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SXblue GPS GNSS

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ÉTUDE DE CAS SUR LA PRÉCISION DU RÉCEPTEUR GPS / GLONASS MODULAIRE SXBLUE

Dernière mise à jour : 29 mai

Laboratoires et administration de Duluth 5013 Miller Trunk Highway Duluth, Minnesota 55811 Laboratoires de Coleraine One Gayley Avenue P.O. Box 188 Coleraine, Minnesota 55722

Par Michael Joyce, Ph.D. Ron Moen, Ph.D. Numéro de rapport : NRRI/TR -2018/28, version 1.0





RÉSUMÉ


Le type de récepteur GPS utilisé est l'un des principaux facteurs qui influent sur la précision de la localisation GPS. En général, les récepteurs plus coûteux (par exemple, les récepteurs de qualité cartographique ou de qualité topographique) offrent une meilleure précision, et les utilisateurs du GPS doivent trouver un équilibre entre le coût du récepteur GPS et la précision de la localisation lorsqu'ils déterminent le récepteur à utiliser. Les applications du GPS nécessitent souvent l'utilisation de récepteurs GPS dans des conditions qui ne sont pas idéales, alors que les fabricants de GPS indiquent souvent les spécifications de précision auxquelles on peut s'attendre dans des conditions idéales. Les couverts forestiers réduisent la précision du GPS en interférant avec la transmission des signaux entre les satellites GPS et le récepteur GPS et en provoquant des erreurs dues à des trajets multiples. Lorsque les récepteurs GPS doivent être utilisés en forêt et que des seuils de précision doivent être respectés, il est important d'effectuer des tests de précision en forêt plutôt que de se fier aux spécifications de précision fournies par le fabricant.


Nous avons testé la précision du SXBlue II + GNSS, un récepteur GPS modulaire de qualité cartographique, sous les canopées forestières du nord-est du Minnesota. Nous avons estimé la précision cumulative pour évaluer la relation entre la période de collecte et la précision. Les sites d'essai GPS couvraient une gamme de conditions de canopée. Nous avons comparé la précision entre les sites afin de déterminer l'influence de la fermeture du couvert sur la précision de la localisation. Enfin, nous avons comparé des méthodes post hoc pour évaluer la précision en fonction des caractéristiques des sites et des coordonnées GPS acquises. Le récepteur GNSS SXBlue II + a généralement fourni une précision de l'ordre du mètre ou inférieure au mètre, même sous le couvert forestier. La précision maximale a été atteinte après 10 à 30 minutes. La précision était plus faible sur les sites où le couvert forestier était plus dense. Dans les sites où la fermeture de la canopée était supérieure à 65 %, la précision maximale était réduite à 1,5 m. Un filtrage post hoc pour éliminer les valeurs aberrantes n'a pas permis d'améliorer la précision. Il y avait une relation forte et positive entre 50% CEP, une mesure de la précision de la localisation, et la précision, ce qui suggère que 50% CEP peut être utilisé pour l'évaluation de la précision a posteriori. Nos résultats suggèrent que le SXBlue II + GNSS offre une précision suffisante pour une large gamme d'applications, y compris celles qui nécessitent une mesure de la localisation GPS dans des conditions forestières.


Ce rapport et toutes les mises à jour futures peuvent être téléchargés à partir du site University of Minnesota Digital Conservancy (https://conservancy.umn.edu). Pour toute question relative aux rapports NRRI, contactez-nous à l'adresse nrrireports@umn.edu. Site web : http://www.nrri.umn.edu ©2018 par les Régents de l'Université du Minnesota


INTRODUCTION


Avec la disponibilité croissante des données LiDAR pour les applications forestières et fauniques, un positionnement géographique précis est essentiel pour s'assurer que les caractéristiques d'intérêt (par exemple, les emplacements des parcelles de terrain, les emplacements des animaux, etc.) peuvent être comparées directement avec les données LiDAR correspondantes ou les produits dérivés. Le chevauchement spatial est affecté à la fois par la précision du système de positionnement global (GPS) et par la précision horizontale des données LiDAR. La précision du GPS est généralement une source plus importante d'erreur de positionnement (White et al. 2013). Les données LiDAR ont souvent une précision horizontale d'un mètre. Les récepteurs GPS relativement bon marché destinés aux loisirs (également appelés récepteurs grand public) ont généralement une précision THE d'environ 9 mètres lorsqu'ils sont utilisés sous un couvert forestier fermé (Wing et Eklund 2007, Wing 2008).


Les récepteurs GPS de qualité topographique peuvent atteindre une précision de l'ordre du centimètre, mais leur coût est généralement prohibitif pour de nombreuses applications (Laes et al. 2011, White et al. 2013). Les lignes directrices relatives à la modélisation de l'inventaire forestier à l'aide du LiDAR recommandent généralement l'utilisation de récepteurs GPS de qualité cartographique capables d'obtenir des localisations avec une précision inférieure au mètre sous le couvert forestier (Laes et al. 2011). Les récepteurs de qualité cartographique coûtent moins cher que les récepteurs de qualité topographique, et ils permettent généralement d'obtenir une précision de l'ordre de 2 m à moins d'un mètre (White et al. 2013). Les récepteurs GPS modulaires de qualité cartographique désormais disponibles sont moins coûteux mais toujours aussi précis.


L'erreur de position du GPS est généralement causée par des interférences avec le signal émis par le satellite et reçu par l'appareil GPS. Étant donné que les satellites GPS se trouvent à environ 20 000 km au-dessus de la terre, il n'est pas surprenant que des interférences se produisent. Le couvert forestier fait obstacle au signal, en particulier en cas d'humidité (Johnson et Barton 2004, Edson et Wing 2012), et peut également réfléchir le signal et provoquer des interférences par trajets multiples dans lesquelles le récepteur a du mal à identifier le signal parmi le bruit (Wing 2008). Pour ces raisons, l'utilisation du GPS dans les environnements forestiers est souvent associée à une