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Dilución de precisión GPS (DOP)

1975
GPS receiver in surveying context showing satellite signals and DOP values.

La Dilución de la Precisión (DOP) es una métrica que cuantifica el efecto de la geometría del satélite en la precisión del GPS. Un valor de DOP bajo indica una mayor precisión. Cuando los satélites están muy espaciados en el cielo, la geometría es fuerte y la DOP es baja. Cuando los satélites están agrupados, la geometría es débil, la DOP es alta y los pequeños errores en las mediciones de pseudodistancia se magnifican y se convierten en grandes errores de posición.

The accuracy of a GPS position fix is not solely dependent on the quality of the signal or the receiver’s clock; it is also critically affected by the geometric arrangement of the satellites being tracked. The concept arises from the mathematics of solving the system of equations for the receiver’s position. The intersection of the range spheres from the satellites creates a volume of uncertainty. When satellites are far apart from each other in the sky, these spheres intersect at near-perpendicular angles, creating a small, well-defined volume of uncertainty and thus a more precise position fix. This is a “strong” geometry with a low DOP value.

Conversely, if the satellites are clustered closely together in one part of the sky, the spheres intersect at very shallow angles. This “weak” geometry results in an elongated, poorly defined volume of uncertainty. In this case, even minor errors in the pseudorange measurements (due to atmospheric delays, clock errors, etc.) are magnified, leading to a much larger error in the calculated position. This magnification factor is the DOP. There are several types of DOP: GDOP (Geometric DOP, for 3D position and time), PDOP (Position DOP, for 3D position), HDOP (Horizontal DOP), and VDOP (Vertical DOP). GPS receivers constantly calculate these values and often use them to decide which satellites to use for a position fix, always preferring the combination that yields the lowest DOP.

UNESCO Nomenclature: 2502
– Geodesy

Tipo

Sistema abstracto

Disrupción

Incremental

Utilización

Uso generalizado

Precursores

  • least squares estimation método
  • álgebra matricial y álgebra lineal
  • principios de propagación de errores en la ciencia de la medición
  • conceptos de agrimensura y triangulación
  • teoría del diseño experimental óptimo

Aplicaciones

  • Planificación de misiones de topografía y aviación para garantizar una alta precisión
  • Algoritmos del receptor GPS que seleccionan el mejor subconjunto de satélites
  • Análisis del rendimiento de las constelaciones GNSS
  • Investigación sobre cañones urbanos y posicionamiento en interiores
  • sistemas de monitorización de integridad como RAIM (monitorización de integridad autónoma del receptor)

Patentes:

NA

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