जीपीएस मार्गों के साथ त्रुटि का प्रबंधन (सैद्धांतिक ढांचा?)


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मैं उपयुक्त सैद्धांतिक ढांचे या विशेषता की तलाश कर रहा हूं जो मुझे यह समझने में मदद करें कि जीपीएस सिस्टम में त्रुटियों से कैसे निपटें - खासकर मार्गों से निपटने के दौरान।

मौलिक रूप से, मैं एक निशान की लंबाई स्थापित करने में सक्षम होने के लिए डेटा और किसी भी एल्गोरिदम पर आवश्यकताओं की तलाश कर रहा हूं। जवाब भरोसेमंद होने की जरूरत है।

मेरा एक दोस्त एक रेस का रेस डायरेक्टर था, जिसे 160 किमी का बिल दिया गया था, लेकिन गार्मिन हर किसी को देखता है कि यह 14,000+ से अधिक है। यह खत्म लाइन पर काफी दु: ख का कारण बना, मुझे आपको बताएं!

इसलिए मेरा दोस्त इसे रीमैप करने के लिए विभिन्न जीपीएस उपकरणों के साथ पाठ्यक्रम में वापस चला गया और परिणाम दिलचस्प हैं।

एक हाथ में गार्मिन ओरेगन 300 का उपयोग करते हुए उसे एक पैर के लिए 33.7 किमी मिला। कलाई घड़ी पर एक ही पैर के लिए Garmin Forerunner 310xt यह 38.3km तक निकला।

जब मुझे ओरेगन से डेटा मिला, तो यह स्पष्ट था कि यह केवल हर 90 सेकंड या तो डेटा रिकॉर्ड कर रहा था। अग्रदूत हर कुछ सेकंड में ऐसा करता है।

जब मैंने ओरेगन से डेटा प्लॉट किया तो मैं देख सकता था कि यह कुछ स्विचबैक से भ्रमित हो गया है और सीधे उनके माध्यम से एक लाइन डाल दी है और एक वक्र थोड़ा कम बनाया गया है।

हालांकि, मैं यह मानता हूं कि रिकॉर्डिंग आवृत्ति में अंतर बहुत अधिक है। यानी सेकंड के हर जोड़े को रिकॉर्ड करके फॉररनर असली रूट के करीब है। हालाँकि, GPS के काम करने के तरीके के कारण त्रुटि होगी। यदि दर्ज किए गए बिंदु वास्तविक मार्ग के चारों ओर बेतरतीब ढंग से (त्रुटि के कारण) फैले हुए हैं, तो कुल दूरी वास्तविक मार्ग से बड़ी होगी। (स्ट्रेट लाइन के दोनों ओर जाने वाली एक विग्लिंग लाइन स्ट्रेट लाइन से अधिक लंबी होती है)।

इसलिए, मेरे प्रश्न: 1. क्या ऐसी कोई तकनीक है जिसका उपयोग मैं एकल डेटासेट पर किसी वैध तरीके से त्रुटि को कम करने के लिए कर सकता हूं? 2. क्या रिकॉर्डिंग आवृत्ति में अंतर के बारे में मेरा सिद्धांत पानी पकड़ता है? 3. अगर मेरे पास एक ही रूट की कई रिकॉर्डिंग हैं तो क्या वास्तविक रूट के करीब जाने के लिए उन्हें संयोजित करने की कोई वैध तकनीक है?

जैसा कि मैं कहता हूं, मैं वास्तव में नहीं जानता कि इस बारे में कोई उपयोगी विज्ञान खोजने के लिए क्या खोजना है। मैं यह स्थापित करने के तरीकों की तलाश कर रहा हूं कि किसी दिए गए निशान का समय कितना लंबा है और यह लोगों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है। एक दौड़ में एक अतिरिक्त 30 किमी एक अतिरिक्त 5+ घंटे है जिसकी हम उम्मीद नहीं कर रहे थे।

जैसा कि यहाँ अनुरोध है कुछ नमूना डेटा है: सारांश छवि

विस्तृत उच्च आवृत्ति नमूना डेटा

कम आवृत्ति नमूना डेटा

तुम जो भी सुझाव दे सकते हो उसके लिए धन्यवाद।


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क्या आपके पास GPS डिवाइसों से कच्चा डेटा है? यदि हां, तो आप इसे यहां साझा करने पर विचार कर सकते हैं और हम कुछ और स्पष्ट उत्तर दे सकते हैं।
शेन

जवाबों:


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यह भू-स्थानिक विज्ञान में एक अच्छी तरह से अध्ययन की गई समस्या है - आप जीआईएस मंचों पर इसके बारे में चर्चा कर सकते हैं।

सबसे पहले, ध्यान दें कि विगल्स आवश्यक रूप से मार्ग की लंबाई नहीं बढ़ाते हैं, क्योंकि उनमें से कई वास्तव में घटता अंदर काटते हैं। (मैंने इसका मूल्यांकन किया है कि छात्रों की एक पूरी कक्षा एक ही मार्ग को डिजिटाइज़ करती है और फिर मैंने पथों की तुलना की है।) वास्तव में बहुत कुछ रद्द है। इसके अलावा, हम उम्मीद कर सकते हैं कि कुछ ही सेकंड के लिए ली गई रीडिंग में दृढ़ता से, सकारात्मक, सहसंबद्ध त्रुटियां होंगी। इस प्रकार मापा पथ केवल धीरे-धीरे सही पथ के चारों ओर घूमना चाहिए। यहां तक ​​कि बड़े प्रस्थान लंबाई को बहुत प्रभावित नहीं करते हैं। उदाहरण के लिए, यदि आप 100 मीटर स्ट्रेट स्ट्रेच के बीच में 5 मीटर बाद में (कहते हैं) से भटकते हैं, तो आपकी लंबाई का अनुमान केवल तक जाता है2502+52=100.5

