测量经纬度的准确性?


439

我的经纬度分别为19.064907073974673.1308670043945

在这种情况下,两个坐标都是13小数位长,但有时我也会得到6小数位长的坐标。

较少的小数点会影响准确性吗?小数点后的每个数字代表什么?


1
这里的答案很好。我想我将通过提及经度数字如何受纬度影响来增加答案。上面给出的图表可以通过将表中的值乘以Cos(纬度)来调整经度
Randy W.

该线程中有多个图表,它们几乎可以按任何顺序出现。我可以对我的回答说:尽管我有意识地决定不包含此信息(对三角学的任何提及都有可能吓people那些本来有其他知识背景的人),但是这很重要,并提醒我们当我们可以定量的陈述。+1。
ub

2
如果考虑“ float32”和“ float64”这两种常见的数据类型,它们分别给出约7位和16位十进制数字的精度,这是一条经验法则:前者给您约一米的精度,后者给您约一米的精度一纳米的精度。换句话说,使用具有经度和纬度的浮标,可以精确地分辨出会议室中相邻椅子的纬度/经度位置。以双精度,我可以分辨出坐在其中一把椅子上的人的头皮上的皮肤细胞中相邻线粒体的纬度/经度。
丹·H

Plase引用了坐标系,它似乎是WGS84,它是默认设置,但很重要,因此必须明确。如果没有CRS,没有任何讨论是没有道理的。
彼得·克劳斯

您要求什么样的坐标测量精度?1)关于仪器精度,2)关于制图精度,3)关于分析精度,等等,等等:-)...
西里尔

Answers:


711

准确性是您的测量与真实值一致的趋势。 精度是您的测量确定实际值的程度。问题是准确性和精确性之间的相互作用。

作为一般原则,您不需要在测量中记录内在的精度。使用过多的精度可能会误导人们,使他们认为精度比实际值要高。

通常,当降低精度时(即使用更少的小数位),您可能会失去一些精度。但是多少钱?很高兴知道电表最初是由法国人定义的(在法国革命期间,他们抛弃了旧系统,并热情地用新系统替换了),因此有一千万会把你从赤道带到极点。那是90度,所以一个纬度大约覆盖10 ^ 7/90 = 111,111米。(“大约”,因为同时米的长度有所变化。但这无关紧要。)此外,经度(东西向)的长度与纬度大约相同或小于纬度。 ,因为当我们从赤道向任一极移动时,纬度圆会缩小到地球的轴心。因此,始终可以确定,小数点后六位的小数位具有111,111 / 10 ^ 6 =大约1/9米=大约4英寸的精度。

因此,如果您的准确度要求是给定或接受10米,那么比1/9米就算什么:通过使用六个小数位,您基本上不会失去准确度。如果您的精度要求是不到厘米,那么您至少需要保留七个小数位,可能还需要八个小数位,但是更多的东西对您没有好处。

十三个小数位将位置固定为111,111 / 10 ^ 13 =约1埃,约为小原子厚度的一半。

利用这些想法,我们可以构建一个表格,以十进制度表示每个数字所代表的含义:

  • 标志告诉我们地球是北方还是南方,东方还是西方。
  • 一个非零的百位数告诉我们我们使用的是经度,而不是纬度!
  • 十位数给予约1000公里的位置。它为我们提供了有关我们所处大陆或海洋的有用信息。
  • 个位(一个小数度)放弃111公里(60海里,约69英里)的位置。它可以大致告诉我们我们所在的州或国家。
  • 小数点后一位是身价高达11.1公里它可以从邻近的大城市区分一个大的城市的位置。
  • 小数点后第二位价值高达1.1公里它能一个村从下分开。
  • 小数点后第三位价值高达110 L:它可以识别大农业领域或机构的校园。
  • 第四位小数价值高达11米:它可以识别的一块土地。它可以与未经校正的GPS单元的典型精度相媲美,而不会产生干扰。
  • 所述第五小数位价值高达1.1米:它彼此区分的树木。商业GPS装置的精度只能通过差分校正来实现。
  • 第六小数位价值高达0.11 M:你可以用这个布局结构细节,设计景观,修建道路。它应该足以跟踪冰川和河流的运动。这可以通过GPS采取艰苦的措施来实现,例如差分校正的GPS。
  • 第七位小数值得直径达11 mm:这是个好非常重要的测量和附近的什么GPS为基础的技术可以达到的极限。
  • 第八小数位价值高达至1.1mm:这是良好的图表板块和火山的运动的运动。永久的,校正的,不断运行的GPS基站可能能够达到这一水平的准确性。
  • 小数点后9位的值高达110微米:我们正在进入显微镜的范围。对于几乎任何可以想象的带有地球位置的应用,这都是过大的,并且比任何测量设备的精度都要精确。
  • 十位或更多的小数位表示使用了计算机或计算器,并且没有注意多余的小数位是无用的这一事实。请小心,因为除非您是从设备上读取这些数字的人,否则可能表示处理质量低下!

