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Tema: A vueltas con los cálculos del GPS

  1. #1
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    Predeterminado A vueltas con los cálculos del GPS

    Por fin he encontrado un ratillo para leerme el interesantísimo post de CpA Explicación del cálculo de altura en la tecnología GPS
    Pero el hilo está cerrado a nuevos comentarios, así que abro este.


    Y me surgen un par de dudas. Por ahí en medio del post se dice:
    ... ... ...Si tenemos en cuenta que el error medio de un GPS es de +-10 metros en horizontal, y de 3 veces más en vertical, es obvio entender que, en el mejor de los casos, la altura que nos está indicando nuestro GPS diste en una decena de la realidad. Es normal, por tanto, que si estamos en una cota de 620m., el GPS nos diga que estamos a 640m., y podríamos decir que es un error "aceptable".
    ... ... ...

    Y mi pregunta es la siguiente ¿esto ha sido siempre así? quiero decir que la red GPS u otra nos ofrece un error de posición mínimo, creo que 2.5m (a ver cuando llega Galileo) pero con el aumento de precisión de los terminales, ej. el chip UBLOX Max-7Q del Anima ¿no se ha disminuido el margen de error máximo?


    Más abajo en el mismo post aparece:
    ... ... ...
    Así pues, podemos sacar como conclusiones las siguientes:
    1º) ...
    2º) ...
    3º) Una adecuación de un track basado en un buen modelo digital del terreno nos dará mejores estadísticas que las obtenidas en tiempo real con el GPS, siempre y cuando no estemos escalando pareces verticales, claro.
    4º) ...
    ... ... ...

    El punto 3) me deja algo confuso ¿esto no se contradice con la sugerencia de utilizar los datos gps más los del barómetro, en lugar de los de un DEM?


    Muchas gracias.
    Saludos.

  2. #2
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    Predeterminado

    Cita Iniciado por BikerTB Ver mensaje
    Y mi pregunta es la siguiente ¿esto ha sido siempre así? quiero decir que la red GPS u otra nos ofrece un error de posición mínimo, creo que 2.5m (a ver cuando llega Galileo) pero con el aumento de precisión de los terminales, ej. el chip UBLOX Max-7Q del Anima ¿no se ha disminuido el margen de error máximo?
    Las diferentes tecnologías lo que han venido mejorando no es la precisión máxima (limitada por el propio Gobierno Americano, que es quien controla la red de satélites), sino la sensibilidad de los mismos y la mejora de sus algoritmos multipath.
    Un GPS podría llegar a dar precisión submétrica (error por debajo del metro), pero los "amos y señores" de la red de satélites, para uso libre, lo tienen limitado. Ellos (los militares americanos) pueden obtener mucha más precisión de sus satélites en órbita.
    Los profesionales que usan la constelación GPS (con la limitación que los Americanos aplican) se basan en métodos alternativos de mejora de cálculo gracias a cálculos diferenciales mediante bases estacionarias (redes GNSS, por ejemplo http://gnss.itacyl.es/ ).

    Por lo tanto, el margen de error de la constelación GPS no sólo es por temas técnicos y limitaciones físicas, sino también por imperativo de los que controlan dicha red (el Gobierno Americano), y sin un apoyo externo a mayores (bases estacionarias de cálculo diferencial) es imposible mejorarla, por mucho que evolucionen los receptores.

    Galileo y Glonass son (o serán) dos constelaciones a mayores de la GPS americana. Podrán (y de hecho tendrán) también limitaciones en precisión para el uso civil. La primera (Galileo) ya dijeron que sería similar a la GPS Americana. La segunda es algo peor, pues en principio la constelación está pensada para otras latitudes (tienen más densidad de satélites que cubren Asia), por lo que Europa del sur no se vería significativamente beneficiada de esta constelación, al menos en lo que precisión se refiere, aunque si podría darse el caso de una mayor cobertura en situaciones de escasa visibilidad al cielo (barrancos estrechos y similares).

