Despre Sfantul GPS

[parshulea]

In tura din CYCLADE cu Andy, am trait urmatoarele:
Undeva, printre Sifnos si Serifos nu sunt 100% sigur de locatie, GPS-ul (Chart plotterul) barcii, pe numele lui de familie Raymarine, da o pozitie. Ok. Dupa cum am invatat, e bine sa ai lucru tau; asadar, cu ventuza lipita de un geam din zona mesei de navigatie se gaseste GPS-ul meu adus de acasa -Garmin de masina, (pe post de back-up). Nici unul dintre maiastrele dispozitive nu zice ca nu poate stabili pozitia, ca nu gaseste sateliti destui, sau alte erori de genul asta. SINGURA PROBLEMA este diferenta de 3.5 NM intre pozitiile date de cele doua. Barca este in mars, SOG cca 5knt - indicata de ambele GPS-uri, zecimalele minutelor se deruleaza neperturbate, doar ca diferenta (intre coordonatele de longitudine) este imensa.
Cu atatea insule in jur, ziua, nu mi-a fost greu sa pun punctul fara GPS. Trei repere relevate, si am o pozitie pe harta care se gaseste la cateva sute de metri de coordonatele date de GPS-ul Garmin. CONCLUZIE: nea rayMarin, a luat-o pe campii.
Dupa cca 20 minute, totul a revenit la normal - diferenta de coordonate intre GPS-uri era abia la a doua zecimala a minutelor .

CONSIDERATII FINALE:
1. Data fiind lipsa de eroare de pozitionare, nu pot sa imi explic decat ca era o buleala din soft. Basca ca le-am si rebootat pe amandaoua, si degeaba. Nu pretind de la GPS mai mult decat este, dar ar fi minunat sa iti zica clar: "sefu', imi pare rau, mi-a scazut acuratetea tare, ai grija la coordonatele mele ca poate sunt la ursi)
2. Daca ma punea in Marmara, stiam ca abereaza, dar 2-3 NM pot fi periculoase tare. Nu imi doresc o eroare de genul asta noaptea printre insule si stancute.
3. Back-upul e bun si trebuie sa functioneze in paralel cu main-ul - nu stie niciodata.

[skipper]

... Nici unul dintre maiastrele dispozitive nu zice ca nu poate stabili pozitia, ca nu gaseste sateliti destui, sau alte erori de genul asta. SINGURA PROBLEMA este diferenta de 3.5 NM intre pozitiile date de cele doua. Barca este in mars, SOG cca 5knt - indicata de ambele GPS-uri, zecimalele minutelor se deruleaza neperturbate, doar ca diferenta (intre coordonatele de longitudine) este imensa....

1. Cum ai calculat diferenta de ti-a dat 3.5nm?
2. Eroarea a fost numai pe longitudine sau si pe latitudine?
3. Cat a durat eroarea asta?

[parshulea]

1. am pus punctele pe harta, (dupa ce m-am prins ca e groasa am incercat sa fiu foarte precis).
2. eroarea era si pe lat si pe long, doar ca pe latitudine era la prima zecimala a minutelor, adica undeva de ordinul sutelor de metri. Pe longitudine in schimb, era groasa rau. Si de aici ieseau 3.5nm, scazand coordonatele (ca sa nu fac calcule analitice mai complicate, ca eram in vacanta).
3. am zis mai sus, vreo 20 min

[skipper]

N-am mai vazut asa ceva si nici nu-mi explic ce s-a intamplat.
Daca dura tot timpul puteam presupune ca era vorba de setari diferite ale sitemelor geodezice de referinta - de exemplu WGS84 contra Krassovsky. Si nici asa nu putea da 3 mile jumate eroare.
Dar daca a durat numai 20 minute inseamna ca factorul perturbator n-a fost nici ala de durata. Sigur n-a pus cineva vreun degetel pe butoanele de la gpsul barcii ca asa s-a intamplat si pe Belize de n-a mai mers de loc chartploterul?


Oricum ati fost norocosi, se poate si mai rau decat atat:

[skipper]

Am intrebat la varu' despre erorile GPS si iata ce-am gasit:

- The dominant error source for satellite ranging with single frequency receivers is usually the ionosphere; this is of the order of 4 m, depending on the quality of the single-frequency model.

- The errors of the GPS systemare summarized in the following table. The individual values are no constant values, but are subject to variances. All numbers are approximative values.
Ionospheric effects ± 5 meters
Shifts in the satellite orbits ± 2.5 meter
Clock errors of the satellites' clocks ± 2 meter
Multipath effect ± 1 meter
Tropospheric effects ± 0.5 meter
Calculation- und rounding errors ± 1 meter
Altogether this sums up to an error of ± 15 meters. With the SA still activated, the error was in the range of ± 100 Meter. Corrections by systems like WAAS and EGNOS, which mainly reduce ionospheric effects, but also improve orbits and clock errors, the overall error is reduced to approximately ± 3 - 5 meters.

- Sources of User Equivalent Range Errors (UERE)
Source Effect (m)
Signal arrival C/A ±3
Signal arrival P(Y) ±0.3
Ionospheric effects ±5
Ephemeris errors ±2.5
Satellite clock errors ±2
Multipath distortion ±1
Tropospheric effects ±0.5
C/A ±6.7
P(Y) ±6.0

- Summary of GPS Error Sources
Typical Error in Meters Standard GPS Differential GPS
(per satellites)

Satellite Clocks 1.5 0
Orbit Errors 2.5 0
Ionosphere 5.0 0.4
Troposphere 0.5 0.2
Receiver Noise 0.3 0.3
Multipath 0.6 0.6


- Standard error model - L1 C/A (no SA)
One-sigma error, m
Error source Bias Random Total DGPS
------------------------------------------------------------
Ephemeris data 2.1 0.0 2.1 0.0
Satellite clock 2.0 0.7 2.1 0.0
Ionosphere 4.0 0.5 4.0 0.4
Troposphere 0.5 0.5 0.7 0.2
Multipath 1.0 1.0 1.4 1.4
Receiver measurement 0.5 0.2 0.5 0.5


- GPS Error Budget
•Satellite Clock Error ~ 2.1 m
• SV Ephemeris Error 0.05 (precise) - 2 m (nav.)
• Ionospheric Refraction ~ 4 m
• Tropospheric Refraction ~ 0.7 m
• Selective Availability (N/A) ~ 70 m (not anymore)
• Receiver Noise ~ 0.5 m
• Multipath ~ 1.4 m (maximum; different for a
correlator tech.; code and phase are diff.; e.g. phase=1/4 wavelength = 5 cm on L1
for a narrow correlator)
Dil i Of P i i Ab * 1 6 (
2/00 © Yong-Won Ahn • Department of Geodesy and Geomatics Engineering • University of New Brunswick
• Dilution Precision : Above ~ lower the better)
Total Error without SA : ~ 30m (without major error correction, e.g. troposphere, but no multipath)
Total Error without SA, error mitigation: 3~10m (code point positioning)