Pap László

VIII. A GPS rendszer pontossági adatai, a pontosság növelésének lehetőségei

A GPS rendszer pontossági alapadatai a következők:

	PPS	SPS
Vízszintes pontosság	21 m	100 m
Függőleges pontosság	28 m	156 m
Az időmérés pontossága	200 ns	340ns

• Növelhetjük a földi vezérlő és monitorállomások számát, ami lehetővé teszi a pályaadatok pontosságának növelését, a hullámterjedéssel kapcsolatos korrekciós adatok pontosabb meghatározását, az időmérés precízebbé tételét.
• Növelhetjük a mérési frekvenciák számát - ez módot ad az ionoszféra által okozott hullámterjedési késleltetés pontos meghatározására.
• Fontos lehetőség a differenciális helymeghatározási elv alkalmazása, ami a helymeghatározás pontosságát azáltal növeli, hogy a felhasználó pozícióját egy ismert helyzetű referencia-vevőkészülék helyzetéhez viszonyítva határozza meg. A differenciális helymeghatározással - a módszer fontossága miatt - az alábbiakban részletesebben foglalkozunk.

A differenciális GPS (DGPS) rendszer működése

25. ábra

Az ábrán azt láthatjuk, hogy a referenciaállomás helyzete pontosan ismert, és mind a felhasználónál, mind pedig a referenciaállomáson működik egy-egy GPS vevőkészülék. A vevők egy időben, ugyanazoknak a műholdaknak a jelét veszik, és ennek alapján folyamatosan meghatározzák a helyzetüket. A referenciaállomás egy külön kommunikációs csatornán keresztül folyamatosan tájékoztatja az ismeretlen helyzetű felhasználót arról, hogy az általa aktuálisan mért helyzet mennyiben tér el a referenciaállomás ismert helyzetétől.

Ha igaz, hogy a mérési hibák egy része (a műholdak pályaadatainak hibája, az ionoszféra és a légkör által okozott késleltetések, a műholdak óráinak hibája) mindkét vevőkészüléket azonos módon érinti, akkor az adatok cseréjével a hibák jelentős része kiküszöbölhető.

A differenciális mérés alkalmazásával a mérési pontosság egy nagyságrenddel növelhető.

A 26. ábra a differenciális GPS rendszerben alkalmazott hibakorrekciót illusztrálja. A felhasználói készülék mért helyzetét a P', a referenciaállomás mért helyzetét az R' pont jelzi. Mivel a referenciaállomás pontos helyzete ismert, a hibavektor meghatározható. Feltételezve, hogy a két mérés hibája azonos - ez természetesen csak közelítőleg igaz - a referenciaállomás hibavektorával korrigáljuk a P' pont helyzetét. Az így kapott új P'' pont a felhasználó valódi helyzetét a P' pontnál jobban megközelíti. Tökéletes hibakorrekció azért nem valósítható meg, mert a párhuzamosan végrehajtott mérések hibáinak egy részét egymástól független hatások okozzák.

26. ábra

27. ábra

28. ábra

A mérési pontosság tovább növelhető a vivőfázis-alapú távolságmérés alkalmazásával (dm-es pontosság) és a differenciális vivőfázis-alapú távolságméréssel (cm-es pontosság).

A GPS rendszer pontossági adatait a 27. és 28. ábra foglalja össze.

Az ábrán a WAAS a nagy területet lefedő, az LAAS pedig a lokális repülésirányításra használt differenciális GPS szolgáltatásokat jelöli. Ezek a szolgáltatások a repülésirányítás területén alkalmazhatók.