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GNSS定位精度统计量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

文章目录

    • 一、百分位、CEP、RMS、σ
    • 二、ppm

在进行惯导产品或者GNSS 产品选型,或者各家产品对比时,我们通常会看到厂商对产品定位精度的统计,如CEP、rms、百分位数67%、百分位95%、1σ、2σ、ppm。这篇博客主要是整理下定位精度的统计指标。

一、百分位、CEP、RMS、σ

参考European Space Agency对定位精度的解释Accuracy - Navipedia, 根据所考虑的维度数量,定位有三种变体:

  • 一维精度(用于垂直精度)
  • 二维精度(用于水平精度)
  • 三维精度(结合水平和垂直精度)

x百分位数(x%或x th):表示计算出的x%位置的误差小于或等于精度值。典型的使用值为50%、67%、75%和95%。具有5m(95%)的精度意味着在95%的时间内,定位误差将等于或低于5m。

CEP:表示圆概率误差,百分位数50%。表示返回的计算位置中有50%的误差低于或等于精度值。例如2.5m CEP,表示定位在2.5m精度的概率是50%。

均方根误差(rms):假设误差遵循正态分布(接近但不完全正确),它将对应于一维分布的百分位68%(例如垂直误差)和二维分布的百分位63%(例如水平误差)。对于水平误差,该测量也被称为drms,可以有2rms或2drms(2倍rms)等变量。(这个指标,我看有的博客中说是百分位是63%,也有说68%,也有说67%的,还有说63%~68%,有点迷。我暂且相信European Space Agency的解释)。

xσ:1σ对应于一个标准偏差,xσ对应于x乘以1σ。假设正态分布1σ对应于一维分布的百分位数68%。

对于一维分布:

GNSS定位精度统计量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

对于二维分布(瑞利分布):

GNSS定位精度统计量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

对于二维分布,CEP和RMS的转换由上表可知,CEP是1.18σ,RMS是1.414σ,则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。(在别的博客,看到乘的这两个值自己不太理解,通过这个表感觉应该是这样推算的)

二、ppm

ppm: 另外,如下图中华测的CGI-220组合导航系统的定位精度“RTK:1cm+1ppm” ,ppm是百万分之(几)的意思。1ppm就代表如果基线距离每增加1公里,增加1mm的定位误差。

GNSS定位精度统计量(百分位、CEP、RMS、σ、ppm等)

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