Dodał admin, 2008-01-06 Autor / Opracowanie: Jacek Tomczak - Janowski

Znany pod nazwą GPS (Global Positioning System) satelitarny system nawigacyjny Navstar został zaprojektowany jako precyzyjny system określania położenia o zasięgu globalnym.

Błędy GPS mogą być rozmaitej natury. Ogólnie można je podzielić na te z przyczyn technicznych i te z przyczyn naturalnych.
• Ograniczony dostęp - SA. Na SA składają się dwa procesy: epsilon (amplituda do 100 m) i delta (amplituda do 50 m). Wpływ SA na pomiar pseudoodległości jest identyczny dla każdego użytkownika, więc poprawki różnicowe (o których za chwilę) eliminują SA całkowicie.
• Opóźnienie jonosferyczne. Błąd odległości wywołany opóźnieniem w propagacji fal radiowych wynosi od 20-30 metrów w dzień do 3-6 metrów w nocy. Zmora tanich odbiorników jednoczęstotliwościowych ( L1, kod C/A ). Odbiorniki dwuczęstotliwościowe potrafią zniwelować opóźnienie (w stopniu zależnym od odległości).
• Opóźnienie troposferyczne. Opóźnienie to powstaje w dolnych warstwach atmosfery i jest zależne od temperatury, ciśnienia i wilgotności. Może wynosić do 3 metrów. Lepsze odbiorniki kompensują je prawie całkowicie.
• Błąd efemeryd. Polega na różnicy między położeniem satelity, wyliczonym z danych orbitalnych a rzeczywistym. Powodowany jest przez grawitację Słońca i Księżyca, a także wiatr słoneczny. Poprawki różnicowe eliminują ten błąd prawie całkowicie.
• Błąd zegara satelity. Różnica pomiędzy idealnym czasem GPS a wskazaniem zegara satelity. Z błędów satelitarnych stosunkowo częsty jest tzw. pseudorange step, który polega na gwałtownym skoku pseudoodległości, co powoduje "zgubienie" satelity przez odbiornik na czas potrzebny do odtworzenia almanachu i efemeryd.
• Odbiór sygnałów odbitych. Praktycznie niemożliwy do skompensowania. Ogranicza się go przez odpowiednią konstrukcję anten.
• Błędy odbiornika, czyli błędy pomiaru jakie wystąpią na etapie obliczania pozycji już w samym odbiorniku GPS, które mogą być spowodowane szumem, dokładnością oprogramowania oraz zakłóceniami. Poziom sygnału odbieranego przy powierzchni Ziemi jest niższy od poziomu wszechobecnego tła radiowego (szumu). Stwierdzono, że niekiedy przyczyną błędów odbioru mogą być rzeczy z pozoru nieszkodliwe: telefony komórkowe lub komputery przenośne ze źle ekranowanymi układami elektronicznymi. Źródłem zakłóceń są także duże instalacje przemysłowe.
Niedokładność samego wyznaczania pozycji względem położenia satelitów nazzywa się rozmyciem dokładności (Dilution of Precision - DOP). Rozmycie może dotyczyć:
• pomiarów poziomych (Horizontal DOP - HDOP) - długość i szerokość geograficzna,
• pomiarów pionowych (Vertical DOP - VDOP) - wysokość,
• pozycji (Position DOP - PDOP) - stosunek pomiędzy błędem w obliczeniu pozycji użytkownika a błędem w obliczeniu pozycji satelity. Informuje ona o tym, kiedy rozmieszczenie satelitów pozwoli uzyskać najdokładniejszy wynik. Pożądana jest wartość PDOP mniejsza od 3.
• pomiarów geometrycznych (Geometrical DOP - GDOP) - dotyczy pomiarów współrzędnych przestrzennych.
• czasu (Time DOP - TDOP) - dotyczy błędu czasu systemowego,
Dla wyeliminowania błędów satelitarnych i wpływu zakłóceń, a także w celu ominięcia ograniczeń dokładności w sygnałach GPS dostępnych dla lotnictwa cywilnego, stworzono system korekcji, określany jako różnicowy GPS (DGPS - Differential GPS). System różnicowy pozwala na zastosowanie pozycjonowania satelitarnego w dziedzinach wymagających największej precyzji nawigacyjnej: geodezja, budownictwo (pomiary przemieszczeń budowli, montaż platform wiertniczych na morzu), lotnictwo (podejście do lądowania bez widoczności), żegluga.
Pod koniec roku 1999 w ramach Unii Europejskiej podpisano porozumienie o budowie nowego satelitarnego systemu nawigacyjnego. Program o nazwie Galileo ma być realizowany przez Niemcy, Francję, Włochy i Wielką Brytanię, finansowany będzie przez Unię i Europejską Agencję Kosmiczną ESA. Segment satelitarny systemu, realizowany przy współpracy USA i Rosji, ma obejmować właściwe satelity nawigacyjne i geostacjonarne satelity różnicowe.