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Diluição da Precisão (DOP) do GPS

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

(Imagem gerada apenas para fins ilustrativos)

A Diluição da Precisão (DOP) é ​​uma métrica que quantifica o efeito da geometria dos satélites na precisão do GPS. Um valor de DOP mais baixo indica maior precisão. Quando os satélites estão amplamente espaçados no céu, a geometria é forte e a DOP é baixa. Quando os satélites estão agrupados, a geometria é fraca, a DOP é alta e pequenos erros nas medições de pseudodistância são amplificados, resultando em grandes erros de posicionamento.

A precisão da localização por GPS não depende apenas da qualidade do sinal ou do relógio do receptor; ela também é criticamente afetada pela geometria dos satélites rastreados. O conceito surge da matemática da resolução do sistema de equações que determina a posição do receptor. A intersecção das esferas de alcance dos satélites cria um volume de incerteza. Quando os satélites estão distantes uns dos outros no céu, essas esferas se intersectam em ângulos quase perpendiculares, criando um pequeno volume de incerteza bem definido e, portanto, uma localização mais precisa. Essa é uma geometria "forte" com um baixo valor de DOP (grau de propensão).

Por outro lado, se os satélites estiverem agrupados próximos uns dos outros em uma parte do céu, as esferas se intersectam em ângulos muito rasos. Essa geometria "fraca" resulta em um volume de incerteza alongado e mal definido. Nesse caso, mesmo pequenos erros nas medições de pseudodistância (devido a atrasos atmosféricos, erros de relógio, etc.) são amplificados, levando a um erro muito maior na posição calculada. Esse fator de amplificação é o DOP (Diferença de Posicionamento). Existem vários tipos de DOP: GDOP (Diferença de Posicionamento Geométrico, para posição e tempo em 3D), PDOP (Diferença de Posicionamento, para posição em 3D), HDOP (Diferença de Posicionamento Horizontal) e VDOP (Diferença de Posicionamento Vertical). Os receptores GPS calculam constantemente esses valores e frequentemente os utilizam para decidir quais satélites usar para obter uma posição, sempre preferindo a combinação que resulta no menor DOP.

UNESCO Nomenclature: 2502
Geodésia

Tipo

Sistema abstrato

Interrupção

Incremental

Uso

Uso generalizado

Precursores

  • método de estimação por mínimos quadrados
  • álgebra matricial e álgebra linear
  • Princípios de propagação de erros na ciência da medição
  • conceitos de topografia e triangulação
  • teoria do projeto experimental ótimo

Aplicações

  • Planejamento de missões para levantamentos topográficos e aviação visando garantir alta precisão.
  • Algoritmos de receptores GPS que selecionam o melhor subconjunto de satélites
  • Análise de desempenho de constelações GNSS
  • pesquisa sobre posicionamento em ambientes internos e em cânions urbanos
  • Sistemas de monitoramento de integridade como o RAIM (monitoramento autônomo de integridade do receptor)

Patentes:

NA

Ideias de Inovação Potencial

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Relacionado a: DOP, GDOP, PDOP, HDOP, VDOP, geometria de satélite, precisão do GPS, navegação, geodesia, erro de posicionamento.

Contexto histórico

Diluição da Precisão (DOP) do GPS

1950
1960
1970
1975
1980
1980
1982
1950
1960
1970
1970
1978
1980
1980
1982

(Caso a data seja desconhecida ou irrelevante, por exemplo, "mecânica dos fluidos", é fornecida uma estimativa aproximada de seu surgimento notável)

Princípios relacionados à invenção, inovação e tecnologia

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