Diskuzní fórum Elektro Bastlírny

Děvčátka a chlapci,

vrtá mi hlavou jedna věc - přesnost GPS v závislosti na rychlosti.
Ňákej ten pátek dělám mapy, pár let to bylo pro Googla, teď jsem ho poslal do řiti (kvůli 🤐 restrikcím a miliónu bugů v editoru, na který nikdo nešáhne) a věnuju se mnohem pokročilejším OpenStreetMap (OSM).
Je tam možnost upnout GPX soubor, tedy záznam trasy z GPS, a podle něj kreslit/dolaďovat trasu. Moc šikovná věc.

Ale všiml jsem si jednoho paradoxu:
* Když zaznamenávám pěškobusem, záznam je nepřesnej, body lítaj vocamcaď pocamcaď, klidně 15m šejdrem. Nepoužitelný.
* Když zaznamenávám během pomalý jízdy, třeba kolem třicítky, body lítaj tak 5-10m šejdrem
* Ale když tomu dám na prdel, deviace je kolem 2 metrů.

To jsem si před chvílí vyzkoušel - dal jsem 2 průjezdy jednou lesní cestou, tam a nazpátek, 4m šířka, válcovanej jemnej štěrk, chtěl jsem co nejvyšší přesnost. Co se stalo? Čáry kolikrát 5m od sebe, někde se křížily, i když neměly (snažil jsem se, aby byl telefón, co to zaznamenával, uprostřed cesty). I nasral jsem se, probudil v sobě Šumachra a dal si se svým kombíčkem lesní rally - až 80km/h na rovině, zatáčky přes ručku, opět jedna cesta tam, druhá nazpátek. Výsledek? Ty čáry byly tam, kde měly bejt, skoro na sobě, chyby minimální.

Tak mi vysvětlete ten paradox, proč je GPS přesnější při vyšší rychlosti, než při rychlosti pomalý?

Zejtra budu mapovat cyklostezku, tak snad pumpičkáři uskočej .

Nemůže to být tím, že při vyšší rychlosti a určité "rychlosti snímkování" ti vyjde výsledný vektor o něco "štíhlejší"?

Všechno bude záležet od kvality HW, kde bude rozhodující odchylka daného GPS chipsetu atd.
např. http://wiki.openstreetmap.org/wiki/GPS_Chipset

Nevím, co ten krám má v sobě za GPS modul, ale tak logika říká, že když tam mám nastavenou nejvyšší frekvenci získávání pozice, tak čím pomalejc se s tím budu pohybovat, tím víc bodů na jednotku dýlky získám, a i když ty body budou rozsypaný, budu moct aproximovat. Ale to je prd platný, když můžu nastavit záznam nejdřív po metru, ale i tak je to k ničemu, jdu ulicí do tvaru L, telefón nad palicí, abych ho moc nestínil, dbám na to, abych ostře odbočil, ono to nakonec ale vykreslí C .
Ale za rychlý jízdy s dodržováním tvaru trasy potíže nejsou. Jedině snad, že by to fungovalo na Dopplerově principu, jenže co vím, ten se u současnejch GPS nepoužívá.

Trochu jsem si hrál s jedním softem, co počítá GPS polohu a moje dojmy (jsou to jen dojmy, třeba to tak vůbec není) jsou, že přímo z dat ze satelitů spočtená poloha na rychlosti vůbec nezáleží, ale je nepříliš přesná, něco vypovídá parametr GDOP. Máme tedy vypočtenou polohu, která má rozptyl řekněme kolem 15 m, možná i víc. A teď přichází na řadu další počítání, jak z těch přijatých dat udělat něco přesnějšího. Pokud se GPS pohybuje, dá se na základě směru a rychlosti predikovat, kde asi tak má ležet další bod a tím zaznamenanou dráhu korigovat, pokud se udělá předpoklad, že to, co se pohybuje, má taky nějakou hmotnost a tudíž setrvačnost a tudíž to nemůže neomezeně rychle měnit směr, vychází z toho, že čím rychleji se bude to něco pohybovat, tím méně to může zatáčet a tím více můžeme provádět korekci dráhy do přímky. Řekl bych, že právě tyto zpřesňující algoritmy se budou velmi zásadně podílet na výsledném dojmu z přesnosti GPS. Je to i o tom, co dokáže použitý CPU při svém výkonu (a elektrickém příkonu) všechno v reálném čase upočítat.

