Bizarrerie avec l'altitude GPS

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    Thierry CHARLÈS

    Bonsoir,

    En fait tu cherche à démontrer un phénomène bien connu, qui figure dans la spécification du GPS.

    Tu peut faire des recherches sur les documents de performance du GPS diffusés par le DOD, pour voir le valeurs exactes.

    Pour de nombreuses raisons liées à la physique, ce qui est le plus difficile à mesurer c'est le plan vertical.

    - Le baromètre  est mis en défaut par l'écart en  Atmosphère standard et celle du jour et du lieu,

    - L’accéléromètre, est biaisé par la pesanteur,

    - Pour le GPS, outre les conséquences du principe de localisation, la terre n'est pas une sphère parfaite, ...

    La performance "engageante" du GPS dans le plan vertical c'est "de mémoire" de l'ordre de +/-15 m, en pratique  ont constate mieux mais c'est bruite, c'est a dire que l'altitude délivrée varie autour de la valeur exacte.

    Le GPS seul n'est pas utilisable pour une mesure précise de l'altitude.

    Pour les besoins de l'aéronautique, des les premières intégrations du GPS  des fonctions mathématiques d'hybridation des l'altitude du  GPS et de celle de l'altimètre Barométrique  ont été  implémentées.

    Ont trouve maintenant dans tous  les bons GPS le mode qui calcule l'altitude en utilisant un baromètre et l'altitude du GPS, l'altitude issu de ce calcul est précise. 

    Si tu souhaite, ou éprouve le besoin d'une altitude et d'un dénivelé précis:

    - Avant de partir: Recaler le baromètre manuellement sur l'altitude exacte du lieu,

    - Configurer le GPS sur ALTITUDE = Baromètre recale par le GPS

    Je te propose de refaire ton essai, en appliquant ces deux recommandations et de revenir nous reporter ce que tu aura constaté.

    https://www.gps.gov/systems/gps/performance/

    Bien cordialement

    PS Merci de penser a t'acquitter des 1000 Frs Promis!!!!

    Thierry

     

     

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    Bernard Perrot

    Bonsoir,

    J'ai l'impression que tu n'as pas bien lu mon post...

    Tout cela, je le sais très bien. Mais je ne parle pas ici de l'imprécision, ni du bruit habituel concernant l'altitude.
    Et mon test n'avait pas pour but de démontrer qu'il vaut mieux utiliser le baromètre, c'est bien exprès que, exceptionnellement, j'ai enregistré uniquement l'altitude GPS.

    La "bizarrerie" dont je parle, c'est ce décrochage très franc (voir les courbes) dès que je prend la direction opposée. En gros, et en faisant abstraction du bruit et de l'imprécision : je marche vers le nord, altitude -7,5m, je me retourne et marche vers le sud, altitude -17,5m, d'un coup, simplement en changeant de direction ! Et quand je rechange et repart vers le nord, retour à l'altitude initiale. Sur cette trace, l'altitude (filtrée, corrigée, ...) dépend du sens de la marche !

    En conséquence : " Merci de penser a t'acquitter des 1000 Frs Promis!!!! " : ben non, tu es hors sujet... ;-)

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    Thierry CHARLÈS

    Bonsoir

    Prend soin de toi, a force tu va te faire mal !

    La question :  Le GPS est réglé pour enregistrer l'altitude GPS, sans aucune correction (en fait, je voulais voir la précision de l'altitude GPS dans des conditions idéales d'altitude constante).

    La réponse : https://www.gps.gov/systems/gps/performance/

    Peut être a cause des algues!!!

    Bien cordialement

    Thierry

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    www.twolandnaviste .fr

    Bonsoir,

    Amusant ce test.......

    Juste une idée "en l'air", je vous la livre "brute de fonderie": faudrait regarder si direction Nord, vous avez les mêmes N° de satellites que direction Sud. Votre corps "cacherai" un/des satellites dans un sens et le calcul ne se ferait pas avec les mêmes ou avec plus ou moins de satellites..... (c'est une idée de novice, j'en suis conscient).

    Une ligne bleue ou rouge représente quelle distance ? Question retirée, je n'ai qu'à lire l'échelle des graphiques.

    Cordialement

    Laurent

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    Thierry CHARLÈS

    Bonjour,

    Espérons que cette quête de la perfection au cm, ne vous ai pas trop fait mal à la tête cette nuit!

    Les deux diagrammes montrent une amplitude du bruit sur l'altitude de 10 m +/-5 m, or la dernière note de publication du DOD donne  une précision de 15 m sur l'altitude +/- 15 dans 95% des cas.

    Par conséquent c'est trois fois mieux ! 

    Ensuite si vous souhaitez pousser vos réflexion il y a ceci qui peut aider a comprendre https://eos-gnss.com/fr/elevation-pour-neophytes

    Sans connaitre la précision des différents datums du lieu ou Bernard a fait cette expérimentation, ce qui est sur c'est qu'il n'était pas sur une borne géodésique calibrée.

    L'explication de pourquoi ca semble suivre l'orientation du cheminement, quand ont se pose ce genre de question et qu'on cherche une telle précision, tout doit être calibré et précis:

    - Il faudrait commencer par calibrer les axes de mesures,

    - il faudrait aussi choisir des axes en quadrature,

    - connaitre selon les axes l'orientation de l'antenne par rapport au  zenit et a la verticale du lieu,  

    - Connaitre les Datums utilisés, leur précision

    - Savoir comment la puce du GPS cherches  et extrait les données des différent datum, pour chiffrer le poste correspondant

    Et pour mette un peu d'huile sur le feu, connaitre l'épaisseur de la couche d'algues verte sur la plage de Binic

    Bien cordialement

    Thierry

     

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    Bernard Perrot

    Bonjour,

    "Ensuite si vous souhaitez pousser vos réflexion il y a ceci qui peut aider a comprendre..."

    Non... toujours hors sujet !

    Tout cela, je le sais bien, mais je ne cherche pas à évaluer ici la précision de l'altitude, mais comprendre la raison de ceci :

    Il est trivial qu'il y a un artefact : normalement, la courbe devrait être globalement plane, avec le bruit dont la raison est ce que vous indiquez en documentation.

    Mais ce qui m'intrique, c'est l'artefact, l'addition au signal attendu de ce signal représenté par la courbe carrée surlignée en noir ci-dessus. N'importe qui qui a fait un minimum de traitement du signal comprend immédiatement qu'ici, on a l'addition de deux "signaux", dont un a pour fréquence et origine les changements de directions.

    Cordialement,

    PS : non, à cette saison, pas d'algues vertes...

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    Bernard Perrot

    Rebonjour,

    "Juste une idée "en l'air", je vous la livre "brute de fonderie": faudrait regarder si direction Nord, vous avez les mêmes N° de satellites que direction Sud. Votre corps "cacherai" un/des satellites dans un sens et le calcul ne se ferait pas avec les mêmes ou avec plus ou moins de satellites....."

    Je pense que l'explication est à chercher plutôt coté multipath (trajets multiples).
    J'ai un peu regardé les données NMEA, en voici deux extraits (le premier, direction sud, juste avant de changer de direction, le second juste après, direction nord) :

    $GPRMC,111827.000,A,4836.0423,N,00248.1197,W,1.9,181.1,281019,,,A*7E
    $PSAMCLK,2077,12712500,24,9676711,17976559,127125000*41
    $GPGGA,111828.000,4836.0418,N,00248.1195,W,1,24,0.4,-6.1,M,49.4,M,,*6A
    $GPGLL,4836.0418,N,00248.1195,W,111828.000,A,A*4E
    $GPVTG,170.0,T,,M,2.0,N,3.7,K,A*0D
    $GPGSV,3,1,10,01,31,129,53,03,65,061,43,06,33,304,28,09,36,198,47*71
    $GPGSV,3,2,10,11,17,153,49,17,47,249,39,19,46,277,31,22,44,077,48*73
    $GPGSV,3,3,10,23,64,163,42,31,16,046,48,36,25,137,45,40,11,115,41*70
    $GLGSV,2,1,07,69,59,035,39,70,52,247,33,77,07,359,22,78,12,047,32*69
    $GLGSV,2,2,07,84,47,169,39,85,64,302,30,86,11,329,28*58
    $GAGSV,2,1,06,103,55,213,38,105,64,068,39,108,05,225,25,109,14,051,35*67
    $GAGSV,2,2,06,113,10,316,27,115,59,295,29*61
    $BDGSV,1,1,04,205,09,112,33,212,55,278,30,222,60,249,38,237,10,044,36*6D
    $GPGSA,A,3,03,23,17,19,22,09,06,01,11,31,,,1.0,0.4,0.8*3F
    $GNGSA,A,3,69,70,84,85,86,,,,,,,,1.0,0.4,0.8*26
    $GAGSA,A,3,103,105,109,113,115,,,,,,,,1.0,0.4,0.8*16
    $BDGSA,A,3,205,212,222,237,,,,,,,,,1.0,0.4,0.8*2C

