سیستم GPS یک سیستم ماهواره ای جهانی ( GNSS – Global Navigation Satellite System ) است که در ادامه به معرفی این سیستم و نحوه ی عملکرد سیستم GPS ( جی پی اس ) می پردازیم.
اکثر گیرنده های GPS داده های زاویه ای ( C/A کد ) را دریافت می کنند. این داده ها در کانال GPS L1 ( فرکانس 1575.42 مگاهرتز ) قابل دریافت می باشد و با دریافت SBAS و DGPS ، اصلاحات بیشتری را با دقت متر اعمال می کند.
گیرنده های GPS پیشرفته و گران قیمت می توانند با استفاده از روش قبلی، علاوه بر همسان سازی فاز حامل و اصلاح فاز حامل ( RTK ) همانند کانال L2 با کد نویسی کوتاه تر (P(Y بافرکانس ( 1227.60MHz )، دقت اندازه گیری را به سانتی متر و حتی میلی متر تغییر می دهد.
بعضی از گیرنده های GNSS پیشرفته تر می توانند DGPS و RTK را ترکیب کرده و با دریافت دیگر ماهواره های GNSS مانند ( GLONASS و GALILEO ) و کانال ها ( L2C ، L5 و … ) به صورت همزمان برای بالا بردن دقت استفاده شوند.
گیرنده های نظامی GPS قادر به رمزگشایی کد های (P(Y موجود در کانال های L1 و L2 هستند که ده برابر دقت بیشتری را در همان زمان در مقایسه با یک راه حل اساسی جایگزین می کنند.
استفاده از چند GPS
استفاده کردن از چند GPS باعث اشتباهات موقعیت GPS می شود و تشخیص و جبران آن دشوار است. گیرنده چندگانه GNSS برای فیلتر کردن بسیار مناسب تر است و این به خاطر تعداد زیاد ماهواره های قابل مشاهده در همان لحظه است.
سیگنال های مختل کننده ی GPS
اختلالات یونوسفر و طوفان های مغناطیسی ( فعالیت های خورشیدی ) می تواند باعث تاخیر سیگنال شود. این می تواند تا حدی با استفاده از سیستم SBAS ویا رمزگشای L1 یا L2 جبران شود.
رمزگشایی همزمان کانال های L1 و L2 باعث می شود اصلاحات یونوسفر در لحظه انجام شود. بر خلاف سیستم SBAS ( که تصحیح یونوسفری را پخش می کند ) این روش با شرایط محلی یونوسفر مطابقت بیشتری را دارد.
کانال های جدید (L2C و L5) برای مصارف غیر نظامی مورد استفاده قرار می گیرد و موجب افزایش اکوسیستم سیگنال و دقت موقعیت می شود ( به محض اینکه ماهواره های جدید کامل شوند).
استفاده از داده های GPS و نحوه ی عملکرد این سیستم در محیط های مختلف
برای درک بیشتر محدودیت های GPS به مقادیر زیر توجه کنید:
توجه : به عنوان یک قاعده ی کلی در استفاده از سیستم GPS ، فقط آسمان صاف ( شرایط جوی مساعد ) برای انجام ماموریت های اتوماتیک ایمن است.
میزان دقت GPS در سه بعد
- افق آزاد ( منظره آسمان روشن ): 2.5 متر
- حیاط خلوت یا پرواز بین ساختمان ها : 26 متر
- داخل سالن : 55 متر
در دسترس بودن GPS
- افق آزاد ( دید آسمان روشن ): 99٪
- حیاط خلوت یا پرواز بین ساختمان ها : 83٪
- داخل سالن : 14٪
اصلاح DGPS
DGPS برای اصلاح فقط از داده های مشابه استفاده می کند. سیستم SBAS یک فرم اصلاح DGPS است که به صورت آزاد از یک یا چند ماهواره جغرافیایی امکان پذیر است.
هر منطقه جهان دارای یک سیستم SBAS محلی است: WAAS برای امریکا، EGNOS برای اروپا، MSAS برای ژاپن.
سیستم DGPS برای انجام اصلاحات دو دقت متر (خدمات رایگان) و دسی متر (خدمات پولی) را قرار داده است.
اصلاحات RTK
RTK برای اصلاحات از اطلاعات فاز حامل استفاده می کند و نیازمند هزینه های پیشرفته جی پی اس و نیز ایستگاه پایه RTK یا شبکه ایستگاه های پایه RTK است که از طریق پروتکل RTCM، اصلاحات را در یک مودم یا اینترنت پخش می کنند.
RTK آسان تر از استفاده از برنامه های حرکتی آهسته یا برنامه های استاتیکی (مانند نظارت و یا کشاورزی) استفاده می شود و دقت سانتیمتر و یا میلی متر را ارائه می دهد.
