Epsilon Archive for Student Projects

Abstract

Detta examensarbetes syfte är att undersöka hur valda restriktioner för PDOP-värdet samt val
av antal observationer påverkar precision, noggrannhet och tidsåtgång vid mätning med
Riksskogstaxeringens GPS-utrustnig (Geoexplorer II) i två dimensioner.
Försöket utfördes kring en av SLU utmätt punkt i Lill-Janskogen nära SLU i Umeå.
Försöksytan är belägen i en svag nordvästlig sluttning ungefär 200 meter från ett krön och
karaktäriseras av grov granskog. Mätningar utfördes på försöksytans centrumpunkt under tio
timmar 08°0-16°0, två olika dagar, den 27:e februari och den 15:e mars. Under en och samma
timma, 12°0-13°0 båda dagarna mätte också sex andra mottagare, placerade i en kvadrat med
sidan 20 meter runt centrumpunkten, sin position. Väderförhållandena var likartade under
båda dagarna med klar himmel och ingen vind.
Resultaten under de båda dagarna var mycket likartade och visade att under de förhållanden
som rådde gav gränsen
< l O för PDOP en spridning på 5 meter runt det beräknade
medelvärdet av 40 positioner. Gränsen< 6 för PDOP som nyttjas av Riksskogstaxeringen gav
en spridning på drygt 4 meter runt det beräknade medelvärdet av 40 positioner. Anledningen
till att skillnaderna inte blev större var att få positioner hade höga värden för PDOP under de
två dagarna som mätningarna utfördes.
Den tid som åtgick för att insamla 40 positioner med gräns för PDOP 6 och PDOP l O uppgick
till ungefär tio minuter respektive sex minuter. Ett mycket litet genomsnittligt systematiskt fel,
registrerades för mätningarna. Noggrannheten av mätningarna blev därmed i samma
storleksordning som precisionen. Ett slumpmässigt urval av sextio positioner, där alla sextio
positioner är ett medelvärde av fyrtio positioner med PDOP
< 6, befanns med en liten övervikt
åt sydöst, vara ganska jämnt fördelade runt den sanna positionen. Generellt så minskade
spridningen runt det beräknade medelvärdet av positionen med ökat antal positioner och lägre
gräns för PDOP. Likaså ökade tidsåtgången med ökat antal insamlade positioner och lägre
gräns för PDOP.
Ett försök att med hjälp av GPS ansluten till en dator, vilken i fält placerades i en låda,
registrera mycket långa tidsserier misslyckades. Dels avbröts registreringen av GPS-positioner
vid vissa klockslag. Dels visade sig den GPS-mottagare som använts vid detta försök ha sämre
prestanda än övriga.

This thesis was done at the Department of Forest Resources and Geomatics, SLU, Umeå
during the fall 1996 and the spring 1997. The purpose of the stud
y was to investigate how
PDOP values influences position accuracy, precision and time spent measuring positions
under a Norway spruce canopy. The Swedish National Forest Inventory GPS equipment
(Geoexplorer II) was used.
The study area is situated near Umeå (lat. 63° 49' 34"N, long. 20° 1 8' 47"E) and is
characterised by a fairly flat landscape. The test site is located at the end of a gentie slope
approxirnately 200 meters from the crest and it is within a rnature spruce forest Successful
measurernents took place during ten hours daytime, 8 AM to 4 PM for two days, 27 th of
February and 15 th of March. The true coordinate of the test si
te centre is known and during
one hour each day six additional receivers were placedin a 400m2 quadrant facing north, to
gather position data. The weather conditions during the trials were good both days with a clear
sky and no wind.
Both day s show similar results and for PDOP l O as limit for positions used in calculations, a
standard deviation of approximately 5 meters for the average of 40 positions was obtained.
For PDOP 6 as lirnit for positions used in calculations, a standard deviation of approximately
4 meters for the average of 40 positions was obtained. PDOP-mask 6 is also the standard
setting used by the Swedish National Forest Inventory. The differences between using PDOP
lO and 6 as limit for positions used in calculations are small due to the fact that most of the
positions during both days had low PDOP values.
Time spent for gathering 40 positions which is the recommended number of positions to
obtain an accurate averaged position used as a standard routine by The Swedish National
Forest Inventory, was for PDOP lO and 6 as lirnit for positions used in calculations
approxirnately six and ten minntes respectively. The results showed that forthese conditions
during these two days the accuracy of positions could be approximated to the standard
deviation for averaged and single positions. A sample of 60 averaged positions was fairly
evenly spread around the true position although with a slight concentration towards south­
east.
Generally the standard deviation of positions decreased as the number of positions used for
averaging increased and as the limit for PDOP decreased. Furthermore the time spent for
gathering positions increased as the limit for PDOP decreased and as the number of positions
gathered increased.
Obtained experiences from measurements also show that the equipment used sometimes may
perform in an unexpected way. During the study one of the receivers was discovered to not be
able to establish contact with satellites to the same extent as the other receivers. The cause for
the degradation in performance for this particular receiver is not known.