GPS navigacijos modulis: išsamus aprašymas ir veikimo principai

Pasaulinė padėties nustatymo sistema, geriau žinoma kaip GPS (angl. Global Positioning System), yra technologija, kuri naudoja palydovų signalus, kad būtų nustatoma tiksli prietaiso vieta bet kurioje Žemės vietoje. GPS navigacijos funkcija reikalauja dviejų bendradarbiaujančių elementų: GPS modulio (arba imtuvo) ir GPS žemėlapio. Nors iš pradžių sistema buvo sukurta kariniams tikslams, bėgant metams ji tapo neatsiejama kasdienio gyvenimo dalimi, palengvindama orientavimąsi kelyje ir atverdamas duris daugybei inovacijų.

Kas yra GPS modulis (imtuvas)?

GPS modulis, arba GPS imtuvas, iš pradžių buvo naudojamas tik konkrečiai vietai nustatyti ir signalui sekti. Kitaip tariant, GPS modulis iš tikrųjų suteikia tik koordinačių sistemą, tai yra geografinės vietos ilgumą ir platumą. Tai yra prietaisas, priimantis signalus iš GPS palydovų. Jį naudoja vartotojai, esantys Žemės paviršiuje ir aviacijai tinkamame atmosferos sluoksnyje, savo buvimo koordinatėms nustatyti.

GPS imtuvą paprastai sudaro dvi pagrindinės dalys: pagrindinis imtuvo mazgas (angl. GPS engine) ir vartotojiška taikomoji programa (interfeisas). Pagrindinio imtuvo mazgo svarbiausi parametrai yra laikas nuo įjungimo iki navigacijos pradžios (vadinamasis „šaltas“ startas), duomenų atnaujinimo dažnumas, koordinačių nustatymo ir greičio nustatymo paklaida, bei sunaudojama energija iš maitinimo šaltinio.

Kaip veikia GPS sistema?

GPS ryšys veikia kosminių palydovų pagalba. „GPS tai palydovų žvaigždynas kosmose, kuris padeda atlikti labai tikslius padėties nustatymo, navigacijos ir laiko matavimus visame pasaulyje. Sistema veikia iš Žemės palydovų siunčiant radijo signalus, pagal kuriuos padėties nustatymo imtuvai gali nustatyti savo buvimo vietas“, - sako „Bitės Profas“ Martynas Vrubliauskas.

GPS sistemoje naudojami 24 palydovai, priklausantys JAV palydovinės navigacijos sistemai NAVSTAR (angl. Navigation Satellite Time and Ranging). Pirmasis GPS palydovas buvo paleistas 1978 m., o visa 24 palydovų sistema pradėjo veikti 1994 metais. Palydovai skrieja 6 orbitinėmis trajektorijomis (po 4 kiekvienoje) maždaug 20180 km aukštyje nuo Žemės paviršiaus.

Palydovų parametrai

Kiekvienas GPS palydovas sveria apie 907 kg ir yra apie 5 m ilgio. Jie siunčia radijo signalus 1575,42 MHz dažniu maždaug 50 vatų galia. Šiais signalais į Žemę perduodama informacija apie palydovo buvimo vietą (koordinates), tikslų laiką ir identifikavimo kodą.

Koordinačių nustatymo principas (Trilateracija)

GPS imtuvas priima signalus iš 3-5 artimiausių GPS palydovų, esančių tiesioginio matomumo zonoje. „GPS imtuvas, esantis mobiliajame telefone arba kitame įrenginyje, gauna duomenis iš kiekvieno jam pasiekiamo palydovo. Kadangi duomenų išsiuntimo laikas yra žinomas, GPS imtuvas sutikrina duomenų išsiuntimo ir gavimo laikus ir pagal tai nustato atstumą iki palydovo. Kad pavyktų buvimo vietą nustatyti tiksliai, reikia bent kelių palydovų“, - aiškina „Bitės Profas“.

