Насколько точное позиционирование GPS?

Это зависит. Спутники GPS передают свои сигналы в космос с определенной точностью, но то, что вы получаете, зависит от дополнительных факторов, включая геометрию спутника, блокировку сигнала, атмосферные условия и особенности конструкции/качества приемника.

Например, смартфоны с поддержкой GPS обычно имеют точность в радиусе 4,9 м (16 футов) под открытым небом. Однако их точность ухудшается вблизи зданий, мостов и деревьев.

Пользователи высокого класса повышают точность GPS с помощью двухчастотных приемников и/или систем расширения. Они могут обеспечить позиционирование в реальном времени с точностью до нескольких сантиметров и долгосрочные измерения на уровне миллиметра.

Многие вещи могут ухудшить точность позиционирования GPS. Общие причины включают в себя

• Блокировка спутникового сигнала из-за зданий, мостов, деревьев и т. д.

• Внутреннее или подземное использование

• Сигналы, отраженные от зданий или стен («многолучевое распространение»)

• Мультфильм о том, что сигналы GPS блокируются и отражаются зданиями

Гораздо менее распространенные причины могут включать

• Радиопомехи или глушение

• Крупные солнечные бури

• Обслуживание спутников/маневры, создающие временные пробелы в покрытии

• Устройства неправильной конструкции, не соответствующие спецификациям интерфейса GPS.

Во многих случаях оборудование GPS устройства работает нормально, но картографическое программное обеспечение неисправно. Например, пользователей часто вводят в заблуждение

• Неправильно нарисованные карты

• Неправильно обозначены предприятия и другие достопримечательности.

• Отсутствуют дороги, здания, населенные пункты и т. д.

• Неправильно оценены адреса

Правительство обязуется предоставлять GPS на уровне точности, указанном в Стандарте производительности службы стандартного позиционирования GPS (SPS).

Обязательства по точности распространяются не на устройства GPS, а на сигналы, передаваемые в космосе. Например, правительство обязуется транслировать сигнал GPS в космос с ежедневной глобальной средней ошибкой дальности пользователя (URE) ≤2,0 м (6,6 футов) с вероятностью 95% на все исправные спутники в слотах созвездия. Реальная производительность обычно намного лучше. 20 апреля 2021 г. глобальное среднее значение URE по всем спутникам составляло ≤0,643 м (2,1 фута) в 95% случаев.

Чтобы внести ясность, URE — это не точность пользователя. Точность пользователя зависит от комбинации геометрии спутника, URE и местных факторов, таких как блокировка сигнала, атмосферные условия и особенности конструкции/качества приемника.

Текущая программа модернизации GPS еще больше повысит точность для гражданских и военных пользователей.

Как и в случае с позиционированием, точность скорости GPS зависит от многих факторов.

Правительство предоставляет сигнал GPS в космосе с глобальной средней ошибкой дальности действия пользователя (URRE) ≤0,006 м/сек в течение любого 3-секундного интервала с вероятностью 95%.

Эта мера должна быть объединена с другими факторами, находящимися вне контроля правительства, включая геометрию спутника, блокировку сигнала, атмосферные условия и особенности конструкции/качество приемника, чтобы рассчитать точность скорости конкретного приемника.

Передача времени по GPS — это распространенный метод синхронизации часов и сетей с всемирным координированным временем (UTC). Правительство распределяет время в формате UTC, поддерживаемое Военно-морской обсерваторией США (USNO), через сигнал GPS в космосе с точностью передачи времени относительно UTC (USNO) ≤30 наносекунд (миллиардных долей секунды), в 95% случаев. Этот стандарт производительности предполагает использование специализированного приемника передачи времени в фиксированном месте.

Использование двух частот GPS повышает точность за счет корректировки искажений сигнала, вызванных атмосферой Земли. Двухчастотное GPS-оборудование коммерчески доступно для гражданского использования, но его стоимость и размер ограничивают его профессиональным применением.