gps receivers: basics and selection t.s. stombaugh, j.d. luck and s.a. shearer biosystems and...
TRANSCRIPT
GPS Receivers:Basics and Selection
T.S. Stombaugh, J.D. Luck and S.A. Shearer
Biosystems and Agricultural EngineeringUniversity of Kentucky
Global Positioning System Space-based radio
navigation facility System of 24 Rockwell
satellite vehicles (plus a few obsolete) maintained by the DoD
Altitude is 12,500 miles Radio signals broadcast
from satellites allow users to calculate position
Distance to Satellite Lightening vs. Thunder Radio signals travel at the speed of
light Let’s put some numbers on it
Altitude = 12,500mi Speed of light = 186,000 mi/s Transmission Time = 0.067 s
What happens if we are off a little? 0.001 s * 186,000 mi/s = 186 mi
Triangulation
Satellite Position
Satellites broadcast several pieces of information including Atomic clock corrections Ephemerides - parameters to
describe position and velocity of each satellite within its orbit
GPS Errors
Clock Ephemeris Satellite Configuration Atmospheric interference Multipath Selective Availability (SA)
Dilution of Precision
Low DOP High DOP
Multipath Error
AtmosphericInterference
Selective Availability
The intentional dithering of timing and ephemeris information by the DoD intended to prevent hostile use of GPS technology.
Local Area DGPS
Establish your own base station Radiobeacon (USCG) National DGPS (NDGPS) Local Area Augmentation
System (LAAS)
RTK Arrays RTK Networks More on these later….
RovingReceiver
CorrectionSignal
BaseStation
USCGRadiobeacon
Correction
Wide Area DGPS Sources
Commercial satellite providers Omnistar Racal Deere
Wide Area Augmentation System (WAAS)
Global DGPS (GDPS)
RovingReceiver
CorrectionSignal
BaseStation
RTK DGPS
Real Time Kinematic or, Carrier Phase DGPS Accuracy of Mobile Rovers:
under 2.0 cm horiz. and 5.0 cm vert.
Accuracy of Static Surveying Units: under 1.0 cm horiz. and 2.5 cm vert.
RTK CorrectionSignal
RTK RovingReceiver
RTK BaseStation
GPS Satellites
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########
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Static Accuracy
1 m
Terms
Error – difference between measurement and actual value
Accuracy – lack of error Precision – random errors Bias – systematic errors
Reporting Methods
Visualize circles that contain the majority of data points: CEP – 50% of measurements 95% CEP - 95% of measurements 2DRMS – 95.4 to 98.2% of
measurements 1 Sigma – 66.7% of measurements 2 Sigma – 95% of measurements
Be certain that you compare apples to apples -- be aware of accuracies reported as CEP or 1 Sigma!
Static Accuracy – 95% CEP
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