Dilution of Precision – die exakte Positionsbestimmung

Die hohe Genauigkeit der Positionsbestimmung ist wichtig. Um dies erfolgreich durchzuführen, müssen viele verschiedene Faktoren Berücksichtigung finden. Das Maß für die Streubreite der Messwerte, auch genannt Dilution of precision, kurz DOP, bedeutet übersetzt „Verringerung der Genauigkeit“. Da der DOP abhängig ist von der relativen Position der Satelliten zueinander und dem Beobachter, nennt man ihn auch geometric dilution of precision, kurz GDOP.

Eine Positionsbestimmung ist in vielen Fällen hilfreich, sie spielt vor allem bei der Verwendung des GPS-Systems eine wichtige Rolle. Mittels GPS lassen sich weltweit Standorte sehr exakt bestimmen, wenn die Voraussetzungen hierzu gegeben sind. Mittels Satellitennavigationssystemen können Nutzer Positionen via Smartphone, Smartwatch oder auch einem Tablet bestimmen. GPS stellt die Grundlage für Navigationssysteme dar und ermöglicht eine Navigation von A nach B.

Eine Übersicht: Dilution of precision

Durch die Nutzung von Satellitennavigationssystemen zur Bestimmung einer Position können GPS-Systeme und GPS-Tracker auf der ganzen Welt eingesetzt werden. Dieses System dient der Lokalisierung von Standorten, so finden sie ihren Einsatz unter anderem in Navigationssystemen innerhalb von Fahrzeugen. Mittlerweile ermöglicht die Digitalisierung auch eine Navigation mit dem eigenen Smartphone. Zusätzlich spielen GPS-Systeme in der Wirtschaft eine wichtige Rolle, sie erleichtern Abwicklungen und optimieren Prozesse.

Um eine Positionsbestimmung erfolgreich durchzuführen, erfolgt eine Berechnung von Entfernungen zu mehreren Satelliten mittels Signallaufzeitmessung. Die Genauigkeit dieses Verfahrens ist abhängig von der Position der GPS-Satelliten zueinander und zum Beobachter. Ebenso spielt die Genauigkeit der Zeitmessung, auch Laufzeit genannt, eine große Rolle und gewährleistet eine exakte Berechnung.

Ideale Voraussetzungen bestehen dann, wenn der Standort vom Empfänger und vom Satelliten sich in einem 90° Winkel zueinander befinden. Winkel, die kleiner oder größer als 180° sind, begünstigen eine Überschneidung der Entfernungskreise. Dadurch kann es zu Abweichungen kommen, auch ist es möglich, dass die Messgenauigkeit verringert wird. Der Kehrwert des Volumens, bzw. der Fläche, der die Einheitsvektoren in Richtung der Satelliten aufspannt, bestimmt die genaue Größe des DOPS. Im Idealfall wird ein Wert von 1,0 erzielt.

DOP und schleifender Schnitt

Gefährliche Schnittkugeln, bzw. gefährliche Orte, haben einen Einfluss auf die Genauigkeit der Messungen. Zwei Empfänger, die entsprechende Signale in unterschiedlichen Winkeln empfangen, verursachen einen zu großen oder zu kleinen Winkel und somit eine Ungenauigkeit der betroffenen Vermessungspunkte.

Genauigkeit bei DOP

DOP ist kein reines Maß für die Genauigkeit innerhalb der Berechnung, denn es beeinflusst ausschließlich die Größe der Streuung der Messwerte. Fällt der DOP groß aus, so sorgt er für eine Vergrößerung der Streubreite bei Messungen. Ein kleiner DOP hingegen verursacht eine geringere Streuung. Durch systematische Fehler, beispielsweise Abweichungen in den Satelliten-Ephermiden, befinden sich die betroffenen Punkte außerhalb der Fehlergrenzen. Die Verschiebung zur wahren Position bezeichnet man in diesem Fall als Offset. Auch systematische Fehler können zu Abweichungen führen, zum Beispiel falsche Messwerte.

Bedeutung von GPS-System

Der DOP ist somit relevant, um eine genaue Positionsbestimmung zu beschreiben und unerlässlich für die Nutzung eines GPS-Trackers. Der PDOP wird vor allem für die Exaktheit einer Messung im GPS-System benötigt, um Standorte zu bestimmen. GPS-Tracker werden nicht nur von Navigationssystemen in Fahrzeugen genutzt, sie sind flexibel einsetzbar. So nutzen viele Privatpersonen ihr GPS-fähiges Smartphone, um standortbezogene Dienste zu verwenden oder sie lassen sich via Google Maps zum gewünschten Ort lotsen. Auch die Zuordnung von Bildern und Videos erleichtert das GPS-System enorm, indem es die Aufnahmen mit sogenannten Geotaggs bestückt, dabei handelt es sich um die Daten des Ortes, an dem die Aufnahme entstanden ist.

Kleine GPS-Tracker werden auch in großen Betrieben genutzt, um Abläufe zu optimieren, so kann man sie bequem in den Fahrzeugen unterbringen, um die Routen zu verfolgend und die Prozesse mithilfe der Daten zu verbessern.