    Por tanto, y resumiendo, tras 4 años desde ese post, lo único que ha mejorado ha sido la sensibilidad de los receptores, la mejora de sus algoritmos multipath (cuando varias señales llegan rebotadas, por ejemplo en ciudad), y si acaso, la rapidez en la fijación de la posición y una mayor estabilidad de nuestra posición, pero no se ha visto incrementada significativamente la precisión, asumiendo una buena visión de cielo.


    Cita Iniciado por BikerTB Ver mensaje
    Más abajo en el mismo post aparece:
    3º) Una adecuación de un track basado en un buen modelo digital del terreno nos dará mejores estadísticas que las obtenidas en tiempo real con el GPS, siempre y cuando no estemos escalando pareces verticales, claro.

    El punto 3) me deja algo confuso ¿esto no se contradice con la sugerencia de utilizar los datos gps más los del barómetro, en lugar de los de un DEM?
    En esa época acostumbrábamos a usar los llamados "GPS Cucaracha", donde todo lo más cercano a un barómetro era el reloj que tenían nuestros abuelos colgados de la pared. No es que no existían los GPS's+barómetro, pero no estaban extendidos como lo están ahora. El punto 3 seguirá teniendo vigencia si usamos un GPS sin barómetro, o bien, si en la salida que hemos tenido ha habido un cambio significativo en la climatología.
    El otro día, salí por la mañana con cielo despejado, y la vuelta la hice con el cielo cubierto. Ida y vuelta por el mismo camino. Sin embargo, a la vuelta, y debido al aumento de la nubosidad (y por ende, disminución en la presión atmosférica), las alturas se vieron incrementadas para el mismo trayecto en unas decenas de metros. Si hubiera recalibrado la altura durante el camino, este problema no se me hubiera presentado, pero obviamente se me olvidó. A la llegada a casa y tras el análisis del perfil, fue fácil comprobar que las alturas no habían sido correctas, con lo que procedí a corregirlas con un DEM 25x25 (creo que más densidad provocará peores valores que con uno más denso).

    No sé si te lo habré podido aclarar, o quizá te habré liado más...

    Si quieres un resumen rápido:
    -> ¿Tienes GPS con barómetro?
    => SI. Usa alturas con calibración barométrica
    => NO. Calcula las alturas a posteriori con un DEM no demasiado denso
    -> ¿Usé las alturas en base a barómetro y tengo un día variable?
    => SI. Procura, si puedes, ir calibrando la altura a lo largo de la jornada en varios puntos de altura conocida.
    => NO. Tus perfiles serán muy aceptables
    -> ¿Hizo un día muy variable climatológicamente y no recalibré la altura=
    => Calcula en casa la altura del track en base a un DEM no muy denso

    ¿Por qué es mejor calcular la altura de un track en base a un DEM no muy denso frente a un DEM muy preciso de pocos metros?
    Los DEM muy precisos (y muy densos, como los 5x5 o incluso los 2x2 que podemos encontrar hoy en día) se usan para calcular la altura de un punto en estático en base de muchas muestras o en base a una posición corregida (cálculo diferencial). En un track, cuyos puntos son muy variados y cuyos puntos únicos tan sólo tienen una sola muestra, el margen de error de estos (en x e y) pueden exceder el tamaño de la malla de nuestro relieve, por lo que podemos estar obteniendo una altura que no corresponde realmente al punto donde nos encontramos. Podemos estar encima de un precipicio, y sin embargo nos está indicando que estamos debajo del mismo. Si usamos un DEM muy preciso, la altura nos la estará dando de la parte baja del precipicio, mientras que si usamos un DEM menos denso, seguramente no nos de la altura exacta a la que estamos, pero tampoco nos dará la altura de abajo del todo del precipicio, por lo que la suma de errores es infinitamente menor que la que podríamos obtener con un DEM mucho más denso...
    Para mí, el tamaño ideal de DEM rondaría el 15x15. Yo habitualmente uso el de 25x25 y es más que aceptable.

