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GNSS定位精度統計量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

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    • 一、百分位、CEP、RMS、σ
    • 二、ppm

在進行慣導産品或者GNSS 産品選型,或者各家産品對比時,我們通常會看到廠商對産品定位精度的統計,如CEP、rms、百分位數67%、百分位95%、1σ、2σ、ppm。這篇部落客要是整理下定位精度的統計名額。

一、百分位、CEP、RMS、σ

參考European Space Agency對定位精度的解釋Accuracy - Navipedia, 根據所考慮的次元數量,定位有三種變體:

  • 一維精度(用于垂直精度)
  • 二維精度(用于水準精度)
  • 三維精度(結合水準和垂直精度)

x百分位數(x%或x th):表示計算出的x%位置的誤差小于或等于精度值。典型的使用值為50%、67%、75%和95%。具有5m(95%)的精度意味着在95%的時間内,定位誤差将等于或低于5m。

CEP:表示圓機率誤差,百分位數50%。表示傳回的計算位置中有50%的誤差低于或等于精度值。例如2.5m CEP,表示定位在2.5m精度的機率是50%。

均方根誤差(rms):假設誤差遵循正态分布(接近但不完全正确),它将對應于一維分布的百分位68%(例如垂直誤差)和二維分布的百分位63%(例如水準誤差)。對于水準誤差,該測量也被稱為drms,可以有2rms或2drms(2倍rms)等變量。(這個名額,我看有的部落格中說是百分位是63%,也有說68%,也有說67%的,還有說63%~68%,有點迷。我暫且相信European Space Agency的解釋)。

xσ:1σ對應于一個标準偏差,xσ對應于x乘以1σ。假設正态分布1σ對應于一維分布的百分位數68%。

對于一維分布:

GNSS定位精度統計量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

對于二維分布(瑞利分布):

GNSS定位精度統計量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

對于二維分布,CEP和RMS的轉換由上表可知,CEP是1.18σ,RMS是1.414σ,則1.414/1.18=1.198,CEP乘以1.2就差不多是RMS的值。同理,CEP乘以2.4也就是2RMS的值。(在别的部落格,看到乘的這兩個值自己不太了解,通過這個表感覺應該是這樣推算的)

二、ppm

ppm: 另外,如下圖中華測的CGI-220組合導航系統的定位精度“RTK:1cm+1ppm” ,ppm是百萬分之(幾)的意思。1ppm就代表如果基線距離每增加1公裡,增加1mm的定位誤差。

GNSS定位精度統計量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

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