DOP und HDOP,VDOP

Fragen zu GPS-Empfängern und alles was damit zu tun hat.

Moderator: Roland

Impie

DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von Impie » 15.11.2005 - 18:01

Hallo, allesamt.

Ich setzen mich gerade mit den Werten auseinander und weiß immer noch nicht so recht wie diese Werte entstehen.

Ich hab eine Gleichung gefunden die DOP berechnet:

DOP=Standartabw. des Positionsfehlers /
Standartabw. des Enfernungsfehlers

Kann mir das bitte jemand eindeutiger näher bringen?

Hier auf der HP steht:
"Dilution of Precision - DOP - Verdünnung der Präzision
Eine Beschreibung für den ausschliesslich aufgrund geometrischer Gegebenheiten zustandekommenden Beitrag zur Ungenauigkeit der Positionsbestimmung. Standardbezeichnungen hierfür sind: GDOP: Geometrisch (3 Positionskoordinaten plus die Zeitverschiebung der Lösung); PDOP: Position (3 Koordinaten); HDOP: Horizontal (Zwei horizintale Koordinaten); VDOP: Vertikal (nur Höhe); TDOP: Time (Zeit) (Nur die Uhrenabweichung); RDOP: Relativ (Auf 60 Sekunden normiert) "

So nun ist die Frage was sind das für Güte Werte?
Beispiel: HDOP: Horizontal (Zwei horizintale Koordinaten);

Ich denke mir das so, dass es die Genauigkeit der ermittelte Position (x,y)
beschreibt. Und der Wert HDOP ist dann die Standartabweichung von x bzw. y. Oder hab ich da was falsch verstanden?

Mit freundlichen Grüßen
Impie

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Roland
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Beitrag von Roland » 15.11.2005 - 23:23

Hallo Impie,

ich hab' das auch nicht 100%ig verstanden, im Gegensatz zu anderen
kann ich aber die Finger wieder nicht von der Tastatur lassen ...

Immerhin hast Du mal bei Kowoma nachgeschaut- das habe ich auch gerade getan
HDOP - VDOP
könnte Michael mal nachtragen.
EDOP-NDOP-RDOP, mei, das kennt kaum einer.

Man könnte einen DOP-Wert den 'Tetrapack der GPS-Genauigkeit' nennen, seine Größe und Gestalt bilden die Schnittgeraden der Pseudoranges im Beobachtungspunkt. Bei fehlerfreier Positionierung hätte er die Größe Null, bei günstigen Bedingungen (und Streckengenauigkeiten von Zentimetern wie im Vermessungswesen) wäre es eben ein kleines Tetraeder (wenn 4 Satelliten 'übereinander' stünden wäre das nicht der passende Strohhalm !)
Der Vergleich wird erst stimmig, wenn man die Kantenlänge bestimmt.
Die DOP-Werte sind dimensionslose Verhältniszahlen, erst mit der Standardabweichung einer Einzelmessung ergeben sie eine metrische Positionsgenauigkeit. Ein PDOP 3 und eine Pseudorange-Genauigkeit von +- 3m ergäbe einen räumlichen Punktfehler von +- 9m. Wenn man wissen will, ja und wie genau liege ich horizontal?, muss man den HDOP-Wert nehmen und mit den 3 m multiplizieren, das ergibt die horizontale Standardabweichung . Du warst auf dem richtigen Weg, nur Deine letzte Deutung ist insofern falsch.

Also unter uns, jetzt staune ich, was die Empfänger alles berechnen.
Ich-hab'-das-noch-nie-berechnet !

Wenn Du's härter brauchst, nimm dies
http://www.lrt.mw.tu-muenchen.de:16080/ ... ung_07.pdf da so in der Mitte.

Jetzt will ich mich aber verdilutionieren

Grüße Roland

JLacky
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Beitrag von JLacky » 16.11.2005 - 10:32

Roland hat geschrieben:Also unter uns, jetzt staune ich, was die Empfänger alles berechnen.
Ja, und daher auch immer daran denken, das die DOP-Werte nicht die tatsächlich absolute Abweichung angeben. Der GPS-Empfänger berechnet die Wert aus den für ihn zur Verfügungn stehen Parametern. Das heisst der DOP-Wert (welcher jetzt auch immer) ist der Wert von dem der GPS-Empfänger 'glaubt' das es die Abweichung sein müsste, die sich aus allen Berechnungsgrößen ergeben.

Werte, die dem GPS-Empfänger nicht bekannt sind, wie z.B. Refektionsfehler, gehen nicht in die Berechnung ein.

Das heisst der GPS-Empfänger zeigt mir einen DOP von 5 an, die angezeigt Position liegt aber um 200m daneben. Was druchaus tagtäglich passieren kann.