    Un saludo...

    P.D.: Este hilo estaba cerrado porque, al ser tu primer mensaje en el foro, el sistema AntiSpam te lo modera, y hasta que un moderador no lo damos de paso, queda pendiente. Ahora que ya ha sido aprobado, el resto de tus mensajes ya saldrán directos, sin moderación...
    El otro hilo (el duplicado) te lo he borrado...
    Todo el día de arriba para abajo...

  3. #3
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    Predeterminado

    Galileo y Glonass son (o serán) dos constelaciones a mayores de la GPS americana. Podrán (y de hecho tendrán) también limitaciones en precisión para el uso civil. La primera (Galileo) ya dijeron que sería similar a la GPS Americana. La segunda es algo peor, pues en principio la constelación está pensada para otras latitudes (tienen más densidad de satélites que cubren Asia), por lo que Europa del sur no se vería significativamente beneficiada de esta constelación, al menos en lo que precisión se refiere, aunque si podría darse el caso de una mayor cobertura en situaciones de escasa visibilidad al cielo (barrancos estrechos y similares).
    La gran diferencia entre la red GPS y Galileo es que esta última será de propósito civil, y ofrecerá, en la banda libre, más precisión que la primera. El único inconveniente que tendremos, es que si queremos aún más tendremos que pagar por ello, nada más. Eso creo haber entendido, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema...C3%B3n_Galileo

    Por tanto, y resumiendo, tras 4 años desde ese post, lo único que ha mejorado ha sido la sensibilidad de los receptores, la mejora de sus algoritmos multipath (cuando varias señales llegan rebotadas, por ejemplo en ciudad), y si acaso, la rapidez en la fijación de la posición y una mayor estabilidad de nuestra posición, pero no se ha visto incrementada significativamente la precisión, asumiendo una buena visión de cielo.
    Uhmmm... y si se han mejorado los algoritmos multipath, el error máximo habrá disminuído, digo yo, asumiendo una MALA visión del cielo ¿A ver si es que me estoy haciendo un lío?

    Si quieres un resumen rápido:
    -> ¿Tienes GPS con barómetro?
    => SI. Usa alturas con calibración barométrica
    => NO. Calcula las alturas a posteriori con un DEM no demasiado denso
    -> ¿Usé las alturas en base a barómetro y tengo un día variable?
    => SI. Procura, si puedes, ir calibrando la altura a lo largo de la jornada en varios puntos de altura conocida.
    => NO. Tus perfiles serán muy aceptables
    -> ¿Hizo un día muy variable climatológicamente y no recalibré la altura=
    => Calcula en casa la altura del track en base a un DEM no muy denso
    Mil gracias, probaré el guión este domingo. Aunque el tema del calibrado del barómetro creo que lo voy a hacer con un DEM 5x5, configurando
    Calibración->Altímetro->Tomar altitud de->Barómetro calibrado por CDEM
    pues hacerlo a mano me va a ser habitualmente difícil, y mucho menos varias veces estando pendiente de los cambios atmosféricos durante una ruta ¿qué opinas?

    Si el tema de calibrado en cada ruta del barómetro es interesante, no entiendo como no hay un acceso más directo en la configuración. Igual para el calibrado de la brújula. En esta página por ejemplo,


