знака железобетонно. Для этого надо иметь свой генератор такой точности. Иначе к чему привязываться? Ну не верю я, что в мелкой микрушке без термостатирования и пр. ухищрений даже в наше непростое время это можно реализовать. А в недалеком прошлом тем более.

AleX413> Во-2 алгоритм измерения скорости видимо предполагает работу не по усредненным координатам.

Никак не складывается. Лаг при таких погрешностях должен составлять десятки секунд и скорость будет определяться с не меньшей погрешностью на коротких участках. Реально лаг составляет секунды и точность — высокая.

AleX413> Если мы говорим за доли км/ч по Доплеру, значит должны измерять частоту до 10 знака железобетонно. Для этого надо иметь свой генератор такой точности. Иначе к чему привязываться? Ну не верю я, что в мелкой микрушке без термостатирования и пр. ухищрений даже в наше непростое время это можно реализовать. А в недалеком прошлом тем более.

Так погрешность требуется не абсолютная, а относительная. И спор у нас бессмысленный, про то, что доплеровское смещение используется, говорится в любом описании GPS.

С наступлением эпохи системы GPS, обладающей лучшей производительностью, в 1996 году система Transit была переведена в резерв. Российские эквивалентные доплеровские навигационные системы были заменены системой GLONASS.  Во время разработки системы GPS стало известно, что доплеровские расчеты обеспечивают более точное определение скорости приемника, чем расчеты на основе разности псевдодальностных измерений местоположения. 

 

Навигатор рассчитывает скорость непосредственно по измерениям частоты Доплера. Принцип расчёта такой же, как и при расчёте координат, только если в первом случае определяются координаты и расхождение шкалы времени приёмника и времени GPS, то во втором случае составляющие вектора скорости и скорость ухода часов приёмника.

 

Из практики треков:

Та скорость , что на дисплее  приемника  вычисляется  - в большой степени по эффекту Доплера (изменению частот от спутников). После каталки остается  обычно только одно ее значение на дисплейчике  - Максимальное. 

 

5 лет назад

   

известными ручными gps приемниками

  

в трек лог

 

записывались только координаты. Поэтому программы анализа вычисляли

  

скорости

  

по трек логу

  

как расстояние/время , это positional -"координатные" скорости .

  

  Ошибки у GPS могут быть и по координатам( об этом есть здесь )

  

и по Допплеровской скорости . Но,считают, что Доплеровская -меньше подвержена ошибкам из-за плохого приема, она ближе к исходным данным.