13
“ ...可以表示处理质量低劣”可能有点不公平。也许“ ...可以表示低质量的呈现 ”更为公平。
马丁F

1
@martin很好。但是,如果演示文稿质量低下,则可能也意味着缺乏分析。让我们小心地按预期进行:指示只是一个标志,而不是一揽子起诉书。
whuber

2
这种精度适用于纬度和经度吗?我知道地球的垂直和水平圆周略有不同。
婴儿

4
对于经度值,精度/精度问题仅在此处给出的答案(纬度为85度或更高)时才产生一个数量级的差异。在90度时,这个问题无关紧要。参见Wiki页面,
网址

8
@那是一种误解。我已经清楚地表明,这些全都是近似值。它们对于球形模型,椭圆模型甚至大地水准面也同样适用。此外,请注意,该线程与准确计算距离无关,它会询问两个特定的问题,即纬度和经度坐标中小数点的含义。因为仅关注小数位,所以提供比一个数量级更精确的答案将毫无意义,而且可能会引起误解。
ub

200

Wikipedia页面“ 十进制度数”中有一个表格,显示度数与长度的关系。此外,坐标的精度取决于用于收集坐标的仪器-手机,DGPS等中使用的A-GPS。

decimal
places   degrees          distance
-------  -------          --------
0        1                111  km
1        0.1              11.1 km
2        0.01             1.11 km
3        0.001            111  m
4        0.0001           11.1 m
5        0.00001          1.11 m
6        0.000001         11.1 cm
7        0.0000001        1.11 cm
8        0.00000001       1.11 mm

如果我们将此图表一直扩展到13小数位:

decimal
places   degrees          distance
-------  -------          --------
9        0.000000001      111  μm
10       0.0000000001     11.1 μm
11       0.00000000001    1.11 μm
12       0.000000000001   111  nm
13       0.0000000000001  11.1 nm

18
区分精度和精度也很重要:您的设备可以报告任意位数(精度),但许多小数位可能只是错误的。如Chethan所述,重要的是要检查仪器,该仪器在使用设备时也可能提供准确度信息(通常是真实位置附近的误差范围)。
scw

并确保您可以使用国家控制集并找到具有一阶二阶或三阶坐标的本地基准并与您的结果进行比较。确保不要平均您的结果。
Brad Nesom 2011年

5
这些天,即使您能清楚看到天空,即使是非常便宜的手机GPS也应能精确到小数点后四位(11米)。剩余的数字将不准确,但是如果您收集许多值并将其取平均值,那么仍然有用。
Abhi Beckert

2
我可以在分钟和秒的角度上获得相同的图表吗?
John Demetriou

可以使用1弧分分钟纬度= 1海里= 1852m的定义来生成自己的表格。
戴夫X

85

这是我的经验表...

他们所声称的实际制图比例的纬度坐标精度:

Decimal Places   Aprox. Distance    Say What?
1                10 kilometers      6.2 miles
2                1 kilometer        0.62 miles
3                100 meters         About 328 feet
4                10 meters          About 33 feet
5                1 meter            About 3 feet
6                10 centimeters     About 4 inches
7                1.0 centimeter     About 1/2 an inch
8                1.0 millimeter     The width of paperclip wire.
9                0.1 millimeter     The width of a strand of hair.
10               10 microns         A speck of pollen.
11               1.0 micron         A piece of cigarette smoke.
12               0.1 micron         You're doing virus-level mapping at this point.
13               10 nanometers      Does it matter how big this is?
14               1.0 nanometer      Your fingernail grows about this far in one second.
15               0.1 nanometer      An atom. An atom! What are you mapping?