    ¿Por qué es mejor calcular la altura de un track en base a un DEM no muy denso frente a un DEM muy preciso de pocos metros?
    Los DEM muy precisos (y muy densos, como los 5x5 o incluso los 2x2 que podemos encontrar hoy en día) se usan para calcular la altura de un punto en estático en base de muchas muestras o en base a una posición corregida (cálculo diferencial). En un track, cuyos puntos son muy variados y cuyos puntos únicos tan sólo tienen una sola muestra, el margen de error de estos (en x e y) pueden exceder el tamaño de la malla de nuestro relieve, por lo que podemos estar obteniendo una altura que no corresponde realmente al punto donde nos encontramos. Podemos estar encima de un precipicio, y sin embargo nos está indicando que estamos debajo del mismo. Si usamos un DEM muy preciso, la altura nos la estará dando de la parte baja del precipicio, mientras que si usamos un DEM menos denso, seguramente no nos de la altura exacta a la que estamos, pero tampoco nos dará la altura de abajo del todo del precipicio, por lo que la suma de errores es infinitamente menor que la que podríamos obtener con un DEM mucho más denso...
    Para mí, el tamaño ideal de DEM rondaría el 15x15. Yo habitualmente uso el de 25x25 y es más que aceptable.
    El ejemplo del precipicio escapa a mi comprensión, según yo lo veo, si la malla es más grande, con mayor probabilidad nos situará en el lugar erróneo.

    Gracias por soportarme, esto me resulta complejo y yo soy muy terco con mis ideas, de Bilbao pues

    Saludos.

  4. #4
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    Cita Iniciado por CpA Ver mensaje
    P.D.: Este hilo estaba cerrado porque, al ser tu primer mensaje en el foro, el sistema AntiSpam te lo modera, y hasta que un moderador no lo damos de paso, queda pendiente. Ahora que ya ha sido aprobado, el resto de tus mensajes ya saldrán directos, sin moderación...
    El otro hilo (el duplicado) te lo he borrado...
    Pues no, algo ha fallado, me ha vuelto a poner el último mensaje en manos del moderador.

    Edito: y este no ???
    Última edición por BikerTB; 08/01/2015 a las 17:45

  5. #5
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    Predeterminado

    No tengo ningún mensaje tuyo para moderar. Si hay uno de otro usuario, pero tuyo no tengo ninguno... ¿?
    Todo el día de arriba para abajo...

  6. #6
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    Predeterminado

    Voy a intentar reconstruirlo, a ver si ahora sí.
    ---

    Cita Iniciado por CpA Ver mensaje
    Galileo y Glonass son (o serán) dos constelaciones a mayores de la GPS americana. Podrán (y de hecho tendrán) también limitaciones en precisión para el uso civil. La primera (Galileo) ya dijeron que sería similar a la GPS Americana. La segunda es algo peor, pues en principio la constelación está pensada para otras latitudes (tienen más densidad de satélites que cubren Asia), por lo que Europa del sur no se vería significativamente beneficiada de esta constelación, al menos en lo que precisión se refiere, aunque si podría darse el caso de una mayor cobertura en situaciones de escasa visibilidad al cielo (barrancos estrechos y similares).
    La gran diferencia entre la red GPS y Galileo es que esta última será de propósito civil, y ofrecerá, en la banda libre, más precisión que la primera. El único inconveniente que tendremos, es que si queremos aún más tendremos que pagar por ello, nada más. Eso creo haber entendido, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema...C3%B3n_Galileo

    Cita Iniciado por CpA Ver mensaje
    Por tanto, y resumiendo, tras 4 años desde ese post, lo único que ha mejorado ha sido la sensibilidad de los receptores, la mejora de sus algoritmos multipath (cuando varias señales llegan rebotadas, por ejemplo en ciudad), y si acaso, la rapidez en la fijación de la posición y una mayor estabilidad de nuestra posición, pero no se ha visto incrementada significativamente la precisión, asumiendo una buena visión de cielo.
    Uhmmm... y si se han mejorado los algoritmos multipath, el error máximo habrá disminuído, digo yo, asumiendo una MALA visión del cielo ¿A ver si es que me estoy haciendo un lío?

