Какова практическая точность GPS и почему возникают ошибки.

Современные многоканальные GPS-приемники обеспечивают достаточно высокую точность. Например, на рынке представлено предостаточно моделей GPS-приемников, способных отслеживать до 12-ти спутников одновременно (есть и больше). Они обеспечивают быстрое и надежное определение местоположения, в том числе в городских условиях или под густыми кронами деревьев.

Точность определения координат GPS-приемником зависит от расположения видимых спутников, а также от некоторых атмосферных и других факторов. Для современных гражданских 12-канальных приемников средняя точность измерений составляет 15м.

Сделать показания GPS-приемников значительно точнее, возможно путем добавления дифференциальных поправок. Самыми перспективными источниками дифференциальных поправок являются глобальные дифференциальные системы, измеряющие величину поправки к сигналам GPS с «висячих», т.е. геостационарных спутников. За использование их информации не взимается какой-либо платы.

К таким системам относятся: американская WAAS, европейская EGNOS и японская MSAS. Они увеличивают точность определения координат GPS-приемниками до 1-3 м. Большинство моделей GPS-приемников располагают возможностью подключения к ним дифференциальных GPS-приемников для автоматического уточнения измерений.

Точность GPS-приемников, установленных на морских судах, тоже может быть повышена до 1-5 м. Это достигается за счет приема дифференциальных поправок от сети радиомаяков, расположенных на морских побережьях.

Из-за чего вообще возникают ошибки в приемнике GPS?

Причиной тому несколько ниже перечисленных факторов:

• Замедление сигнала при прохождении ионосферы и тропосферы. Но, эта ошибка программно исправляется. Система GPS использует встроенную модель, которая определяет усредненную величину задержки для частичного исправления ошибки этого типа.
• Многолучевой прием. Это происходит, если сигнал от спутника вначале отражается от объектов (например, многоэтажных зданий или скал) и потом попадает в GPS-приемник. Из-за увеличения времени прохождения отраженного сигнала и возникает данная ошибка.
• Ошибка часов приемника пользователя. Встроенные часы GPS-приемника не настолько точны как атомные часы, находящиеся на борту спутников. Это может быть причиной незначительных ошибок в определении времени прохождения сигнала.
• Число видимых спутников. Имея сигнал трех спутников, приемник может определить только широту и долготу, т.е. двухмерные координаты. Принимая сигналы от большего числа спутников, приемник уже может определить и высоту, и скорость, и направление движения. Чем больше спутников "видит" приемник, тем точнее будут данные измерений. GPS спроектирована таким образом, что в любой точке Земной поверхности можно принимать сигнал не менее чем с четырех спутников.
• Геометрия расположения видимых спутников. Определяется взаимным расположением спутников в каждый момент времени. Идеальной является такая геометрия спутников, когда углы между направлениями на них большие. Неудачной считается такая геометрия, при которой спутники располагаются на одной линии или близко к ней.