導航產業這幾年可以說是一個“火”起來了的行業,除了這個行業內的老牌企業,又有很多新的公司加入,隨之而來的是各種導航產品也蓬勃發展起來。對于這些形形色色的導航產品來說,“定位”是最為基礎的功能,“定位精度”也就成了我們選擇、評價一個導航是最為重要也最核心的指標??墒悄娴那宄私?ldquo;定位精度”這四個字的含義嗎?為什么我的“精度1米”的接收機定位結果誤差達到兩米?“精度1米”的產品一定要優于“精度2米”產品嗎?今天就給您介紹一下這個基礎但卻并不簡單的指標。
首先,明確一下“定位精度”的基本概念。對于通常的衛星導航產品或組合導航產品而言,我們所說的定位精度,是指Position Accuracy,嚴格來說應該翻譯為“定位準確度”,叫做“精度”其實是不夠準確的,只是大家叫的習慣了于是也就約定俗成了。但實際上精確度(Precision)和準確度(Accuracy)在數學上是不同的兩個概念,準確度是指測量值和真實值的符合程度,用于表明測量值的正確性;而精確度是指多次測量的測量值彼此之間的符合程度,用于表明測量值的可重復性,下面這張圖可以很好的說明二者的關系:
顯然,我們需要的“定位精度”是指導航設備測得的位置與待測點真實位置的一致程度,也就是定位準確度。
其次,我們需要了解“定位精度”是用何種統計方法進行描述的,這也就是為什么同樣的產品可能會標出多個不同精度,單看數值的“精度1米”也不一定要優于“精度2米”的愿意所在。因為從概率的角度各種極端的、奇葩的情況都有可能發生,區別只是概率大小的不同,任何脫離概率談精度的行為都是耍流氓。因而所有的精度都是根據實際的測試數據使用某種統計學的方法出來的,根據選擇的統計方法不同,計算的結果也會有很大的差異。比如,衛星導航接收機的水平定位精度均方根值(RMS)為1.2m是指“使用測試數據統計得到,測量位置與真實位置之間水平誤差的標準差為1.2m,也就意味這有約65%測量值與真實的誤差在1.2m以內”。其他常用的統計方法有圓概率誤差(CEP),球概率誤差(SEP),2倍均方根/2倍西格瑪誤差(2DRMS/2σ),CEP95/R95等,采用R95方法的“精度2米”就比采用CEP方法的“精度1米”還要好一些。這些統計方法對應的概率和相互之間的換算關系如下表(水平精度與三維精度換算還需要考慮精度因子,因而這里僅列出水平定位精度的換算關系):
統計方法 | 對應概率 | 與RMS值換算關系 |
CEP | 50% | =RMS*0.83 |
RMS(水平) | 約65% | =RMS |
R95(水平) | 95% | =RMS*1.7 |
2DRMS(水平) | 約96% | =RMS*2 |
最后,還需要注意的是前提條件,任何精度都是在某一前提下測量得到的,比如衛星導航接收機的單點定位精度測試一般隱含的前提條件是包括較好的衛星幾何分布,開闊且無干擾的測試環境,配合質量良好的測量型天線和線纜使用。因此,如果使用導航型的天線在高樓林立的環境中進行測試的話,也就很難要求一個接收機能給出與標稱“定位精度”項符合的結果了。
希望這篇小小的文章能在您對比和評價形形色色的導航產品時,提供一點微薄的幫助。