Also diesen DOP-Werten nicht bedingungslos glauben, es sind halt nur berechnete Werte, und keine tatsächlich gemessenen.

mfg
JLacky

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Roland
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Beitrag von Roland » 16.11.2005 - 20:52

Hallo,

ja, der DOP-Wert soll nur die mögliche Güte des Rückwärtsschnittes andeuten.
Und vom Rückwärtsschnitt kommt auch meine Deutung als Tetraeder. Beim ebenen Rückwärtsschnitt war ein kleines fehlerzeigendes Dreieck ein Maß für einen guten Rückwärtsschnitt.
In anderen Quellen, z.B. der von mir oben geposteten, wird genau umgekehrt argumentiert: großes Tetraeder-guter Schnitt :shock:

Ich schwanke, ob ich ein weitere Verständnisproblem anreißen soll:
ist der DOP nun im kartesischen WGS84-System definiert oder im lokalen Horizontsystem. Das käme beim HDOP und VDOP zum tragen.
Auf den ersten Blick kann ich das der Quelle nicht entnehmen. Dort werden in der Original-Matrix EDOP-NDOP-VDOP so bezeichnet, eine Seite später aber werden die Werte ins Horizontsystem transformiert ...

Nachtrag: Das Beispiel ist wohl zur Veranschaulichung gewählt. Es wird wohl das WGS84-System mit einer Rotationsmatrix transformiert.

Mein mangelnder Durchblick hat schätzungsweise welche Dilution of Perception ?
Ist es sehr schlimm ?

Grüße Roland

Impie

Beitrag von Impie » 16.12.2005 - 17:36

Also ich danke für eure Antworten und bin dadurch nun endlich dahinter gekommen. Wie das so zusammen hängt.

Hab mir auch noch ein Buch geholt. Darin steht beschirieben, wie man auf die Standardabweichung bzw. die Varianz schließen kann.

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Roland
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Beitrag von Roland » 19.12.2005 - 00:05

Hallo Impie,

Noch ein halb scherzhafter Nachtrag
Hab mir auch noch ein Buch geholt
Sehr vernünftig. Ich habe auch schon überlegt, ob ich das tun sollte, aber wozu vertieft einsteigen, man hängt der Entwicklung doch hinterher. Fand in meinen antiquarisch wertvollen Unterlagen Hinweise auf englischsprachige Quellen.
Das sei ein 'must'
Oder auch
Das

Bei Anblick der Preise sage ich mir, aus paritätischen Gründen müßte ich Gesine (das G in meinem GPS) ja etwas Gleichwertiges schenken. Und gerechterweise den Katzen entsprechend zwei Zentner Katzenfutter :roll:

Das ist nicht drin.

Gab zu Büchern hier im Forum übrigens schonmal Tipps, fand z.B.
http://www.kowoma.de/gpsforum/viewtopic.php?t=387

Grüße Roland

jan1205
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von jan1205 » 29.08.2009 - 14:54

Hallo,
ich habe eine generelle Frage.
Anhand welcher Informationen wird der PDOP berechnet? Doch nur anhand der vier Satelliten, die auch zur Positionsbestimmung genutzt werden, oder?

Meine Frage resultiert aus einer Messfahrt auf einer Alleenstraße. Laut GPGSA werden neun bis zehn Satelliten verwendet. Mein PDOP-Werte springen auf dem Streckenabschnitt zwischen 1,8 nd über sechs. Woher kommt das? Durch die Beugung des Blätterdachs? Ist die Dämpfung teilweise zu stark? Eigentlich kann das ja nicht sein, da der DOP Wert ja nur die Satellitenkonstellation berücksichtigt, oder? Also werden ständig die Satelliten gewechselt, die zur Positionsbestimmungverwendet werden? Liege ich damit richtig?

Ich weiss hal nicht warum es bei einer Fahrt aufeiner Alle zu diesem ständigen Wechsel der DOP-Werte kommt. Kann mir da jemand ne schlüssige Erklärung liefern.

Und noch ne allgemeine Frage: Wieveiel Satelliten werden zur Positionsbestimmung genutzt? Nur die besten vier laut DOP? Was heisst die Angabe im GPGSA-Datnsatz. Ist die Anzahl der verwendeten satelliten, die Anzahl aus denen er aussucht oder die die er tatsächlich verwendet?

Ich bin mal wieder verwirrt. Ich würde mich auf eine schlüssigeErklärung von Euch freuen. Danke schön.
Gruß
Jan

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Jörn Weber
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von Jörn Weber » 30.08.2009 - 08:16

jan1205 hat geschrieben: Anhand welcher Informationen wird der PDOP berechnet? Doch nur anhand der vier Satelliten, die auch zur Positionsbestimmung genutzt werden, oder?
Viele GPS-Empfänger benutzen mehr als 4 Satelliten um die Position zu ermitteln.
Mein PDOP-Werte springen auf dem Streckenabschnitt zwischen 1,8 nd über sechs. Woher kommt das?
Unter anderem auch durch Multipath-Empfang
Wieveiel Satelliten werden zur Positionsbestimmung genutzt?
Mindestens diejenigen, die im GSA-Datensatz verzeichnet sind.