एक उद्देश्यपूर्ण तरीके से दो मनमाने रास्तों की तुलना करना मुश्किल है। बेहतर तरीकों में से एक, मेरा मानना ​​है कि बूटस्ट्रैपिंग का एक रूप है: आपके पास जो सबसे विस्तृत पथ है उसे सब्स्क्राइब (या अन्यथा सामान्य करें) करें। सबमामलिंग की मात्रा के कार्य के रूप में इसकी लंबाई प्लॉट करें। यदि आप एक विशिष्ट शीर्ष-टू-वर्टेक्स दूरी के रूप में सबसैम्पलिंग को व्यक्त करते हैं, तो आप एक फिट को शून्य दूरी तक बढ़ा सकते हैं, जो पथ की लंबाई का एक उत्कृष्ट अनुमान प्रदान कर सकता है।

एकाधिक रिकॉर्डिंग के साथ, आप प्रत्येक के 2 डी कर्नेल को चिकना बना सकते हैं, स्मूथ को योग कर सकते हैं, और एक विषय के लिए "स्थगन" देख सकते हैं। आपको आमतौर पर एक ही कनेक्टेड लाइन नहीं मिलेगी, लेकिन आप अक्सर एक साथ पथ को एक निरंतर पथ में पैच कर सकते हैं। उदाहरण के लिए, लोगों ने इस ट्रैक का औसत तूफान ट्रैक करने के लिए उपयोग किया है।


सबसे पहले, क्या आप मुझे जीआईएस मंचों पर इंगित करने में सक्षम होंगे जहां आपने यह डिसकस देखा है? जब यह उप-नमूना लेने की बात आती है तो मैं इसका मतलब है कि आप मौजूदा (नमूना) डेटा से नमूना ले रहे हैं। एक फिट को एक्सट्रपलेशन करके आप किस तरह के फिट के बारे में बात कर रहे हैं? अंत में, मुझे नहीं लगता कि आपके द्वारा वर्णित 2 डी कर्नेल चिकनी दृष्टिकोण मेरे लिए अच्छी तरह से काम करेगा क्योंकि मैं इस प्रक्रिया को स्वचालित होना चाहूंगा। क्या दोनों डेटासेट को सीधे संयोजित करना संभव नहीं है और फिर कर्नेल उन्हें एक पंक्ति में सुचारू करता है?
सर्ज

Esri.com पर मंचों (पुराने और नए दोनों) की जाँच करें। "फिट" से मेरा मतलब है कि कोई भी उचित (नॉनलाइन) बिंदुओं पर फिट बैठता है। दो रास्तों का सीधा संयोजन अत्यधिक समस्याग्रस्त है। यह दो पटरियों में सभी जीपीएस रीडिंग के संघ को बस चौराहे पर लुभाने वाला होगा, लेकिन उन्हें किसी भी तरह से जोड़ने या औसतन बाहर करने का कोई स्पष्ट अनूठा तरीका नहीं है। यहाँ हल की जाने वाली मूल समस्या है और मुझे इस बात की जानकारी नहीं है कि वास्तव में किसी का सामान्य उद्देश्य है।
whuber

बहुत ही रोचक। क्या मैं आपसे तूफान की पटरियों पर काम का संदर्भ पूछ सकता हूं?
nkint

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  1. एक एकल डेटासेट के भीतर आप परिणामों को सुचारू कर सकते हैं, लेकिन यह हमेशा त्रुटि में कमी नहीं है (एक एकल रिसीवर से एक प्रक्षेपवक्र या निरंतर समय श्रृंखला देखने पर एक सुसंगत पूर्वाग्रह अपील कर रहा है)।

  2. हां, उच्च आवृत्ति नमूने बेहतर प्रदर्शन का कारण बन सकते हैं यदि डिवाइस वास्तव में उच्च आवृत्तियों पर देखता है। तुलना के इस स्तर पर, चिपसेट, फर्मवेयर, और निम्न-स्तरीय फ़िल्टरिंग सस्ते जीपीएस मॉड्यूल को अलग कर सकते हैं।

अपने जमीनी सच्चाई पथ गणनाओं के लिए पेशेवर सर्वेक्षण मापों का उपयोग करने पर विचार करें। ऑर्थो-एरियल इमेजरी (जैसे गूगल मैप्स) को जीपीएस रिस्ट वॉच की तुलना में वास्तविकता के करीब पंजीकरण को बनाए रखना चाहिए। एक गरीब एंटीना के साथ एक कलाई घड़ी पर कम-लागत जीपीएस मॉड्यूल का उपयोग करके एक या दो प्रयोगों के बजाय 2d दूरी खोजने के लिए उन उपकरणों का उपयोग करें।

मामले में मार्ग पूर्वनिर्धारित नहीं है, कृपया इस तरह के प्रश्न में बताएं, अन्यथा यह अधूरा है।

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