Dilution of Precision – DOP im GPS-Tracking

Für eine hohe Genauigkeit der Positionsbestimmung sind viele Faktoren verantwortlich. Ein Maß für die Streubreite der Messwerte, genannt Dilution of Precision (zu Deutsch etwa Verringerung der Genauigkeit) wird eingesetzt, um die Genauigkeit der Positionsbestimmung zu beschreiben. Weil der DOP von der relativen Position der Satelliten zueinander und zu dem Beobachter abhängig ist, wird auch vom geometric dilution of precision, kurz GDOP, gesprochen. 

Dilution of Precision: Eine Übersicht

Die Verwendung von Satellitennavigationssystemen zur Positionsbestimmung ist ein weit verbreitetes Verfahren. GPS-Systeme werden weltweit genutzt, um Standorte zu lokalisieren, häufige Verwendungszwecke sind Navigationssysteme in Autos oder auf dem Smartphone, aber auch wirtschaftlich spielen sie eine große Rolle und erleichtern Abwicklungen.

Die Positionsbestimmung erfolgt aufgrund einer Berechnung von Entfernungen zu mehreren Satelliten durch eine Signallaufzeitmessung. Die Genauigkeit ist abhängig von der Position der Satelliten zueinander und zum Beobachter. Auch die Genauigkeit der Zeitmessung beziehungsweise die Laufzeit spielen eine Rolle in der genauen Berechnung. 

Besonders günstig ist es, wenn der Standort von Empfänger und Satellit sich in einem 90°-Winkel befinden. Winkel, die kleiner sind oder größer als 180 ° sorgen dafür, dass sich die Entfernungskreise überschneiden, das sorgt für Abweichungen und verringert die Messgenauigkeit. Den Kehrwert des Volumens bzw. der Fläche, welche die Einheitsvektoren in Richtung der Satelliten aufspannen, bestimmen die Größe des DOPs. Idealerweise erzielt dieser einen Wert von 1,0. 

Schleifender Schnitt der DOP

Gefährliche Orte, bzw. gefährliche Schnittkugeln, beeinflussen die Genauigkeit der Messung ebenfalls. Wenn zwei Empfänger entsprechende Signale in unterschiedlichen Winkeln empfangen, verursacht ein zu großer oder zu kleiner Winkel eine Ungenauigkeit an den betroffenen Vermessungspunkten. 

Genauigkeit

DOP ist an sich kein Maß für eine Genauigkeit der Berechnung, es beeinflusst lediglich die Größe der Streuung der Messwerte. Ein großer DOP sorgt für eine Vergrößerung der Streubreite bei Messungen. Durch einen kleinen DOP werden geringere Streuungen verursacht. Aufgrund systematischer Fehler (beispielsweise Abweichungen in den Satelliten-Ephemeriden) liegen die betroffenen Punkte außerhalb ihrer Fehlergrenzen. Eine Verschiebung zur wahren Position wird als Offset bezeichnet, aufgrund systematischer Fehler kann es beispielsweise durch Abweichungen zu falschen Messwerten kommen, so befindet sich die wahre Position außerhalb der Messschwankungen.