    $GPRMC,112033.000,A,4836.0471,N,00248.0974,W,2.1,6.3,281019,,,A*74
    $PSAMCLK,2077,12725100,23,9676798,25715882,127251000*46
    $GPGGA,112034.000,4836.0477,N,00248.0973,W,1,24,0.4,-15.9,M,49.4,M,,*5E
    $GPGLL,4836.0477,N,00248.0973,W,112034.000,A,A*40
    $GPVTG,2.7,T,,M,2.1,N,3.9,K,A*01
    $GPGSV,3,1,10,01,30,130,31,03,64,062,39,06,34,304,48,09,37,198,44*70
    $GPGSV,3,2,10,11,16,153,35,17,46,247,50,19,46,275,50,22,43,077,36*72
    $GPGSV,3,3,10,23,65,162,36,31,16,045,35*78
    $GLGSV,2,1,07,69,58,035,39,70,53,248,42,71,05,235,40,77,07,358,37*68
    $GLGSV,2,2,07,84,45,169,31,85,65,300,41,86,12,329,49*53
    $GAGSV,2,1,06,103,56,214,40,105,64,067,35,108,06,225,44,109,14,051,29*66
    $GAGSV,2,2,06,113,11,316,48,115,60,294,44*69
    $BDGSV,1,1,02,212,55,276,45,222,60,250,46*68
    $GPGSA,A,3,23,03,17,19,22,09,06,01,11,31,,,0.8,0.4,0.6*38
    $GNGSA,A,3,69,70,71,77,85,86,,,,,,,0.8,0.4,0.6*2B
    $GAGSA,A,3,103,105,108,109,113,115,,,,,,,0.8,0.4,0.6*28
    $BDGSA,A,3,212,222,,,,,,,,,,,0.8,0.4,0.6*2A

    En résumé, dans les deux cas, 24 satellites participent à la solution (10 GPS, 6/7 Glonas, 5/6 Galileo et 2/4 Beidou) , moitié/moitié dans la demi-sphère nord et demi-sphère sud, et qu'ils soient plutôt au nord ou au sud, les valeurs du SNR changent entre les deux extraits, mais sans que cela ne semble corrélé à l'azimut. Du coup, pas évident de mettre en cause l'absorption des signaux par le corps humain.

    Ce que l'on voit quand même, c'est que le HDOP reste constant 0.4 pour toutes les constellations, mais que les VDOP  passent de 0.6 pour une route vers le nord à 0.8 pour une route vers le sud. Mais bon, c'est une variation assez faible en fait.

    Du coup, je ne vois rien dans ces données qui expliqueraient franchement l'artefact. Sans doute qu'avec les données RAW on en saurait plus puisqu'on pourrait recalculer la solution et sélectionner les satellites, mais je ne les enregistrais pas (les fichiers sont vite monstrueux sur une longue période...).

    Je pencherais plus pour un effet de multipath, peut-être amplifié par le fait que j'étais dans l'eau, donc surface réfléchissante. Mais pourquoi plus dans une direction que l'autre ?

    Je ferais d'autres mesures à l'occasion voir si cela se confirme, mais je posais la question ici, au cas où quelqu'un aurait déjà constaté ce phénomène.

    Cordialement,

    PS : tout cela par curiosité, nous sommes d'accord que l'altitude, en vrai, il faut la prendre au baromètre si le récepteur en possède un.

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