    Cita Iniciado por CpA Ver mensaje
    Si quieres un resumen rápido:
    -> ¿Tienes GPS con barómetro?
    => SI. Usa alturas con calibración barométrica
    => NO. Calcula las alturas a posteriori con un DEM no demasiado denso
    -> ¿Usé las alturas en base a barómetro y tengo un día variable?
    => SI. Procura, si puedes, ir calibrando la altura a lo largo de la jornada en varios puntos de altura conocida.
    => NO. Tus perfiles serán muy aceptables
    -> ¿Hizo un día muy variable climatológicamente y no recalibré la altura=
    => Calcula en casa la altura del track en base a un DEM no muy denso
    Mil gracias, probaré el guión este domingo. Aunque el tema del calibrado del barómetro creo que lo voy a hacer con un DEM 5x5, configurando
    Calibración->Altímetro->Tomar altitud de->Barómetro calibrado por CDEM
    pues hacerlo a mano me va a ser habitualmente difícil, y mucho menos varias veces estando pendiente de los cambios atmosféricos durante una ruta ¿qué opinas?

    Si el tema de calibrado del barómetro es interesante, no entiendo como no hay un acceso más directo en la configuración. Igual para el calibrado de la brújula. En esta página por ejemplo:


    Cita Iniciado por CpA Ver mensaje
    ¿Por qué es mejor calcular la altura de un track en base a un DEM no muy denso frente a un DEM muy preciso de pocos metros?
    Los DEM muy precisos (y muy densos, como los 5x5 o incluso los 2x2 que podemos encontrar hoy en día) se usan para calcular la altura de un punto en estático en base de muchas muestras o en base a una posición corregida (cálculo diferencial). En un track, cuyos puntos son muy variados y cuyos puntos únicos tan sólo tienen una sola muestra, el margen de error de estos (en x e y) pueden exceder el tamaño de la malla de nuestro relieve, por lo que podemos estar obteniendo una altura que no corresponde realmente al punto donde nos encontramos. Podemos estar encima de un precipicio, y sin embargo nos está indicando que estamos debajo del mismo. Si usamos un DEM muy preciso, la altura nos la estará dando de la parte baja del precipicio, mientras que si usamos un DEM menos denso, seguramente no nos de la altura exacta a la que estamos, pero tampoco nos dará la altura de abajo del todo del precipicio, por lo que la suma de errores es infinitamente menor que la que podríamos obtener con un DEM mucho más denso...
    Para mí, el tamaño ideal de DEM rondaría el 15x15. Yo habitualmente uso el de 25x25 y es más que aceptable.
    El ejemplo del precipicio escapa a mi comprensión, según yo lo veo, si la malla es más grande, más abierta, con mayor probabilidad nos situará en el lugar erróneo.

    Gracias por soportarme, esto es complejo y yo soy muy terco con mis ideas, de Bilbao pues.
    Saludos.

    ---
    PD. He tenido que escapar algunos caracteres del enlace de la imagen que he insertado pues me los reemplazaba con arrobas invalidando el enlace. Me sustituía s E x (sin espacios) por @@@ - (ja, ja, ahora al escribirlo aquí me doy cuenta de por qué puede ser)

  7. #7
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    Cita Iniciado por BikerTB Ver mensaje
    La gran diferencia entre la red GPS y Galileo es que esta última será de propósito civil, y ofrecerá, en la banda libre, más precisión que la primera. El único inconveniente que tendremos, es que si queremos aún más tendremos que pagar por ello, nada más. Eso creo haber entendido, http://es.wikipedia.org/wiki/Sistema...C3%B3n_Galileo
    Que sea para propósito civil (no militar) no significa que la precisión sea para el gran público en general igual.
    Hace cosa así de 8 años acudimos a un simposium donde se nos presentaba el Galileo. En dicho simposium ya nos decían que la "calidad de los datos" en abierto sería muy similar a la actual de GPS. Tienes un pequeño reportaje de aquellas jornadas aquí:
    http://www.pcdemano.com/modules.php?...cle&artid=1205
    En una de las fotos, se puede ver que en el modo "Open Service" te darían una precisión garantizada de 4m.
    ¿Que puede que hayan cambiado los parámetros de explotación?, puede; pero la realidad es que hace años que debería haber entrado en funcionamiento, y hoy por hoy sigue sin ser operativo, y lo que te rondaré morena...


