Miks GPS valetab

GPS tööpõhimõteGPS’i tööpõhimõtteks on satelliidilt saabuva raadiosignaali vastuvõtjani jõudmiseks kuluva aja mõõtmine. Kulunud aja järgi arvutatakse vastuvõtja asukoht ruumis. 2D positsiooni saamiseks piisab, kui signaali saadakse kolmelt satelliidilt. 3D positsioon nõuab vähemalt nelja satelliidi signaali.

Iga satelliit edastab teate saatmise aega, satelliidi enda täpseid orbiidi andmeid (efemeriidid) ja üldist süsteemi seisundit ning kõigi teiste satelliitide umbkaudseid orbiite (almanahh).

GPS täpsuseks on tänapäeval 3 - 5 meetrit. Miks GPS täpsem ei ole?

Satelliitide kella vead: 1 - 2m
Satelliitide orbiitide vead: 1 - 3m
Ionosfääri viga: 1 - 7m
Troposfääri viga: 2 - 3m
Mitmeteelisuse vead: 0.5 - 1.5m
Vastuvõtja müra: 0.2 - 0.35m

Kust tulevad GPS vead?

Satelliitide kella vead - kuna raadiolaine liigub kiirusega 300 000 km/sek, siis põhjustab 0.00001 sekundiline kella viga 3 km vea positsioonis. Ehkki satelliitides kasutatakse ülitäpseid aatomikellasid, ei ole isegi need absoluutselt täpsed.

Satelliitide orbiitide vead - Kuna satelliitide asukoht on kõigi arvutuste aluseks, on nende täpsus ülima tähtsusega aga et tegemist on reaalse elu, mitte laboritingimustega, kalduvad satelliidid oma ettemääratud orbiitidelt kõrvale.

Ionosfäär ja troposfäärIonosfääri ja troposfääri viga - Satelliidilt saabuv signaal läbib enne vastuvõtja antennini jõudmist palju erinevaid keskkondi ja see tekitab samuti vigu. Päikese aktiivsusest põhjustatud ionosfääri häired, veeaur, jne võivad kõik põhjustada signaali liikumise kiiruse muutust ning selle kaudu ka positsioneerimise viga. Madalal horisondi kohal olevate satelliitide signaali mõjutavad ionosfäär ja troposfäär rohkem kui kõrgemal olevaid satelliite sest madalate satelliitide signaali teekond läbi ionosfääri ja troposfääri on pikem.

MultipathMitmeteelisuse (i.k. multipath) vead - Niisugust nähtust, signaal jõuab vastuvõtjasse ehitise, veekogu, jne “peegeldusest“, mitte otse satelliidilt, nimetatakse mitmeteelisuseks. Käsivastuvõtjad ja autonavigaatorid ei ole erinevalt geodeetilistest vastuvõtjatest selle vastu kaitstud. Pealegi, auto armatuurlaual olev vastuvõtja ei saa mitte ühegi satelliidi signaali otse vaid ikka läbi auto kere või klaasi.

Vastuvõtja müra - Viga põhjustavad vastuvõtja enda sisene elektrooniline müra ning kella ebatäpsus.

Sildid , , ,
4 comments on “Miks GPS valetab
  1. Helen ütleb:

    Tervist.

    Tõlkisin GPS artikli vikipeedias ingliskeelest eestikeelde.
    Tekkis küsimus ionosfääri pildi kohta. Väga tahaks seda pilti artiklis kasutada, kuid vaja oleks autoriõiguse luba seda kopeerida.
    Pildi leidsin siit blogist. Kas tohin seda pilti vikipeedias kasutada?

    Ette tänades,
    Helen

  2. Aarne ütleb:

    Tohib.

  3. andromeda ütleb:

    Sisu on õige, kuid raadiolaine levib siiski kiirusega 300000 km/s.

  4. Aarne ütleb:

    Tänan, parandasin vea ära.

Kommenteeri: