Jämförelse av GPS-mottagare visar överraskande resultat

Resultat

I figur 1 visas loggade maskinpositioner för de två GPS-systemen för en del av ett gallringsobjekt. I figuren ser man hur skördaren kört in längs en basväg från ett avlägg och gallrat längs ett antal stickvägar. Positionsinformationen från de två systemen överlappar varandra men det finns en tendens till högre spridning i positionsinformationen från DGPSen. Dessutom innehåller positionsinformationen från DGPSen i högre grad uppenbart avvikande mätvärden.

Figur 1. Plottar av maskinpositioner från de två GPS-systemen där grön respektive brun markering indikerar positionsinformation från DGPS respektive vanlig GPS.

För att kvantifiera storleken på spridningen för de två systemen närmare beräknades spridningen i x- och y-led för tidsintervall om 20 sekunder, det vill säga tidsintervall då skördaren i flertalet fall kan antas ha stått stilla. För DGPSen var spridningen i genomsnitt +/- 0,53 meter och +/- 0.43 meter i x- respektive y-led medan motsvarande värden för GPSen var lägre: +/- 0,37 meter och +/- 0,36 meter. För övriga gallringsobjekt som ingick i utvärderingen var resultaten likartade, det vill säga att spridningen var något lägre för den konventionella GPSen än för DGPSen.

Diskussion

Enligt den tekniska specifikationen för GPS-mottagaren är det stor skillnad i precision då DGPS respektive GPS används. För DGPS ska 95 procent av de registrerade positionerna vara inom 3-5 meter från de sanna positionerna. För GPS ska 95 procent av mätvärdena vara inom 15 meter, det vill säga en betydligt lägre precision.

Utvärderingen av Sveaskogs gallringsskördare visade överraskande att positionsinformationen från DGPS och GPS var mycket likartad och att den relativa spridningen från DGPS i genomsnitt var något högre. För att tolka detta resultat för vi fram ett antal antaganden:

1. Positionsinformationen från GPS:en kan ha förbättrats med hjälp av en annan korrektionssignal. Enligt den tekniska specifikationen är GPS:en förberedd för att positionsinformationen kan korrigeras med EGNOS-systemet vilket är ett tilläggssystem till GPS-systemet (se Fakta om GPS). Vi antar att korrigering har skett med detta system.

2. Positionsinformationen från DGPSen innehöll i högre grad uppenbart avvikande mätvärden. Närmare granskning av positionsinformationen visade att sådana avvikande mätvärden uppkom då korrektionssignalen från Swepos inte nådde fram (Figur 1). För gallringsskördaren hos Sveaskog förefaller den antagna korrektionen med hjälp av EGNOS-systemet vara stabilare än korrigeringen med hjälp av Swepos.

Sammanfattningsvis indikerar utvärderingen hos Sveaskog att dagens GPS-mottagare kan ge hög precision i gallringsskog även utan DGPS förutsatt att EGNOS är aktiverat i mottagaren. Skogforsk kommer att följa upp detta i kommande studier.

Fakta

Differentiell GPS, DPGS är en metod för att korrigera systematiska felkällor beräknade från en referensstation som sänds till GPS-mottagare. I Sverige används SWEPOS som är ett nationellt nät av fasta referensstationer som sänds ut via tele- eller radionät vilket kan variera i kvalitet över landet.

Nya GPS-mottagare har även stöd för en korrigering som sänds ut från geostationära satelliter (satelliter som roterar i samma hastighet som jorden och därför ligger kvar på samma ställe). Systemen heter EGNOS, som främst täcker Europa, och WAAS som täcker Nordamerika. Denna korrigering kräver ingen extrautrustning utan finns redan i GPS-mottagaren. Den förväntade noggrannheten vid positionsbestämningen med hjälp av denna korrigering är 1-2 meter vilket räcker för många skogliga tillämpningar. I GPS-mottagare från USA, exempelvis Garmin, aktiveras EGNOS genom att aktivera WAAS. WAAS och EGNOS är helt kompatibla och används beroende av var mottagaren befinner sig (Nordamerika eller Europa).