[GNSS] DOP(Dilution of Precision)의 개념 및 수식

DOP(Dilution of Precision) 개념 이해

측위시 이용되는 위성들의 배치상황에 따라 오차가 증가하게 되는데, 

이는 육상에서 육안으로(독도법) 위치를 낼때 적당한 간격의 물표를 선택하여 

독도법을 실시하면 오차삼각형이 적어져 서 위치가 정확해지고, 

몰려있는 물표를 이용하는 경우 오차삼각형이 커져서 위치가 부정확해지는 것과 마찬가지로 

수신기 주위로 위성이 적당히 고르게 배치되어 있는 경우에 위치의 오차가 작아진다.  

보이는 위성의 배치의 고른 정도를 DOP(Dilution of Precision) 이라고 한다. 

아래 그림에서와 같이 일반적으로 위성들간의 공간이 더 많으면 많을수록 수신기에서 결정하는 위치정밀도는 높다고 할 수 있는데, 

DOP의 종류는 여러가지가 있지만 가장 많이 사용되는 것은 PDOP(Positional DOP)을 들수 있다. 

PDOP에 rms UERE를 곱하면 rms 위치오차가 된다. 

그 이외의 종류에는 Geometric DOP (GDOP), Horizintal DOP (HDOP), 그리고 Vertical DOP (VDOP)등이 있다.

GPS수신기는 관측된 데이타를 이용하여 PDOP를 계산하고, 

이를 거리오차에 곱하면 측위 오차가 된다. 즉, (거리오차;Range Error) x (PDOP) = (측위오차)가 된다. 

그림1. 위성의 기하학적 배열 관계

- HDOP(Horizontal Dilution of Precision)

수평측위값을 추정하는데 대한 기여도

- VDOP(Vertical Dilution of Precision)

수직측위값을 추정하는데 대한 기여도

DOP의 산술식 정의

그림2. DOP 결과 도출을 위한 수식

따라서 대부분의 수신기는 PDOP의 작은 위성 조합을 선택하여 측위계산을 하고 이를 표시하도록 설계되어 있다.

최근 수신기의 성능이 좋아져서 PDOP가 3인 경우 위치오차는 대략 15m CEP (Circular Error Probability), 

즉, 50%오차확율의 범위에서 평면으로 약15m정도이다.