GPS plotų matavimas

Apie GPS tikslumą, ploto matavimus ir paklaidas – populiariai

Kas yra EGNOS?

-Tai speciali GPS matavimų paklaidos mažinimo sistema. EGNOS signalai priimami iš 3-4 geostacionarinių palydovų, "kybančių" virš ATLANTO ir INDIJOS vandenynų. Šie palydovai yra fiksuotoje padėtyje žemės atžvilgiu. Signalai bus priimami automatiškai (jei tik Jūsų imtuvas turi tokią funkciją), nieko papildomai įsigyti nereikės. Svarbu tik, kad matavimų metu tų EGNOS palydovų Jums niekas neužstotų. Nes jų padėtis gan žemai, tik apie 15-20 laipsnių virš horizonto pietvakarių ir pietryčių kryptimis.

Kodėl neretai GPS aprašymuose matau parašytą paklaidos dydį net ~10-15m?

-15m gamintojai rašo apsidrausdami 100%, ir su tam tikra tikimybe. Dažniausiai tai reiškia, kad net momentinė, trumpalaikė paklaida neviršys 10-15m prie 99,9% matavimo atvejų, matuojant ilgą laiką, su tikimybe 1:100 ar daugiau. GPS duomenys atnaujinami kas sekundę, ir sakykim, matuojant nejudamo taško koordinates keliasdešimt valandų, būtų gaunamas toks rezultatas:

Taigi gamintojas ir apsidraudžia, kad net pats tolimiausias „pasiklydęs“ taškas nebus nutolęs nuo TIKROS vietos toliau nei 15m. Antraip toks vartotojų suklaidinimas galėtų gamintojui brangiai kainuoti teismuose. Realiai gaunama paklaida retai pasiekia tą maksimaliai deklaruojamą reikšmę.

Kaip suprantu, WAAS veikia tik Amerikoje?

-NETIESA: Europoje ši paklaidų mažinimo sistema veikia taipogi. Tik Europoje ji vadinasi ne WAAS, o EGNOS. Veikimo principai ir efektyvumas yra tie patys.

Mano GPS priima WAAS. O kažin ar EGNOS priims?

-TAIP, priims. VISI GPS imtuvai, kurie palaiko WAAS - veikia ir Europoje su EGNOS

Ar skiriasi iš principo GARMIN, LeadTek , Magellan, Thales, Eagle ir kitų GPS imtuvų tikslumas?

-NESISKIRIA. Jei kalbame tiesiog apie "pliką" imtuvą, kuriam neprijungtas joks DGPS (diferencialinis) korekcinis imtuvas (įsigyjamas atskirai, už nemažą kainą), tai su eiliniam vartotojui priimtina tolerancija galima drasiai teigti, kad visų jų tikslumas yra LABAI PANAŠUS

Tai kodėl toks platus GPS imtuvų kainų diapazonas?

-Taip yra dėl kitų vartotojiškų PATOGUMŲ buvimo ar nebuvimo. Kaina labai ūgteli kaskart, pridėjus bet kurį iš šių komponentų: spalvotą LCD ekraną, didesnį ekraną, didesnės raiškos ekraną, patogesnį valdymą, greitesnį (USB) duomenų nuskaitymo portą, žemėlapių palaikymą, daugiau laisvos atminties žemėlapiams, AUTO-ROUTING funkciją, visos Europos žemėlapius jau įkrovus į aparatą gamybos stadijoje (o ne pateikiant juos CD/DVD) , didesnį TRACKLOG ir WAYPOINT atminties dydį, VOICE funkciją, TEXT-TO-SPEACH funkciją, BLUETOOTH funkciją, 3D žemėlapių atvaizdavimo formatą, jautresnį GPS procesorių, procesorių su daugiau vienu metu priimamų kanalų, ir kt.

Ar tai reiškia , kad nuo kainos GPS tikslumas nepriklauso?

-TEISINGAI. Pvz GARMIN modelių eTREX (430 LT) ir STREETPILOT 7500 (6000 LT) tikslumas yra visiškai toks pat. GPS tikslumas - tai toks dalykas, kuris praktiškai mažai pavaldus bet kokiam gamintojui, kad ir kaip jis besistengtų. (čia vėlgi kalbama tik apie buitinius, 200-4000LT kainuojančius įrenginius, o ne kokius karinius ar geodezinius, naudojančius L2 dažnį, DGPS, post-processingą ir kitas specialias bei brangias priemones, kuriomis įmanoma pasiekti net ir 0,5 cm tikslumą. Bet ir kainos tuo atveju pasiekia šešiaženklius skaičius! Paklaidos atžvilgiu ir 200 LT, ir 6000 LT kainuojantys imtuvai dažniausiai yra lygiaverčiai!

