Ihr GPS-Gerät überschätzt wahrscheinlich Abstand

Schon einmal daran gedacht Ihr GPS System sagte Sie weiter als erwartet gegangen war? Eine neue Studie taucht in die Statistiken hinter der satellitengestützten Positionierung Service – und stellt fest, dass Überschätzungen in Ferne unvermeidlich sind, basierend auf die Art und Weise-Messungen sind derzeit aus.

Ein Team von Forschern an der Universität Salzburg in Österreich gesucht haben wie GPS-Systeme Entfernungen zwischen zwei Punkten berechnen. Ihre Ergebnisse deuten darauf hin, dass im Durchschnitt die vorhergesagten Entfernungen größer als der tatsächliche Abstand zwischen den Punkten sind.

Die Mathematik, die GPS unterstützt ist komplex, aber der Befund ist ziemlich einfach zu erklären. Ein GPS-System berechnet Gesamtstrecke durch Berechnung der kurzen Abstände zwischen Punkten entlang der Route, die vernünftigerweise von einer geraden Linie angenähert werden können. Diese Abstände sind ziemlich klein, so dass die Krümmung der Erde – das würde bedeuten, dass GPS Distanz mit diesem geraden Ansatz tatsächlich unterschätzen könnte – ist in Ordnung, zu ignorieren.

Die Probleme entstammt wie Fehler in der Position im Laufe der Zeit ansammeln. Natürlich gibt es Rauschen in die Positionsdaten von GPS, mit dem System immer Ihren Standort falsch durch nichts von Millimeter bis Meter zu einem bestimmten Zeitpunkt. Sie erwarten diese zufällige Fehler, über eine große Anzahl Punkte zu stornieren, weil sie zufällig sind: wären sie kleine sooft sie sind groß, und in eine Richtung so oft wie ein anderes. Über genügend Punkte sollte ihre Auswirkungen dahinschmelzen.

Stellt sich heraus, aber, das ist nicht ganz was passiert mit GPS. Ich Programmierer erklärt das Problem ordentlich:

Betrachten Sie die beiden Punkte und die gerade Linie zwischen ihnen. Dieser Linie ist die kürzeste Entfernung zwischen zwei Punkten. Betrachten wir nun zufällige Verschiebungen der beiden Punkte. Die einzige Verschiebungen, die den Abstand zu verringern sind diejenigen, die die beiden Punkte näher zusammenrücken, zum Beispiel Verschiebungen entlang der Linie zueinander. Die Mehrheit der zufällige Verschiebungen am Ende Vergrößerung des Abstandes.

So, wie ein GPS-System die Entfernung, die Sie zurücklegen berechnet, ist jedes kleine lineare Segment wahrscheinlich eine Überschätzung. Halten Sie jedes dieser Segmente addiert, und es ist nahezu unmöglich, nicht zu überschätzen, Gesamtstrecke. In einer Reihe von Experimenten mit Verbraucher GPS-Systeme zur Messung von Entfernungen im Auto oder zu Fuß fanden die Forscher, dass die erfahrungsgemäß so schlimm wie 20 Prozent sein können. Die Forschung ist im International Journal of geographische Information Science veröffentlicht.

Kann das Problem werden behoben? Nun, könnte das Team darauf hin, dass Geschwindigkeitsmessungen von GPS zur Verfügung gestellt, die Abstandsmessungen zu überprüfen verwendet werden. "Punkt Geschwindigkeitsmessungen von der momentanen Ableitung des GPS-Signals mit dem Doppler-Effekt berechnet werden", schreiben die Autoren. "Punkt-Geschwindigkeit ist sehr genau... [und] kann verwendet werden, um den Abstand zu schließen, den ein sich bewegendes Objekt zwischen zwei Position Schätzungen zurückgelegt hat. Dieser Abstand ist unempfindlich gegen die Überschätzung der Entfernung Wirkung und könnte als eine Referenzstrecke dienen. So könnte GPS mit sich selbst verglichen werden."

Eigentlich wäre es leicht genug, um diese Technik zu verwenden, da keine neuen Daten erforderlich wäre – nur ein paar neue Zeilen Code. Das Team ist noch die Theorie heraus zu testen, aber wenn sie es tun können Ihr GPS Aufzeichnung Distanzen genauer beginnen.

[Internationales Journal der geographischen Informationswissenschaft über ich Programmierer]

Bild von Aaron Parecki unter Creative Commons Lizenz