Něco na tom asi bude. No, jedná se třeba o tuhle zatáčku - při pomalým průjezdu byl právě v ní obrovskej rozptyl. Při jízdě dolů (doleva) byla lajna posunutá na sever, to Učko bylo mělký, opačným směrem byla posunutá zase na jih, na jižní části zploštělá. A to, co je na mapě, je rychlej průjezd driftem - lajny od sebe nebyly dál jak metr, bez deformací tvaru. Dost podobně tomu bylo u silničky 33755. Původně jsem ji zakresloval, když jsem po ní šel pěškobusem, zejména ty klikatice byly totálně šejdrem, 10m sem, 10m tam.

Teď mě napadla jedna věc - nemůže v tom mít prsty akcelerometr? Že pomocí něj by se dala teoreticky páchat predikce směru a rychlosti .

Může, akcelerometr, gyro, kompas, cokoli je k dispozici, může být použito ke zpřesnění. Některé navigace se tak docela obstojně vypořádají i s tunely.

Gps pre bezne ucely ma okresanu presnost. Zozen si merac pre geodetov a budes to mat presne. Pri akej kolvek rychlosti

Myslím si, že to je tak, jak říká Michal, že když jdeš pěšky, tak dostaneš daleko víc bodů pro jedno místo, takže to budeš mít podle mě víc rozházený. A hlavně GPS signál pro běžné uživatele je záměrně změn, aby tam byla nepřesnost +- 10 metrů. Myslím si, že pouze geodeti a vojenské síly mají přístup k nepozměněným datům GPS, kde nepřenost je většinou v centimetrech.

Pokud je přístroj pro geodety přesný, tak má bud lepší HW, nebo umí korigovat schválně vloženou nepřesnost? Tipuju to první, protože ta nepřesnost by šla SW odstranit všude. Dnes jde použít GPS+GLONASS (časem i Galileo), kde ta EU varianta by měla být nejpřesnější (dokonce má být placená verze +- 1cm) http://wiki.cs.vsb.cz/images/8/88/Gis_lap028.pdf .

Stejně mi není úplně jasný, jak je ta nepřesnost generována. GPS je jen přijímač, takže základní signál musí obsahovat přesnou informaci pro všechny. Asi zároveň nese nějaký kód, který zhoršuje přesnost běžných GPS. Při znalosti tohoto kodu by bylo možné dosáhnout vojenských parametrů.

Civilní GPS žádnou přídavnou chybu nemá, chyba je způsobena zejména nestejnou rychlostí šíření GPS signálu různými částmi atmosféry vlivem oblačnosti a odrazy signálu od okolí. Vojenské GPS používají dvě frekvenční pásma, podle rozdílu rychlostí šíření těch dvou frekvencí se dá korigovat vliv oblačnosti. Signály té druhé frekvence jsou šifrované a tudíž k dispozici jen pro armádu. Pro velké přesnosti se používá diferenciální GPS, kdy přijímač kromě satelitních signálů přijímá i korekční data ze sítě pozemních stanic, kde jsou na přesně známých místech stacionární GPS a ty zjišťují a následně vysílají korekční data, zase zejména kvůli změně rychlosti šíření vlivem oblačnosti. Je to placená služba.

Záměrná nepřesnost se u GPS nepoužívá již od 1.5.2000 Přesnost na centimetry jakou využívají geodeti je dána využíváním mimo družicového systému ještě stanicí pozemních vysílačů. Běžná přesnost GPS v ideálním případě je kolem 3m ve volném terénu kde má přijímač viditelnost v rámci celého obzoru. Záleží na tom kolik družic je momentálně nad měřenou polohou a v jaké jsou pozici. V běžném terénu kdy je některá část obzoru zastíněna je přesnost ještě nižší. Většina automobilových navigací projížděnou trasu softwarově "přichytává" k nejbližší silnici takže nepřesnosti nejsou vidět. Je možné že při nižší rychlosti je tato funkce vypnuta (navigace si myslí že jdeš pěšky) a použita jsou opravdu surová data z GPS. Ale jako nejpravděpodobnější se mi jeví že ke zpřesnění polohy je použit akcelerometr případně kompas který při nízké rychlosti (chůze) zanáší další nepřesnost do měření.

Aha tak to se omlouvám, já myslel, že ta umělá chyba se tam vkládá pořád.

Takže placená služba znamená pozemní korekci z dalších vysílačů, které korigují nepřesnosti z družic.
Z toho potom vyplývá, že hrát si na geodeta bez patřičného vybavení, je akorát pláč na špatném hrobě.