Nustatęs skirtingų palydovų padėtį, GPS imtuvas įrenginyje gali parodyti vartotojo buvimo vietą. Informacija iš palydovų gaunama ir atnaujinama kelis kartus per sekundę, todėl galima sekti savo judėjimo kryptį. Mūsų buvimo vietai apskaičiuoti reikia ne trijų, o keturių GPS palydovų. Šiame procese, vadinamame trilateracija, papildomas ketvirtasis GPS palydovas naudojamas visoms GPS imtuvams būdingoms laiko paklaidoms ištaisyti, o pagrindiniai trys palydovai tiksliai nustato mūsų platumą ir ilgumą.

Atominiai laikrodžiai: Kiekviename GPS palydove yra atominis laikrodis, naudojamas tikslių laiko signalų generavimui, perduodamiems GPS imtuvams. Šie laikrodžiai užtikrina itin didelį tikslumą, kuris yra esminis tiksliam padėties nustatymui.

GPS ir žemėlapiai

GPS navigacijos veikimui reikia dviejų pagrindinių elementų: GPS modulio ir GPS žemėlapio. Žemėlapių programinė įranga interpretuoja iš palydovų gautą vietos informaciją ir ją rodo skaitmeniniame žemėlapyje. Tai leidžia vartotojams matyti savo dabartinę vietą, planuoti maršrutus ir naviguoti į norimus tikslus. Žemėlapių naudojimas paprastai turi tam tikrą mokestį, išskyrus tuos, kurie buvo įdiegti mobiliajame telefone iš pradžių (pvz., „Nokia Ovi“ ir „Google“ žemėlapiai, kurie yra nemokami, tačiau gali reikalauti interneto ryšio duomenų srautui).

Jau kuris laikas „Google Maps“ žemėlapius išmaniajame telefone galima naudoti net ir neturint interneto ryšio - galima atsisiųsti žemėlapius į telefoną ir vėliau jais naudotis. Parsisiųstas žemėlapis kas mėnesį turi būti atnaujintas; atsinaujina automatiškai, kai „Maps“ programą naudojate su įjungtu belaidžiu ryšiu (Wi-Fi).

GPS imtuvų klasifikacija

GPS palydovo perduodamas navigacijos ir padėties nustatymo signalas yra informacijos šaltinis, kuriuo gali dalytis daugybė vartotojų. Priklausomai nuo naudojimo tikslo, skiriasi ir vartotojo reikalaujami GPS signalo imtuvai. Jie gali būti klasifikuojami pagal įvairius kriterijus:

Pagal imtuvo naudojimą:

• Navigacijos imtuvai: Naudojami judesio vektoriams naršyti, realiuoju laiku rodant nešiklio vietą ir greitį. Paprastai naudoja C/A kodo pseudoatstumų matavimus. Yra įvairių tipų: transporto priemonėje montuojami, jūrinės navigacijos, aeronautikos (pritaikyti dideliam greičiui), kosminio tipo (palydovų navigacijai ir padėties nustatymui).
• Geodeziniai imtuvai: Naudojami tiksliajai geodezijai ir tiksliam inžineriniam matavimui. Pasiekia aukštą padėties nustatymo tikslumą, tačiau yra sudėtingos struktūros ir brangūs.
• Laiko imtuvai: Naudoja aukšto tikslumo laiko standartą, kurį teikia GPS palydovai, ir dažnai naudojami laiko sinchronizacijai observatorijose ir radijo ryšyje.

Pagal imtuvo dažnį:

• Vieno dažnio imtuvas: Priima tik L1 nešiklio signalą. Tinka tiksliam trumpų bazinių linijų (<15 km) nustatymui, nes negali efektyviai pašalinti jonosferos delsos.
• Dviejų dažnių imtuvas: Vienu metu gali priimti L1 ir L2 nešiklio signalus. Naudojant du dažnius skirtingiems jonosferos vėlavimams, galima panaikinti jonosferos poveikį ir pasiekti tikslų vietos nustatymą tūkstančių kilometrų atstumu.

