Вычисление радиуса окружности ошибки для оценки точности GPS-измерений
Показатель CEP окружность возможной ошибки (Circular Error of Probability) один из возможных путей оценить точность производимых GPS измерений в данной точке в данное время. Благодаря большому количеству факторов внешней среды влияющих на измерения в одной точке показания прибора будут разными в разные моменты времени. К таким факторам относится влияние ионосферы, влияние нижних слоев атмосферы, многолучевость, наличие препятствий на пути сигнала (Серапинас, 2002). Показатель CEP использует опорную точку, либо задаваемую пользователем, либо вычисляемую как среднее геометрическое между всеми измерениями, для того, чтобы построить серию окружностей показывающих соотвественно 50, 90, 95, 99% возможной ошибки.
Для того, чтобы определить CEP должна быть взята серия измерений сделанная в одной точке. Например, включенный и неподвижный GPS с интервалом в 2-5 сек регистрирует точки трека, которые потом загружаются, конвертируются в shape-файл и анализируются.
Рис. 1. Показания 3-х 40-минутных сессий приема координат, по 1022 измерения через 2 сек в сессии (всего 3066 измерений)
Очевидная регулярность расположения точек связана с разрешением цифровых значений выдаваемых GPS. Например точность с которой GPS Garmin 12 выдает координаты 0,000005 десятичных градусов по долготе, и 0,000005 по широте (примерно 50 см в данной проекции).
Для вычисления CEP данные должны быть спроектированы. Для вычисления CEP может быть использован скрипт (http://www.gpsinfo.ru/articles/data/1782/cepcalc.ave ). Для вычисления измеряются расстояния между средней точкой и каждым измерением, а затем считается на каком расстоянии находится нужный процент точек.
Рис.2 Вычисленные значения CEP (50, 90, 95, 98), относительно среднего значения (черная точка в центре), график представляет собой визуальное представление вычисленных значений CEP (разным цветом показаны разные серии измерений, всего 3 серии)
Пример показывает, что 50% точек находятся на расстоянии 3,4 м от среднего значения, 98% точек на расстоянии 14,2 м от среднего. Из диаграммы также виден разброс ошибки.