54

要点#1。让我们将精度准确性区分开

在此处输入图片说明

从图片中可以明显看出,如果我们已经知道实际值(精确位置),则可以谈论测量精度(例如GPS测量)。然后我们可以说测量的准确性。另一方面,如果您进行了一些测量并且不知道实际值,则可以谈论测量的精度。

要点#2。让我们考虑点的纬度

如果要以厘米或毫米为单位说话,最好将地球也视为椭圆体而不是球体。然后,一旦将地球形状建模为椭球体(两轴椭球体),就无法使用单个表格将小数位映射到地面距离,因为这种关系(对于E / W距离测量)会随着纬度的变化而改变。这是另一个显示更改的表:

decimal   
places  degrees      N/S or E/W     E/W at         E/W at       E/W at
                     at equator     lat=23N/S      lat=45N/S    lat=67N/S
------- -------      ----------     ----------     ---------    ---------
0       1            111.32 km      102.47 km      78.71 km     43.496 km
1       0.1          11.132 km      10.247 km      7.871 km     4.3496 km
2       0.01         1.1132 km      1.0247 km      787.1 m      434.96 m
3       0.001        111.32 m       102.47 m       78.71 m      43.496 m
4       0.0001       11.132 m       10.247 m       7.871 m      4.3496 m
5       0.00001      1.1132 m       1.0247 m       787.1 mm     434.96 mm
6       0.000001     11.132 cm      102.47 mm      78.71 mm     43.496 mm
7       0.0000001    1.1132 cm      10.247 mm      7.871 mm     4.3496 mm
8       0.00000001   1.1132 mm      1.0247 mm      0.7871mm     0.43496mm

如您所见,这样说是不正确的:例如,地球上每1°约100公里,因为它取决于纬度(也取决于方向);在67N / S时约为40公里,在赤道(0N / S)时约为100公里


关于WGS84,是吗?
彼得·克劳斯

2
是的,实际上我们是在谈论地球的数学表示,但是,如果您尝试使用其他椭球,则应该得到近似相同的近似值
Hossein Narimani Rad

1
+1为视觉演示。
Teekin

29

我将尝试用不同的术语进行解释:

  • 地球的赤道周长约为40,000千米(25,000英里)。
  • 纬度/经度值将该距离分为360度,从开始到-180结束180

这表示一个度数是40,000公里(或25,000英里)除以360

  • 40,000 / 360 = 111
  • 25,000 / 360 = 69

(因此,一个度是111公里或69英里。)

对于度的分数,请将其除以10每个小数位,如@ChethanS的图表很好地演示了(以km为单位):

   decimal
   places   degrees     distance
   -------  -------     --------  
   0        1           111   km
   1        0.1         11.1  km
   2        0.01        1.11  km
   3        0.001       111   m
   4        0.0001      11.1  m
   5        0.00001     1.11  m
   6        0.000001    0.111 m
   7        0.0000001   1.11  cm
   8        0.00000001  1.11  mm

由于地球不是一个完美的形状,所有的度数是否相等?将x学位给你的长度的两倍2x程度,无论它是什么价值?
Pacerier 2014年

1
@Pacerier坐标系相对于地球中心,是一个完美的球体,因此答案是肯定的。但是很显然,如果您要测量两个点之间的距离,并且它们之间有3,000英尺的山,那么您需要考虑到这一点,并加上额外的距离才能越过该山。如果要计算两点之间的陆地距离,则需要考虑地形的形状。
阿比贝克特(Abhi Beckert)2014年


0

此处的其他出色答案主要是关于纬度。经度从赤道处的约111 km缩小到极点处的0,因此,当您越靠近两极时,小数点经度的精度就会降低(我对精度没有任何评论!)

近似地,一个经度的千米长度为cos(latitude in DD * pi/180) * 111.321 km,其中111.321是赤道处的经度长度,并且pi / 180将十进制度转换为弧度。然后,只需移动小数点即可确定给定纬度下的经度测量精度;例如,在40度N处,一个经度约为85 km,因此在40 N处的小数点后第一位的精度为8.5 km。

您会注意到,这小于纬度的第一个小数的相应精度11.1 km。

By using our site, you acknowledge that you have read and understand our Cookie Policy and Privacy Policy.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.