O tai nuo ko tas tikslumas priklauso?

- Tai gan sudėtingas klausimas. Gaunama vietos nustatymo paklaida susideda iš daugybės komponentų. Labiausiai akivaizdus faktorius - kiek matavimo momentu yra "matomų" palydovų, ir kokia jų išsidėstymo danguje geometrija. Jei atviras horizontas ir gaudoma 10-11 palydovų - tikslumas gali pagerėti iki 3-5 metrų. O jei dar priimami ir EGNOS signalai - iki 1-1,5 metro

Tai kokie yra kiti tos paklaidos šaltiniai?

- Patys juntamiausi yra 6. Ir iš visų šešių – Jūsų GPS imtuvo įnešama dalis yra pati MAŽIAUSIA, tik apie 4-5%. Apie tai daugiau galima pasiskaityti (anglų k.) čia: http://www.gpsinformation.org/dale/dgps.htm Ypač atkreipkite dėmesį į ten esančia pačią pirmają lentelę.

Ar yra prasmė pirkti brangesnį GARMIN GPS su "Barometriniu aukštimačiu“, su "S" raide?

- Juk visi GPS imtuvai ir šiaip rodo aukštį? A: YRA. Ypač – jei skraidote. Nes pigesni GPS imtuvai, neturintys atmosferinio slėgio sensoriaus, aukštį virš jūros lygio nustato TIK pagal palydovų signalus, su mažesniu tikslumu. Tokio metodo paklaida vertikalioje plokštumoje yra 3-5 kartus didesnė, nei kad vertikalioje. GARMIN imtuvuose su "S“ raide yra barometrinio slėgio sensorius, kuris padidina aukščio nustatymo, taip pat kilimo ir leidimosi tempo matavimo tikslumą. O tai yra ypač svarbu skraidantiems ore, taipogi alpinizme.

Kokiais atvejais gali būti reikalingas GPS įmontuotas „elektroninis kompasas"? Juk visi GPS rodo pasaulio kryptis?

- TAIP, rodo. Bet tik JUDANT. Stovint vietoje, įprastiniai GPS imtuvai pasaulio krypčių neparodo.

Žadu su GPS matuoti savo pasėlių sklypus. Kaip sužinoti, ar mano pasirinktas GPS imtuvas užtikrins reikiamą matavimo tikslumą?

- LABAI SVARBU įsiminti, kad ploto nustatymo paklaida kv.m (arba procentais) visų pirma labai priklausys nuo sklypo formos. Mažiausia ji - kvadrato formos sklypams, didžiausia - ilgiems siauriems sklypams. Jei sakykim sklypas bus 10m x 1000m - paklaida bus labai didelė. Ir ji bus su bet kokiu GPS ! Tokiu atveju reikėtų matuoti ne su GPS, bet kitokiais metodais, pavyzdžiui kad ir su dvimetriu ar rulete. Paklaidas galima gerokai sumažinti, darant kelis to paties sklypo matavimus, ir po to apskaičiuojant aritmetinį vidurkį.

Tai visgi, kokia bus mano pasirinkto GPS imtuvo maksimali paklaida PROCENTAIS?

- Procentais? To nepasakys NIEKAS! Nes procentai yra santykinis dydis, ir kiekviena karta tas % gali būti vis kitoks. Panagrinėkime kelis pavyzdžius. Sakykim, MAKSIMALI momentinė (arba linijinė) taško arba linijos išmatavimo su GPS paklaida siekia 3m. (TRIS metrus). Jeigu 1ha laukas bus 100m x 100m kvadratas, tai pačiu blogiausiu (teoriniu) atveju turėtume paklaidą 103x103= 10609; 10609:10000= 6.09%. (paaiškinimas – čia 103m o ne 106m imame todėl, kad labai mažai tikėtina, kad esant viename lauko pakraštyje GPS maksimaliai nukrypo 3m į vieną pusę, o kol nuėjote į lauko kitą pusę, paklaida pasidarė vėl maksimali, bet jau visiškai priešinga kryptimi. Tokia tikimybė labai maža.

Jei laukas didesnis , pvz 200x200m, 4ha, tada turėsime 203x203=41209 (ir 41209:40000) , paklaida sumažėjo nuo 6%. iki 3.02%. Ir tai su TUO PAČIU GPS imtuvu! Jei sklypas dar didesnis - % bus dar mažiau .