Pagal imtuvo kanalų skaičių:

GPS imtuvas vienu metu gali priimti kelių GPS palydovų signalus. Kanalas yra įrenginys, skirtas atskirti gautus skirtingų palydovų signalus stebėjimui, apdorojimui ir matavimui. Pagal tai, imtuvai skirstomi į daugiakanalius, nuosekliuosius per kanalą ir daugiakanalius daugiakanalius.

Pagal imtuvo veikimo principą:

• Nuo kodo priklausomas imtuvas: Naudojant kodo koreliacijos metodus, gauna pseudo diapazono stebėjimus.
• Kvadratinis imtuvas: Naudoja kvadratinę nešiklio signalo techniką, kad atkurtų visą nešiklio signalą. Fazių skirtumas tarp imtuve sukuriamo ir gauto nešiklio signalo matuojamas fazių matuokliu.
• Hibridinis imtuvas: Sujungia ankstesnių dviejų tipų pranašumus ir gali gauti kodinės fazės pseudo atstumą bei nešiklio fazės stebėjimo vertę.
• Interferometrinis imtuvas: Naudoja GPS palydovą kaip radijo šaltinį ir interferometrinį metodą atstumui tarp dviejų stočių matuoti.

GPS navigacija mobiliuosiuose telefonuose ir specializuotuose navigatoriuose

Daugelis šiuolaikinių mobiliųjų telefonų turi įmontuotą GPS imtuvą, todėl jais galima ne tik kalbėtis, bet ir orientuotis kelionėje. Tačiau, lyginant su automobiliniais navigatoriais, pastebimi tam tikri skirtumai.

Skirtumai tarp telefonų ir dedikuotų navigatorių:

• Ekranas: Daugelio mobiliųjų telefonų ekranai yra mažesni už automobilinių navigatorių, todėl žemėlapius ir nurodymus juose įžiūrėti gali būti sunkiau.
• Garsiakalbis: Didesnis automobilio navigatoriaus korpusas leidžia įmontuoti galingesnį garsiakalbį.
• Veikimo sparta: Automobiliniai navigatoriai paprastai greičiau susisiekia su palydovais ir apskaičiuoja maršrutą.
• Priedai: Automobiliniai navigatoriai komplektuojami su laikikliais ir automobiliniais įkrovikliais. Mobiliesiems telefonams šiuos priedus dažniausiai reikia įsigyti papildomai.
• Žemėlapiai: Automobiliniai navigatoriai paprastai pateikiami su išsamiais žemėlapiais. Daugelis mobiliųjų telefonų neturi iš anksto įdiegtų žemėlapių, tačiau siūlo nemokamas programėles (pvz., „Google Maps“).
• Informacija apie kamščius: Brangesni automobiliniai navigatoriai turi TMC (Traffic Message Channel) imtuvą, kuris gauna informaciją apie kamščius ir uždarytus kelius. Deja, Lietuvoje ši funkcija kol kas neveikia plačiai.

Išoriniai GPS moduliai mobiliesiems telefonams

Jei mobiliajame telefone nėra įmontuoto GPS modulio, norint naudoti navigacijos funkciją, galima naudoti išorinį GPS modulį arba tinklą vietos nustatymui. Tačiau tinklo naudojimas naršymui gali sukelti duomenų srauto išlaidų. Išorinis GPS modulis naudoja du padėties nustatymo palydovinių signalų prijungimo metodus:

1. Per duomenų kabelį: Mobiliojo telefono duomenų kabelio sąsaja prijungiama prie išorinio GPS imtuvo. Taip integruota mobiliojo telefono navigacijos programinė įranga ir išorinis GPS imtuvas veikia kartu, leidžiant gauti palydovo signalą ir vykdyti navigaciją.
2. Per Bluetooth: Išorinis GPS navigacijos modulis prisijungia prie mobiliojo telefono per „Bluetooth“ funkciją. Šis prietaisas gauna GPS duomenis ir perduoda juos į mobilųjį telefoną belaidžiu ryšiu.

