NUMERUS

Testy dokładnościowe programu GPS4pl

Program był testowana z użyciem Pocket PC Asus A632 z procesorem 416 MHz oraz modułem GPS SiRF Star III. Urządzenie posiada interesujące rozwiązanie konstrukcyjne anteny, pozytywnie wpływające na osiąganą dokładność. Jest ona zintegrowaną z obudową, ale posiada możliwość odchylenia na zewnątrz i obrotu pod najlepszym kątem.
Do oceny dokładności pomiarów wykorzystano punkty osnowy geodezyjnej II klasy o znanych współrzędnych charakteryzujących się dokładnością lepszą niż 0.05 m.
Celem testów było sprawdzenie poprawności algorytmów numerycznych programu poprzez porównanie wyników pomiarów z wartościami wzorcowymi.
W czasie pomiarów testowych w konfiguracji programu ustawiono: Static Navigation - Off, wynik uśredniaj z 10 pomiarów elementarnych, maska sygnały i elewacji - fabryczne.


Test nr 1    punkt osnowy II klasy, Chociw

Układ współrzędnychPomierzone współrzędneOdchyłki współrzędnych
XYHdXdYdPdH
1992 423144.4 587332.0  163.81.00.91.4-5.1
UTM/21o5724362.54449047.2 162.5-0.62.72.7-6.4
2000/21o5726213.27449029.9 162.70.41.81.9-6.2
1965/15583355.54580392.4 162.5-0.62.52.6-6.4
1942/21o5726784.04449150.7 162.7-0.72.42.5-6.2

gdzie:
dX, dY - uzyskane różnice współrzędnych odniesione do katalogowych wartości geodezyjnych (w metrach)
dP - sumaryczna odchyłka współrzędnych - dP=pierwiastek (dX2+dY2)
dH - różnica wysokości odniesionej do poziomu morza (dH = HGPS - Hkatalog)

Test nr 2    punkt osnowy I klasy, punkt sieci satelitarnej Polref, Machcin

Układ współrzędnychPomierzone współrzędneOdchyłki współrzędnych
XYHdXdYdPdH
1992 451269.2 646133.5  133.41.8-0.11.8-5.7
UTM/21o5750867.14508601.9 134.0-0.3-2.62.7-5.1
2000/21o5752727.77508608.0 133.02.00.72.1-6.1
1965/25684438.24577130.5 134.3-1.7-4.54.8-4.8
1942/21o5753301.54508733.5 133.22.10.92.3-5.9

Test nr 3    punkt osnowy II klasy, Dobrzyń

Układ współrzędnychPomierzone współrzędneOdchyłki współrzędnych
XYHdXdYdPdH
1992 502531.0 617971.1  69.20.12.82.8-6.6
UTM/21o5802892.14481863.9 69.1-0.13.43.4-6.7
2000/21o5804766.67481858.0 71.2-0.73.43.5-4.6
1965/25736667.24550747.1 67.53.1-0.13.1-8.3
1942/21o5805346.44481980.9 67.41.03.23.4-8.4
Warszawa 75   15326.0 -18924.1  66.70.83.43.4-9.1


Test nr 4    punkt osnowy II klasy, Palmiry

Punkt zlokalizowany jest w lesie co powoduje gorsze warunki pomiaru GPS - zauważalne są większe odchyłki pomierzonych współrzędnych w stosunku do wartości katalogowych.

Układ współrzędnychPomierzone współrzędneOdchyłki współrzędnych
XYHdXdYdPdH
1992 501234.4 620966.8  79.6-4.22.04.7-9.2
UTM/21o5801520.94484826.9 80.43.56.47.3-8.4
2000/21o5803389.17484819.4 81.7-2.93.84.8-7.1
1965/25735260.24553700.3 80.1-8.12.18.3-8.7
1942/21o5803966.54484943.0 81.0-3.54.25.4-7.8
Warszawa 75   13949.5 -15962.5  81.90.23.93.9-6.9


Uzyskane wyniki wskazują na dobrą zgodność uzyskiwanych współrzędnych z wartościami wzorcowymi - mieszczą się one zadawalająco w granicach dokładności oferowanej przez GPS. Największe różnice dotyczą wysokości, co jest zgodne z teorią. Użyty moduł GPS podaje wysokości odniesione do poziomu morza, można jednak zauważyć, że podawane wartości są obarczone systematycznym błędem rzędu kilku metrów - we wszystkich przypadkach odchyłka wysokości jest ujemna. Przyczyna prawdopodobnie tkwi w modelu odstępów geoidy od elipsoidy zastosowanym w firmware modułu GPS, bowiem wysokości n.p.m są wartościami wtórnymi, wyliczanymi z wysokości elipsoidalnych. Zastosowany model odstępów geoidy być może optymalnie aproksymują powierzchnię całego globu, ale na obszarze Polski wprowadza pewną systematyczną niedokładność.

Test nr 5

Celem testu było oszacowanie dokładności modułu GPS poprzez zbadanie różnic współrzędnych pomiędzy wielokrotnymi pomiarami w tym samym punkcie. Wykorzystano do tego specjalną funkcję programu. Zadano interwał 30 sekund pomiędzy poszczególnymi pomiarami.
W miejscu pomiaru warunki GPS nie były idealne, więc w konfiguracji modułu GPS ustawiono eliminację satelitów o elewacji mniejszej od 10o oraz satelitów dla których poziom sygnału jest niższy od 25 dB-Hz. Ciągły pomiar prowadzono przez ponad 1.5 godziny, co pozwoliło na zebranie 185 pomiarów.
Na plocie wykonanym przez program każdy niebieski punkcik reprezentuje elementarny pomiar. Z rysunku widać, że wszystkie pomiary są wzajemnie zgodne w sposób zadawalający. Większość z nich lokuje się w okręgu o promieniu ok. 2 - 2.5 m od wartości średniej, którą reprezentuje środek rysunku. Zaistniał tylko jeden przypadek wyniku bardziej odstającego od średniej (4.8 m). Stosunkowo mały jest też rozrzut maksymalny, który jest wyrażany odległością pomiędzy dwoma najbardziej odległymi punktami w serii pomiarowej.

Copyright© NUMERUS Wiesław Kozakiewicz www.numerus.net.pl