O dabar trečias atvejis – matuokime vėlgi 1ha sklypą, bet labai ilgą, kurio išmatavimai 20m x 500m. Tuomet 17m x 497m= 8449 kv.m., Daliname 10000:8449=1.1835, vadinasi jau nebe 6.09%, o net 18.4% paklaida. O ir imtuvas juk tas pats, ir 3m linijinė paklaida, ir sklypo dydis toks pat 1ha.

Reiktų pabrėžti - čia tik TEORINĖS paklaidos, ir jos neturėtų gąsdinti. Nes vaizdumo dėliai specialiai padarėme prielaidas, kad matuojant kiekvieną kraštinę, nukrypimas per visa jos ilgį visad bus tik pačia nepalankiausia kryptimi. Ir visą matavimo laiką, per visą tos kraštinės ilgį! (realybėj to NIEKADA nebus). Realiai - ploto paskaičiavimo paklaida bus 10-20 ar daugiau KARTŲ mažesnė už aukščiau aprašytas MAKSIMALIAS TEORINES. Nes realiai gi - ta LINIJINĖ momentinė paklaida visą laiką KEIČIASI, kas sekundę. Vienu momentu sakykim matavimo nukrypimas 2m Į Šiaurę, po sekundės jau 1m į Šiaurės-Rytus, dar po sekundės - 1.5m į Pietus, dar po sekundės – jau 0.5m į Vakarus , ir t.t. Galutiniame (ploto skaičiavimo) rezultate tos paklaidos kaip ir viena kita kompensuos. Ir paklaidos bus daug mažesnės nei mūsų pateiktuose pavyzdžiuose. Apeinant lauką su TIESIOMIS kraštinemis, iš tikro GPS-e galime gauti ne idelias tieses, bet laužytas, šiektiek „zigzagines“ linijas. Bet, kaip parodyta aukščiau, tai didelės įtakos galutiniam PLOTO apskaičiavimo rezultatui neturės. Nereiktų pamiršti ir to , kad jeigu yra priimamas EGNOS korekcinis signalas, tai LINIJINĖ paklaida bus mažiau nei mūsų pasirinkti 3m, gali būti tik 1-1.5m

Ar yra atvejų, kai naudotis GPS imtuvu ploto matavimui nepatartina?

- YRA. Dėl galimos 2-3m linijinės sisteminės GPS paklaidos NEPATARTINA pasikliauti JOKIAIS (net už 6000LT) GPS imtuvais, matuojant mažų (mažiau nei 60 arų) sklypų plotus. Tas pats galioja ir didesniems sklypams, jeigu jie yra labai ištęsti į ilgį (labai siauri, bet ilgi), kai bet kuri trumpiausia kraštinė yra trumpesnė nei 50m. Taipogi nedidelius ( 0,6-2ha) sklypus matuojant nerekomenduotina pasikliauti GPS imtuve integruotu ploto kalkuliatoriumi. Kur kas tikslesnius rezultatus gausime, jei su 1sek diskretiškumu užfiksuotą pėdsaką GPS imtuve (TRACKLOG) poto apdorosime su GPS UTILITY programa.

Teko girdėti apie kažkokį MOBILMAPPER, kuris matuoja su mažesniu nei 1m paklaida. Ar tai tiesa?

- Tai bus tiesa TIK prie tam tikrų sąlygų. Jei gerai patyrinėsite šio įrenginio aprašymus, aptiksite, kad

Tai ką gi man daryti?

- Čia tik bandėme parodyti, kaip viskas, net ir reikaluose su GPS – reliatyvu ir sąlygina. Jei žemės teturite tik hektarą kitą, gal iš tikrųjų paprasčiau (o gal net ir pigiau) bus pasikviesti matininkus. Tikiuosi – jie prisiima atsakomybę už galimas matavimų paklaidas ir jų pasekmes. Būtinai jų šito pasiklauskite. Ūkininkaujantiems plačiau – GPS tikrai yra geriausias kandidatas į Jūsų pagalbininkus pavasariniuose pasėlių deklaravimo rūpesčiuose. Ypač pergyvenantiems dėl galimų netikslumų, ar įpratusiems siekti 100%-ių garantijų, dar galima būtų patarti, pasėlius deklaruojant, dirbtinai pamažinti savo gautus matavimų rezultatus papildomu vienu procentu. Būtų lyg savotiškas draudimas. Nori gyvent be rūpesčių - pasirenk papildomoms išlaidoms.

Informacinis šaltinis UAB "Fedingas"