Jei belaidžio tinklo nėra, naudojant šiuos du metodus bus patiriamos atitinkamos mobiliųjų duomenų išlaidos.

GPS tikslumo didinimas

Civilinės paskirties arba buitiniais GPS imtuvais nustatomų koordinačių paklaida paprastai siekia apie 3-5 m. Kur reikia didelio tikslumo, naudojamos pažangios technologijos:

Diferencinė pasaulinė padėties nustatymo sistema (DGPS)

DGPS (angl. Differential Global Positioning System) yra GPS tikslumo pagerinimo metodas, naudojant bazines Žemės stotis su tikslia buvimo vieta. Antžeminė stotis priima GPS signalus, apskaičiuoja skirtumą tarp tikrosios pozicijos ir GPS parodymų, t. y. paklaidą. Šią skirtumo (korekcijos) informaciją stotis perduoda naudotojų GPS imtuvams (radijo, interneto ar kitu ryšio būdu), esančioms tame pačiame regione. Naudotojai, taikydami korekcinę informaciją, gali pasiekti daug didesnį padėties nustatymo tikslumą - dažnai nuo 1 iki 3 m.

DGPS imtuvas yra papildomas prietaisas, skirtas panaikinti netikslumus, atsirandančius dėl atmosferinių priimamų signalų iškraipymo, signalų atspindžių ir kitų paklaidų šaltinių. Priklausomai nuo DGPS tipo ir naudojamų metodų, vietos koordinačių nustatymo paklaida gali būti sumažinama iki mažiau nei 1 cm, o judėjimo greičio paklaida - mažiau nei 0,15 km/h.

Plačiosios zonos stiprinimo sistemos (WAAS, EGNOS, MSAS)

Šios sistemos, tokios kaip WAAS (angl. Wide Area Augmentation System), EGNOS (angl. European Geostationary Navigation Overlay Service) ir MSAS (angl. Multi-functional Satellite Augmentation System), perduoda korekcijos signalą, surinktą iš antžeminių stočių, per specialius geostacionarinėje orbitoje esančius palydovus. Kadangi duomenims perduoti naudojamas tų pačių parametrų signalas, kaip ir GPS palydovų, vartotojui nereikia jokių papildomų įrenginių, užtenka GPS imtuvo su šia funkcija. WAAS šiuo metu veikia tik Šiaurės Amerikoje, EGNOS - Europoje, o MSAS - Azijoje. Su WAAS sistema GPS paklaida gali būti mažesnė nei 3 metrai.

Pagalbinė GPS (A-GPS)

A-GPS (angl. Assisted GPS) yra naudojama tose vietovėse, kurių signalai pasiekiami sunkiau dėl aukštų medžių ar pastatų. Ši technologija plačiai naudojama išmaniuosiuose telefonuose, leidžianti įrenginiams prisijungti prie sistemos net tada, kai signalas yra ypač silpnas.

Tikslus taškų nustatymas (PPP)

PPP (angl. Precise Point Positioning) technologija leidžia vartotojui naudoti globalius korekcinius duomenis apie palydovų orbitas, laikrodžius ir kitus trikdžius. Pakanka vieno GNSS imtuvo, nereikia artimos bazinės stoties. Tikslumas idealiomis sąlygomis yra 5-10 cm, tačiau galutinio tikslumo pasiekimas gali užtrukti nuo kelių iki keliolikos minučių.

Realaus laiko kinematinė (RTK)

RTK (angl. Real-Time Kinematic), dar žinoma kaip nešiklio fazių skirtumo technologija, yra naujas įprastas GPS matavimo metodas, galintis realiuoju laiku lauke gauti centimetro lygio padėties nustatymo tikslumą. Ji realiuoju laiku pateikia trimačių stebėjimo taškų koordinates ir pasiekia aukštą tikslumą centimetrais.

