GPSとマーカー

GPS 位置の平均化と再測定

複数の新しい GPS 測定値がフィルタリングされ、確実に重み付けされ、透明な品質評価を使用してマーカー位置に結合されます。

概要

なぜ複数の読みを使用するのでしょうか?

単一の GPS 測位値はスナップショットです。衛星の形状、障害物、反射信号によって変化する可能性があります。系列は広がりを明らかにし、孤立した外れ値の影響を軽減します。

正常位置表示

地図の位置をすぐに取得できるように、MapTools は現在の GPS、ネットワーク、およびパッシブ Android の位置を処理します。最後の場所が 30 秒以内であれば、起動を高速化できます。これは統計調査ではありません。

平均順位

測定は空のシリーズから始まり、Android の GPS プロバイダーからの新しい修正のみを受け入れます。古い修正、重複した修正、無効な修正、または精度が不十分な修正は拒否されます。

位置を再測定

既存のマーカーは、以降のセッションで再度測定できます。新しいセッション、堅牢な結合結果、および推定精度の変化は明確に分離されたままです。

実際に

測定の仕組み

測定は、最小期間、最小使用可能な修正数、および安定性基準がすべて満たされた場合にのみ完了します。

場所を選択してくださいできれば空が広く、強く反射する表面から離れた場所に留まってください。
プロフィールを選択してください短時間、標準、または長時間では、最小期間、必要な修正数、および最大待機時間を設定します。
じっとしててMapTools は、最新の GPS 測位値を収集し、精度と動きをチェックして、進行状況を表示します。
結果を確認する使用された修正、報告された精度、P68、P95、センターの安定性と品質により、基礎となるデータが明らかになります。
マーカーを保存する最初の測定によりマーカーが作成されます。再測定後、組み合わせた結果を適用するかどうかをユーザーが決定します。

プロフィール	最小期間	使用される最小限の修正	最大持続時間
ショート	15 s	10	30 s
標準	60 s	30	90 s
ロング	180 s	90	300 s

技術的な詳細

MapTools による位置の計算方法

この方法は緯度と経度を単純に平均するものではありません。これはローカルメトリックフレームで動作し、精度の重みとロバスト統計を組み合わせます。

1. 入力の検証

無効な座標または精度値、測定開始前からの修正、重複したタイムスタンプ、および報告された水平精度が 25 m を超える修正は拒否されます。

2. 静止チェック

最新の 3 つの速度のうち少なくとも 2 つが 1.2 m/s を超えると、動きが検出されます。少なくとも 10 回の修正では、最初と最後の 5 回の中心も比較されます。制限: max(6 m; 1.5 × a_med)。

3. メートルに変換する

WGS84 座標は地球に固定された ECEF 座標に変換され、その後ローカルの東西平面 (ENU) に変換されます。したがって、距離と重量をメートル単位で正確に計算できます。

4. 堅牢な初期中心

東と北の別々の中央値が初期推定値を形成します。次に、すべてのフィックスからその中心までの半径方向の距離 rᵢ が計算されます。

5. 外れ値の検出

MapTools は MAD = median(|rᵢ − median(r)|) を計算します。外れ値制限: max(3 m; median(r) + 3 × 1.4826 × MAD)。

6. 精度による重み付け

報告された半径の場合、aᵢ、wᵢ = 1 / max(aᵢ; 1 m)²。最も強い基本重量と最も弱い基本重量の比率は 4:1 に制限されます。

7. フーバー推定

センターは5回更新されます。制限内ではロバスト係数は 1 です。外ではc / rとなります。制限は c = max(1.5 m; 1.5 × 1.4826 × MAD) です。

8. WGS84に戻る

重み付けされた ENU 中心は、ECEF を通じて緯度と経度に変換されます。利用可能な高度は中央値を使用します。品質値は水平位置のみを評価します。

結果

P68、P95、および推定精度を理解する

これらの値はさまざまな質問に答えるものであり、交換可能なものとして扱ってはなりません。

ディスプレイ	計算	意味
報告された精度の中央値	Android によって報告される水平精度半径の中央値	プロバイダー独自の見積もり。 Android では通常、これを個々の修正の確率が約 68% の半径として定義します。
P68 スプレッド	ロバスト中心からの距離の 68 パーセンタイル	観測された固定距離の約 68% はこの値以下です。
P95 のばらつき	ロバスト中心からの距離の 95 パーセンタイル	観測された距離の約 95% はこの値以下です。 P95 = 4.2 m は、評価対象の GPS 測位値のおよそ 95% が中心から約 4.2 m 以下であることを意味します。
中心の安定性	最初の 3 分の 1 と最後の 3 分の 1 の堅牢な中心間の距離	シリーズは、`max(3 m; 0.75 × a_med)` 以下および P95 ≤ 25 m で安定します。
推定精度半径	`max(P95_combined; median(a_session))`	MapTools はあまり好ましくない値を使用するため、異常にタイトな雲がデバイスから報告される不確実性を無効にすることはできません。