    Cita Iniciado por BikerTB Ver mensaje
    Uhmmm... y si se han mejorado los algoritmos multipath, el error máximo habrá disminuído, digo yo, asumiendo una MALA visión del cielo ¿A ver si es que me estoy haciendo un lío?
    Si, si... a ver, todas las mejoras introducidas en los nuevos receptores se traducen en un aumento de precisión, pero siempre en el peor de los casos. Me refiero, que "la máxima precisión" no se ha visto afectada. En el mejor de los casos seguimos con un margen de error de +-3/4 metros, y este margen de error se mantiene hoy en día. ¿Que ahora estando entre edificios o en un entorno boscoso tenemos mayor precisión?, correcto, porque han mejorado la sensibilidad y los algoritmo de cálculo de señales, pero eso no aumenta su precisión máxima, sino su precisión bajo ciertas circunstancias... no sé si me explico...


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    Mil gracias, probaré el guión este domingo. Aunque el tema del calibrado del barómetro creo que lo voy a hacer con un DEM 5x5, configurando
    Calibración->Altímetro->Tomar altitud de->Barómetro calibrado por CDEM
    pues hacerlo a mano me va a ser habitualmente difícil, y mucho menos varias veces estando pendiente de los cambios atmosféricos durante una ruta ¿qué opinas?
    Me parece correcto. Es una opción totalmente viable y funcional.

    Cita Iniciado por BikerTB Ver mensaje
    Si el tema de calibrado del barómetro es interesante, no entiendo como no hay un acceso más directo en la configuración. Igual para el calibrado de la brújula. En esta página por ejemplo:
    La del barómetro si es cierto que podría estar más accesible, pero la realidad es que tampoco se usa tanto (o yo al menos no la uso tanto). La de la brújula no la veo necesaria, porque no suele ser habitual necesitar recalibrarla...

    Cita Iniciado por BikerTB Ver mensaje
    El ejemplo del precipicio escapa a mi comprensión, según yo lo veo, si la malla es más grande, más abierta, con mayor probabilidad nos situará en el lugar erróneo.
    Intentaré hacer un gráfico, a ver si soy capaz de explicarlo...

    Todo el día de arriba para abajo...

  8. #8
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    Imaginemos que vamos por un acantilado al lado de la costa. Echa imaginación y suponte que lo azul es el mar, la banda gris es la línea de costa (los acantilados) y el verde ya es el resto de la tierra firme.

    Nosotros realizamos un recorrido sobre el acantilado (línea amarilla) y nuestro track resultante es el rojo (con sus posibles imperfecciones):


    Si usamos una matriz muy densa (más densa que el error promedio de nuestro track), nos encontraremos que la altura la estará tomando de un punto que, con toda seguridad, no era donde estábamos. Si caminamos en llano, esto no es mayor problema, porque las diferencias de altura desde nuestro punto teórico al real no será tanta, pero si lo hacemos sobre un terreno escarpado, esta diferencia podría ser MUY NOTABLE. En nuestro ejemplo, nos estaría dando la altura del mar, y no donde realmente estamos, encima del acantilado.

    Con una malla menos densa, tampoco tendríamos la altura correcta, pero tampoco sería la del nivel del mar, sería una cercana hacia el extremo de la matriz que nos pillara, y que siempre resultará mejor que el error de una matriz más densa, donde los saltos son mayores.

    Otro ejemplo también lo tienes explicado en este hilo de ForoMTB:
    http://www.foromtb.com/threads/twona...#post-21114991

    Ahí entenderás en situación real, la problemática de los DEM densos...

    P.D.: Lamento toda la lata que te está dando el foro. Es el sistema antiSpam que se metió hace tiempo, y que en ocasiones es un poco comedura de cabeza. Espero que no te vuelva a dar problemas. Ójala supiera realmente porqué ocurre...
    Todo el día de arriba para abajo...

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