RTK technologija remiasi bazinės stoties ir abonentinės stoties nešiklio fazės apdorojimu realiuoju laiku. Bazinė stotis realiuoju laiku perduoda savo nešiklio stebėjimo ir stoties koordinačių informaciją abonento stotims per duomenų perdavimo liniją. Abonento stotis priima GPS palydovo nešiklio fazę ir nešiklio fazę iš bazinės stoties, suformuoja fazių skirtumų stebėjimus realiuoju laiku, kurie suteikia centimetro lygio padėties nustatymo rezultatus.

RTK pritaikymas:

• Įvairus valdymas ir matavimas: Leidžia žinoti padėties nustatymo tikslumą realiuoju laiku, žymiai pagerinant lauko operacijų efektyvumą geodeziniuose ir inžineriniuose matavimuose.
• Topografiniai žemėlapiai: Vienas asmuo gali atlikti topografinius matavimus, įvesdamas elementų kodus ir stebėdamas tikslumą realiuoju laiku. Tai taupo laiką ir žymiai pagerina darbo efektyvumą.
• Nužymėjimas (Stakeout): Leidžia tiksliai ir greitai rasti bei nužymėti projektinius taškus lauke, įvedus jų koordinates į elektroninį vadovą.
• Dronai: RTK taikymas pramoniniuose dronuose užtikrina centimetro lygio padėties nustatymo tikslumą, ypač svarbų žemės ūkyje, logistikoje, saugumo ir apžvalgos darbuose.

Kitos pasaulinės navigacijos palydovinės sistemos (GNSS)

Be GPS, egzistuoja ir kitos pasaulinės palydovinės navigacijos sistemos (GNSS - angl. Global navigation satellite system):

• GLONASS (Rusija): Rusų navigacijos sistema, pradėta kurti dar 1976 metais. Ji veikia panašiai kaip amerikiečių GPS ir taip pat buvo skirta kariniams tikslams. GLONASS kartais veikia geriau kai kuriuose šiauriniuose regionuose.
• Galileo (Europos Sąjunga): Europos Sąjungos kuriama navigacijos sistema, skirta sumažinti priklausomybę nuo amerikietiškojo GPS ryšio ir padidinti tikslumą. Galileo sistema kurta civilių poreikiams.
• BeiDou (Compass) (Kinija): Kinijos kuriama navigacijos sistema, turinti veikti visame pasaulyje ir naudojanti 35 kosminius Žemės palydovus.

Japonijos QZSS (angl. Quasi-Zenith Satellite System) ir Indijos IRNSS (angl. Indian Regional Navigation Satellite System) yra regioninės, o ne pasaulinės, vietos nustatymo sistemos. Idealiu atveju galima naudotis iškart visomis keturiomis GNSS, siekiant padidinti tikslumą ir patikimumą, ypač sudėtingomis sąlygomis.

GPS istorija ir evoliucija

GPS sistemos idėja kilo po 1957 m. „Sputnik“ stebėjimų ir suvokimo, kaip, žinant palydovo orbitą ir analizuojant signalą, galima nustatyti padėtį Žemėje. Mokslininkai, stebėdami „Sputnik“ siunčiamą radijo signalą ir žinodami jo orbitos duomenis, pastebėjo, kad analizuojant Doplerio dažnio pokyčius galima ne tik nuspėti, kada ir kur palydovas bus matomas, bet ir apskaičiuoti stebėtojo padėtį Žemėje. Ši koncepcija tapo pagrindu vėlesnėms palydovinės navigacijos sistemoms.

Sistema buvo sukurta 1960 m. ir iš pradžių buvo naudojama kariniams tikslams. 1996 m. balandžio 1 d. JAV prezidentas Bill Clinton išleido direktyvą, kuri padarė aukštos kokybės GPS signalą prieinamą kasdieniams naudotojams, taip atverdama kelią plačiam pritaikymui ir inovacijoms. Nuo tada GPS tapo nepakeičiama priemone tiek karinėms, tiek civilinėms reikmėms.