パーセンタイルの計算

半径方向の距離が並べ替えられます。 n 値の場合、位置は p × (n − 1) で、P68 には p = 0.68、P95 には p = 0.95 を使用します。 MapTools は、隣接する値の間を線形補間します。

重要な解釈

P95 は、観測された広がりを説明するものであり、真の位置の周囲の 95% の信頼半径を保証するものではありません。狭い点群を全体として移動させることができます。絶対的な精度は、独立した基準がなければ証明されません。

評価

品質レベルと精度の比較

品質レベルは推定半径に基づいています。複数の独立した時間枠により、評価の強度が向上します。

品質	推定半径
高	≤ 5 m
良い	> 5 m / ≤ 10 m
フェア	> 10 m / ≤ 20 m
貧しい	> 20 m

1セッション

総合的な評価を組み合わせた場合、MapTools は 2 つの独立した時間枠の後にのみ最高レベルを与えます。単一セッションの評価はせいぜい「良好」です。

改善されたのか、それとも劣化したのか？

max(0.1 m; 0.01 × R_previous) 内の変更は変更されません。より大きな差異は、金額とパーセンテージで報告されます。

誤った精度を避ける

座標の小数点以下の桁数が多い場合は、測定精度が一致していることを意味しません。半径、広がり、安定性、環境、独立したウィンドウが重要です。

複数のシリーズ

時間間隔をあけた再測定

別々のシリーズでさまざまな衛星星座や受信状況をキャプチャし、1 つのセッションに隠された効果を明らかにすることができます。

90分枠

現在のウィンドウが開始されてから 90 分以内に開始されたセッションは、そのウィンドウに属します。後のセッションでは新しいセッションが開きます。マーカーは最大 32 セッションを保持できます。

2段組み合わせ

セッションはまず各ウィンドウ内で堅牢に結合され、次にウィンドウの中心が結合されます。外れ値の除去は 3 つ以上のウィンドウにも適用されます。セッションセンターは、少なくとも P68 とデバイス精度の中央値のうち大きい方を使用します。

専門的なリファレンス

Garmin では、ウェイポイントの平均化を慎重に行うために、4 ～ 8 個のサンプルを少なくとも 90 分間隔で置くことをお勧めします。 MapTools は衛星星座を変えるという考え方を採用していますが、独自の方法を使用しており、Garmin の認定を受けていません。

アクション	保存されているもの	マーカーの位置
位置を保存して適用する	新しいセッションが履歴に追加されます。	マーカーは、すべてのセッションの堅牢な結合結果を受け取ります。
位置を適用せずに保存する	セッションと結合された結果は保存されたままになります。	表示されるマーカーの位置は変わりません。
測定値を破棄する	新しいセッションは保存されません。	地位や前歴は変わりません。

制限、プライバシー、実践的なガイダンス

位置の平均化は統計的評価を改善しますが、適切な受信条件や重要な作業に対する独立したチェックに代わるものではありません。

適切な条件

オープンスカイを好みます。
ファサード、岩壁、密集した天蓋、車両の構造物から遠ざけてください。
セッション中はその時点に留まります。
重要なマーカーは後で再測定してください。

技術的な限界

マルチパス受信により、シリーズ全体がシフトする可能性があります。
Android の精度はデバイスの推定値です。
高度は通常精度が低く、水平品質レベルの一部ではありません。
法的に関連する測量には、測地機器と所定の手順が必要になる場合があります。

データ処理

生の修正は計算中にメモリ内で処理されます。要約されたセッションデータとマーカー履歴のみが永続的に保存されます。バックグラウンド測定では、目に見えるフォアグラウンドサービスステータス通知を使用します。

情報源

技術的なソースと参考資料

ソースはプレーンテキストとしてリストされます。これらは用語とメソッドのコンテキストを提供します。特定の組み合わせとパラメーターは ArxSilex MapTools 実装です。ステータス: 2026 年 7 月。

Garmin Customer サポート: “Waypoint Averaging Information for Outdoor Handhelds”.
Garmin サポート: “Waypoint Averaging on the Montana 700 Series”.
Android Developers: “Location API reference”, Location.getAccuracy().
Esri: “ArcGIS Field Maps, Configure the map”, “GPS averaging”.
Esri: “ArcGIS Field Maps, Capture”, “GPS averaging”.
NIST/SEMATECH: “e-Handbook of Statistical Methods”, Measures of Scale, Detection of Outliers and Percentiles.
Peter J. Huber: “Robust Estimation of a Location Parameter”, The Annals of Mathematical Statistics, volume 35, issue 1, 1964, pages 73–101.
National Geospatial-Intelligence Agency: “Department of Defense World Geodetic System 1984, Its Definition and Relationships with Local Geodetic Systems”, NGA.STND.0036.

マニュアル