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GPS 위치의 2D 정확도를 높이기 위해 샘플을 평균화 (lat, lon)하는 것이 얼마나 의미가 있습니까? 사용하지 않는 간단한

일부 GPS 어플리케이션 등 이 하나 또는 이것 은 GPS 유닛이 “더 정확하게 계산하기 위해, 샘플의 평균을 다음 이동하고 있지 않은 것으로 가정하면, 획득 된 복수 (위도, 경도)을 소정의 위치에 샘플 “2D 위치.

(여기서는 고도 / 고도 위치에 신경 쓰지 않습니다!)

두 번째 앱 ( GPS Averaging )은 각 샘플과 관련된 정확도 값을 현재 위치의 가중치로 사용하고 그에 따라 가중치 평균을 계산합니다. 또한 평균 위치의 정확도 추정값을 제공합니다.

질문 :

1) 상식은 평균화로 정확도가 높아져야한다고 믿지만, 휴대 전화 (예 : 차동 GPS를 사용하지 않는 간단한 기기) 와 같은 휴대용 기기에는 어느 정도의 의미가 있습니까?

2) 평균 위치를 계산하기 위해 GPS Averaging 방법 이외의 다른 방법을 추천 하시겠습니까 ?

3) 평균 위치의 정확도 추정치는 어떻게 계산합니까?

4) 주어진 위치의 여러 (lat, lon) 샘플을 획득 하여 더 나은 2D 포지셔닝을 얻는 평균화와 다른 방법이 있습니까?


업데이트 1 : 4.5 시간 동안 동일한 위치에서 3m 정확도 수정을 얻는 2 개의 휴대용 GPS 장치 (Sony 전화 모델 ST15i 및 ST17i)에 대한 예비 연구 결과는 다음과 같은 데이터를 제공합니다.

ST15i 결과
ST17i 결과

=> 수정의 정확도가 3 미터라고 가정하더라도 ST17i 모델의 중앙값 / 평균에서 3 미터 이상 떨어진 지점이 많았습니다.

=> ST15i 모델에서 경도의 모노톤 드리프트도 주목할 만합니다.

(ST15i보다 수정에 대해 평균 3 개의 위성이 더 많이 사용 된 것을 분석 할 수 있기 때문에 ST15i는 ST17i보다 더 민감한 안테나를 가지고있는 것 같습니다!)


업데이트 2 : 여전히 동일한 데이터 세트에서 얻은 추가 통계 및 숫자

ST15i 요약
ST17i 요약
결합 된 P- 플롯

=> 데이터는 정상이 아닙니다

=> 또한 ST15i의 중앙 위치와 ST17i의 중앙 위치 사이의 거리를 계산했습니다. 사용 된 모든 수정의 정확도가 3 미터 이상 이었기 때문에 마치 연구를 마치 마치 마치 3 미터입니다. 이것은 각 GPS 장치의 정확성에 대한 의미있는 결론을 도출하기 위해 알려진 참조를 사용하는 아래의 제안을 확실히 검증합니다!



답변

위치 측정의 “노이즈”가 대략 대칭이며 모든 방향으로 균등하게 분포되어 있다고 가정하는 경우에만 평균화하는 것이 합리적입니다. 즉, 한 번의 측정에서 특정 방향으로 잘못 될 가능성이 있습니다.

대칭 이 아닌 노이즈 분포를 얻을 수 있습니다. 예를 들어, GPS 장치가 모든 위성까지의 거리를 체계적으로 과소 평가하고 주어진 방향에서 더 많은 위성을 사용하는 경우 (아마도 절벽의 바닥에 서있을 경우) 모든 측정 값이 편향 될 가능성이 높습니다 방향. 이 경우 평균을 계산하면 정밀도가 향상되지만 편향 문제는 해결되지 않습니다.

이러한 과대 평가 / 과소 평가가 일반적인지 잘 모르겠지만 대부분의 장치에서 평균의 유용성을 줄이려면 충분히 중요하지 않을 것입니다. 아마도 약간의 편견이 생길 수 있지만 정밀도의 증가는 여전히 (예를 들어 지오 캐싱) 신뢰성을 향상시킬 것입니다.

네 가지 질문에 관해 :

  1. 한 지점에 서서 추가 측정을 기다리는 데 시간이 지남에 따라 얼마나 많은 신뢰성을 평가하는지에 달려 있습니다.
  2. 그 앱은 그 방법을 언급하지 않지만 아마도 평범한 평균화를 사용합니다. 중앙값을 얻는 것이 더 안정적 일 수 있지만 잡음 분포를 모르면 말하기가 어렵습니다. 나는 가우스 노이즈를 가정합니다.이 경우 충분한 측정을 얻으면 거의 같습니다. 더 좋은 방법은 여러 장치를 사용하고 각 장치로 많은 측정을 한 다음 전체 세트의 평균을 구하는 것입니다. 이렇게하면 장치 별 바이어스가 제거되지만 빠르거나 쉽게 수행 할 수는 없습니다 (장치 자체를 평균화하면 평균을 낼 수 있습니다-동일한 결과).
  3. 바이어스가 아닌 정밀도 만 추정 할 수 있습니다. 가우스 노이즈를 가정하면 표준 오차를 기반으로 추정치 (평균) 주변 의 신뢰 구간을 계산할 수 있습니다 . 이 유닛의 일부 유닛 (위성 수에 따라)은 위치 주변의 원으로 신뢰 구간을 나타냅니다.
  4. 장치에서 발생하는 특정 시스템 오류를 알지 않는 한 아마도 아닙니다. 2 참조.

답변

알려진 위치에 하나의 동일한 GPS 장치 두 개를 사용합니다. 각 GPS 읽기에 대한 오류를 해결하고 두 번째 GPS 장치에서 해당 오류 데이터를 전달하여 데이터를 수정하는 데 사용할 수 없습니까?


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