GPS automobiliuose

Pirmasis GPS imtuvas 1990 m. buvo integruotas į automobilį „Mazda Eunos Cosmo“ ir iš esmės pakeitė navigaciją kelyje. Be to, jame buvo įmontuotas jutiklinis ekranas, pavadintas „automobilio komunikacijos sistema“, kuriuo buvo galima valdyti ne tik navigaciją, bet ir radiją, oro kondicionierių, pasirinktinai mobilųjį telefoną ir net televizoriaus imtuvą. Automobilis buvo parduodamas tik Japonijoje, tačiau GPS imtuvai masiškai į automobilius pradėti montuoti XXI amžiaus pradžioje.

Holivudo indėlis į GNSS

Hedy Lamarr, žymi Holivudo aktorė, yra netiesiogiai susijusi su GNSS (palydovine navigacija) per savo išradimą - dažninio šuolio (angl. frequency hopping) technologiją. 1941 m. kartu su kompozitoriumi George Antheil ji patentavo radijo signalo dažnio kaitos metodą, kuris padeda apsaugoti belaidžio ryšio signalus nuo perėmimo ir trukdžių. Ši technologija vėliau tapo svarbiu pagrindu kuriant plačiajuosčio ryšio bei saugaus duomenų perdavimo sistemas, tarp jų ir šiuolaikines palydovinės navigacijos (GPS bei kitų GNSS) sistemas, kurios naudoja panašius išsklaidytųjų dažnių ir kodinio dalijimosi (CDMA) principus. Dėl to GNSS signalai yra atsparesni trikdžiams ir saugesni.

Kiti GPS panaudojimo būdai

GPS padeda atlikti kasdienius dalykus, apie kuriuos dauguma žmonių net nenutuokia. Ši technologija padeda išlaikyti svarbios infrastruktūros patikimumą ir efektyvumą, pavyzdžiui, sinchronizuoti elektros tinklų laiką. Nuo išmaniųjų namų iki išmaniųjų miestų - GPS yra pagrindas, užtikrinantis sklandų šiuolaikinio pasaulio veikimą. GPS naudojama žemdirbystėje, geodeziniuose matavimuose, tolimųjų reisų vairuotojų darbe.

Buvimo vietos dalijimasis ir sekimas

Turėdami išmanųjį telefoną, galime rodyti savo buvimo vietą draugams ar šeimos nariams. Jei jie taip pat dalijasi tokia informacija, galime visada stebėti, kur yra mūsų draugai, šeimos nariai, bendradarbiai. Tai leidžia dalytis savo buvimo vieta su pasirinktais žmonėmis.

Mobilieji telefonai leidžia sekti savo artimuosius, pavyzdžiui, vaikus, sutuoktinį ar darbuotoją. Tačiau tokiam sekimui būtinas sekamojo asmens sutikimas, ir ši paslauga paprastai yra mokama.

Jei norime dar tiksliau žinoti savo vaiko, sutuoktinio ar pavaldinio vietą, galime įsigyti vadinamąją GPS „blakę“ (angl. GPS „Tracker“). Šie įrenginiai paprastai būna labai nedideli ir turi lizdą mobiliojo ryšio kortelei. Išsiuntus SMS žinutę į įrenginį, gaunamas atsakymas su koordinatėmis arba nuoroda į vietą žemėlapyje. GPS „blakės“ montuojamos ir į automobilius.

Veiksniai, veikiantys GPS signalą ir tikslumą

Vartotojo koordinačių nustatymo kokybė priklauso nuo GPS transliuojamos informacijos tikslumo, signalo priėmimo sąlygų bei GPS imtuvo kokybės.