Gruss Joern Weber

jan1205
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von jan1205 » 30.08.2009 - 10:06

Hallo Jörn,

vielen dank erstmal für deien Antworten. Aber wie kann es den sein, dass sich die DOP-Werte ändern, die ja nur vom Weltraumsegment abhängen, wenn ich in in erdnähe irgendwelche Mehrwegeeffekte habe oder sonst eine Ausbreitungserscheinung?

ssquare_de
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von ssquare_de » 30.08.2009 - 10:51

Hallo jan,


deine scheinbar einfache Frage geht vermutlich schon tiefer - bis in die Untiefen der verwendeten Empfängerfirmware. :)

Es ist das eine, einfach aus der geometrischen Satellitenkonstellation, die für die Berechnung der Position verwendet werden kann, die DOP-Werte abzuleiten, das andere, viel kompliziertere ist es, eine möglichst zuverlässige Aussage zur geschätzten Positionsgenauigkeit zu machen.
Fortschrittliche Firmware erkennt Satsignale, die durch Beugung, Reflektionen, starke Signalabschwächung...die Positionslösung direkt empfangener Sats verschlechtern würde und verwirft diese degradierten Signale bei der Positionsberechnung.
So können sich rasch wechselnde Unterschiede zwischen den DOPs und den berechneten Genauigkeitsschätzungen ergeben, speziell bei den von dir geschilderten Empfangsbedingungen.

Es ist zunächst mal natürlich erstrebenswert, möglichst viele Sats zur Positionsbestimmung zu verwenden.
Aber in Multipath-Umgebung ist es besser, die grössten "Störer" auszublenden, wenn man sie als solche erkennen kann UND natürlich nur, wenn man noch genügend saubere Signale zur Verfügung hat.
Da müssen also in Millisekunden Gewichtungen berechnet und sinnvolle Auswahlverfahren betrieben werden.
Die DOP-Werte bleiben ja davon unberührt.
Die beschiebenen Auswahlverfahren hören in den Prospekten auf die Namen: Multipathdetection, Multipathmitigation....

Wenn du speziell zu deinem Empfänger mehr wissen willst, wirst du wohl ein Log der Messfahrt anfertigen und mit einer Analysesoftware ( z.B. u-center) markante Situationen punktgenau unter die Lupe nehmen müssen.




Stefan

jan1205
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von jan1205 » 30.08.2009 - 11:03

Hallo Stefan,

dankefür deine Antwort. Das habe ich auch vermutet, das die Firmware meines ublox AEK-4T da Satelliten rauschmeißt aus der Positionsberechnung, die beim nächsten Messtakt wieder mit enthalten sind.
Dann muss ich das erstmal so hinnehmen, dass eine Differenz zwischen den Satelliten im GPGSA besteht und den dann wirklich zur Positionsbestimmung verwendeten Satelliten.

Jan

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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von ssquare_de » 30.08.2009 - 11:14

Hallo jan,


aha, du verwendest einen ANTARIS4...sag das doch gleich...:-)
Lies mal in der Protokollinfo von ublox under dem Begriff "Consider mode" nach. :)
Die Sats mit den schlechten Signalen werden ja zunächst ausgewertet - aber sie überstehen eben nicht die "Tauglichkeitsprüfung", der sie die Firmware unterzieht und werden vor der folgenden Positionsberechnung ausgesiebt.


Stefan
Zuletzt geändert von ssquare_de am 30.08.2009 - 16:00, insgesamt 1-mal geändert.

jan1205
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von jan1205 » 30.08.2009 - 12:35

Hallo Stefan,

ich habe die ublox-CD momentan nicht zur Verfügung. Könntest du den entsprechenden Teil bitte posten oder mir als Nachricht schicken?

Vielen Dank im Voraus.

Gruß
Jan

ssquare_de
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von ssquare_de » 30.08.2009 - 13:01

Hallo jan,


ich hab grad nochmal nachgesehen:

Anmerkungen zum "Consideration mode" finden sich hier im System Integration Manual auf Seite 88.
http://www.u-blox.com/images/downloads/ ... 007%29.pdf

Die Protokolldoku ist da:
http://www.u-blox.com/images/downloads/ ... 002%29.zip

Und das vor kurzem runderneuerte GPS-Kompendium ist sowieso lesenswert. :)
http://www.u-blox.com/images/downloads/ ... 007%29.pdf

Der Consider Mode wird in u-center im Fenster "Message View" unter dem Reiter "CFG(Config)-NMEA(NMEA Protocol)" eingestellt.




Stefan

jan1205
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Re: DOP und HDOP,VDOP

Beitrag von jan1205 » 30.08.2009 - 16:28

Hallo Stefan,

vielen Dank für die Links. Mit dem System Integration Handbook werde ich mich jetzt etwas intensiver beschäftigen.

Noch ein schönes Wochenende,
Jan

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