"Мой прибор GPS "по паспорту" обеспечивает точность 10 метров!"
Из обсуждения на форуме.
Точность прибора - рекламный трюк. На самом деле точность GPS определяется многими факторами:
- Основным источником ошибок являются ошибки модели геоида (3-6 м).
- Неточное определение времени. При всей точности временных
эталонов ИСЗ существует некоторая погрешность шкалы времени аппаратуры
спутника. Она приводит к возникновению систематической ошибки
определения координат около 0.6 м.
- Ошибки вычисления орбит. Появляются вследствие неточностей
прогноза и расчета эфемерид спутников, выполняемых в аппаратуре
приемника. Эта погрешность также носит систематический характер и
приводит к ошибке измерения координат около 0.6 м.
- Инструментальная ошибка приемника. Обусловлена, прежде всего,
наличием шумов в электронном тракте приемника. Отношение сигнал/шум
приемника определяет точность процедуры сравнения принятого от ИСЗ и
опорного сигналов, т.е. погрешность вычисления псевдодальности. Наличие
данной погрешности приводит к возникновению координатной ошибки порядка
1.2 м.
- Многопутность распространения сигнала. Появляется в результате
вторичных отражений сигнала спутника от крупных препятствий,
расположенных в непосредственной близости от приемника. При этом
возникает явление интерференции, и измеренное расстояние оказывается
больше действительного. Аналитически данную погрешность оценить
достаточно трудно, а наилучшим способом борьбы с нею считается
рациональное размещение антенны приемника относительно препятствий. В
результате воздействия этого фактора ошибка определения псевдодальности
может увеличиться на 2.0 м.
- Ионосферные задержки сигнала. Ионосфера – это ионизированный
атмосферный слой в диапазоне высот 50 – 500 км, который содержит
свободные электроны. Наличие этих электронов вызывает задержку
распространения сигнала спутника, которая прямо пропорциональна
концентрации электронов и обратно пропорциональна квадрату частоты
радиосигнала. Для компенсации возникающей при этом ошибки определения
псевдодальности используется метод двухчастотных измерений на частотах
L1 и L2 (в двухчастотных приемниках). Линейные комбинации двухчастотных
измерений не содержат ионосферных погрешностей первого порядка. Кроме
того, для частичной компенсации этой погрешности может быть
использована модель коррекции, которая аналитически рассчитывается с
использованием информации, содержащейся в навигационном сообщении. При
этом величина остаточной немоделируемой ионосферной задержки может
вызывать погрешность определения псевдодальности около 10 м. Для одночастотного (L1) приемника точность определения координат - 100м; для двухчастотного (L1, L2) приемника - 16м (вот это и есть рекламируемый параметр).
- Тропосферные задержки сигнала. Тропосфера – самый нижний от
земной поверхности слой атмосферы (до высоты 8 – 13 км). Она также
обуславливает задержку распространения радиосигнала от спутника.
Величина задержки зависит от метеопараметров (давления, температуры,
влажности), а также от высоты спутника над горизонтом. Компенсация
тропосферных задержек производится путем расчета математической модели
этого слоя атмосферы. Необходимые для этого коэффициенты содержатся в
навигационном сообщении. Тропосферные задержки вызывают ошибки
измерения псевдодальностей в 1 м.
- Геометрическое расположение спутников. При вычислении
суммарной ошибки необходимо еще учесть взаимное положение потребителя и
спутников рабочего созвездия. Для этого вводится специальный
коэффициент геометрического ухудшения точности PDOP (Position Dilution
Of Precision), на который необходимо умножить все перечисленные выше ошибки, чтобы получить результирующую ошибку.
Величина коэффициента PDOP зависит от взаимного расположения спутников
и приемника. Она обратно пропорциональна объему фигуры, которая будет
образована, если провести единичные векторы от приемника к спутникам.
Большое значение PDOP говорит о неудачном расположении ИСЗ и большой
величине ошибки. Возможны варианты удачного и неудачного
геометрического положения спутников. Типичное среднее значение PDOP
колеблется от 4 до 6.
Таким образом, результирующая погрешность метода GPS может достигать 150 метров для прибора, обеспечивающего точность 10м, при самом неблагоприятном стечении перечисленных факторов. Информация "скомпилирована" по материалам статей:
| 