Signalo iškraipymai ir trukdžiai

• Atmosferos įtaka: Trikdžiai atmosferos sluoksniuose (jonosferoje, troposferoje) gali iškraipyti signalą. Dviejų dažnių imtuvai efektyviau kompensuoja jonosferos delsą.
• Aplinkos objektai: Aukšti objektai šalia imtuvo (kalnai, tankus miškas, pastatai, tuneliai) gali užstoti GPS palydovų signalus. Normaliam darbui GPS imtuvas turi „matyti“ bent 3 palydovus.
• Sniegas ir ledas: Susikaupę ant GPS imtuvo išorinės priėmimo antenos gali gerokai pabloginti ar visai nutraukti palydovų signalų priėmimą.
• Elektros perdavimo linijos: Nors elektros tinklo dažnis yra žemas, stiprių magnetinių laukų energija, generuojama kompiuterių ir kitų šaltinių, gali paveikti GPS priėmimą, ypač DGPS korekcinių signalų.
• Perkūnija ir žaibai: Žaibo iškrova visai greta gali sugadinti GPS imtuvą. Dideli žaibų sukeliami elektromagnetiniai bangų trukdymai gali apsunkinti DGPS signalų priėmimą. Tačiau signalų priėmimo iš GPS palydovų kokybei žaibavimas didelės įtakos neturi.

Klastojimai ir trikdžiai (Jamming ir Spoofing)

Nuo 2018 m. prasidėjo navigacinių signalų trikdymai ir klastojimai (angl. jamming and spoofing). 1 kW galios trikdžių siųstuvas (GPS jammer) gali sukelti reikšmingus GPS signalų trikdžius ir sumažinti vietovės nustatymo tikslumą dideliame plote. GPS signalai yra labai silpni, todėl palyginti nedidelė trikdžių galia gali juos užgožti dideliame atstume (net iki ~50 km spinduliu). Svarbu pažymėti, kad GPS trikdymas yra neteisėtas daugelyje šalių ir sukelia pavojų saugiam navigavimui, aviacijai, laivybai bei kritinėms tarnyboms.

Civiliniai ir kariniai signalai

GPS perduoda dviejų rūšių informaciją: standartinę (angl. Standard Positioning Service - SPS) visiems vartotojams ir tikslią (angl. Precise Positioning Service - PPS) tik kai kuriems vartotojams (pvz., kariškiams ar specialiosioms tarnyboms). Šis dviejų signalų pajėgumas užtikrina, kad svarbiausioms karinėms operacijoms būtų užtikrintas aukščiausio lygio tikslumas ir saugumas. Civilinių GPS imtuvų įprastas tikslumas yra apie 3-5 m, kariškiams ar specialiosioms tarnyboms - 0,1-0,5 m.

Koordinačių tikslumas ir matmenys

Tam, kad nustatyti 3D koordinates erdvėje (ilgumą, platumą ir aukštį virš jūros lygio) reikia priimti signalus mažiausiai iš keturių skirtingų palydovų vienu metu. Tais atvejais, kai imtuvas apskaičiuoja tik 2D koordinates (tik ilgumą ir platumą), vartotojas turi pats įvesti į imtuvą savo esamą aukštį virš jūros lygio. Jeigu šis parametras bus įvestas neteisingai, o nustatomos yra tik 2D koordinatės, vietovės nustatymo rezultatai bus netikslūs. 2D koordinačių nustatymo paklaida paprastai maždaug 2-5 kartus viršija vertikalios dedamosios (aukščio) paklaidą.

Palydovų atnaujinimas

Naujai paleidžiami NAVSTAR serijos palydovai skirti pakeisti senus, sugedusius ar jau pasibaigusių resursų palydovus, o ne iš esmės didinti GPS sistemos tikslumą. Naujausias trečios kartos GPS palydovas, pavadintas „Katherine Johnson“, yra keliamas į kosmosą, siekiant užtikrinti tikslias ir atsparias padėties nustatymo, navigacijos ir laiko nustatymo (PNT) galimybes tiek civiliniams, tiek kariniams naudotojams.

tags: #navigacijos #modulis #gps