C’est une question qui a été investiguée par une équipe de chercheurs turcs de l’université de Mustafa Kemal. Cette question est particulièrement intéressante car le principe du positionnement GNSS en mode  naturel à bas coût (type récepteur de randonnée proposé par les sociétés Garmin, Magellan, etc.) génèrent des erreurs auto-corrélées dans le temps. Deux positions consécutives peuvent s’avérer éloignées de la localisation réelle du point de mesure (jusqu’à 10-15 m en mode naturel, jusqu’à 2-3 m avec la correction EGNOS ou WAAS) mais sont cohérentes entre elles. Cette caractéristique du positionnement GNSS implique qu’une mesure précise de la vitesse est possible malgré cet imprécision du positionnement absolu. Les chercheurs ont donc cherché à voir, pour deux types de récepteurs bon marché (Garmin et Magellan) la précision de la mesure de la vitesse qui pouvait être attendue dans différentes conditions. Les résultats montrent que ces récepteurs permettent une estimation précise de la vitesse en condition stationnaire (vitesse constante). En revanche, les phases d’accélération et de décélération sont estimées avec un décalage causé par les algorithmes de filtrage interne aux appareils. Les chercheurs proposent une approche permettant d’estimer ce décalage et d’en corriger les effets. Cette approche permet d’améliorer les résultats en phase transitoire mais pour être opérationnelle, elle suppose que les constructeurs de récepteur publient ces caractéristiques, ce qui n’est actuellement pas le cas. C’est une recommandation des auteurs à l’attention des constructeurs de matériel.
résumé : A global positioning system (GPS) receiver is an important sensor used in modern farming, particularly in precision agriculture to determine geographic location and ground speed. The aim of this study was to investigate the effectiveness of two low-cost GPS receivers for measuring ground speed under varying speed conditions on four different dates. A rotary shaft encoder on an auxiliary wheel mounted on an agricultural tractor was used as a reference. A significant time lag between the rotary encoder speed and the GPS speed was found over a range of speeds. It was observed that the GPS speed lagged the encoder speed in both increasing and decreasing speeds. The average time lag was found to be between 3.6 and 5.2 s for Receiver 1 while Receiver 2 had a time lag from 1.7 to 2.5 s. A significant difference was found between the two receivers for increasing and decreasing speeds in terms of time lags (P < 0.05). A post correction by shifting the GPS speed increased the accuracy of the speed measurement capability of both receivers resulting in an average correlation coefficient of 0.30–0.90 for Receiver 1 and 0.65–0.98 for Receiver 2. Effect of USB-to-COM converter was also studied and it did not have a significant effect on time delay. The GPS receivers provided reliable data during constant speed operating conditions; however, caution should be exercised in varying speed conditions when using low-cost GPS receivers. Also, the companies that produce GPS-based speed sensors should supply technical specifications related to velocity estimates during acceleration and deceleration.
Keskin, M., Sekerli, Y. E., & Kahraman, S. (2016). Performance of two low-cost GPS receivers for ground speed measurement under varying speed conditions. Precision Agriculture, 1-14.