Systematické chyby a jejich eliminace

Měřené veličiny GPS Podstata metod pro určení polohy s GPS

Kromě náhodných chyb lze rozlišit celou řadu systematických, jejichž odstranění přispívá ke zvýšení přesnosti určování polohy.

Vytváření diferencí

Princip diferenci je v tom, že se nesnažíme o měření absolutní polohy, ale o určení polohy relativní, vztažené obyčejně k bodu jehož souřadnice známe (vlícovací bod). Diference můžeme v zásadě získat třemi způsoby:

  1. rozdíly v pozorování jedné družice více přístroji (s tím, že body od sebe nejsou příliš vzdáleny)
  2. jedním přijímačem se sleduje vyšší počet družic (5 a více družic)
  3. měření polohy se několikrát opakuje (v kratkém časovém intervalu)

Diferecniální měření s výhodou eliminují atmosférické chyby. Jsou-li body blízko sebe (polohově, či časově), tak signál musí procházet takřka identickou částí atmosféry, což sice neumožňuje přesné zjištění polohy absolutní, ale můžeme s velkou přesností určit rozdíly v poloze mezi dvěma body.

základní způsoby diferenciálního GPS

Atmosférické efekty

Signál je rušen zejména ve dvou vrstvách atmosféry - Ionosféra (obsahuje volné ionty - je elektricky aktivní) a Troposféra

ionosférická refrakce

Je zavíslá na hustotě elektronů v jednotce objemu. Její vliv je kvantifikovám v rozmezí 0,15-0,5m. Efektivní způsob jak inosférickou refrakci odstranit je difeneciální měření, protože hustota elektronů v ionosféře se mění kontinuálně a pro dva blízké body má takřka neměnou hodnotu.

troposférická refrakce

Troposférická refrakce se ovlivňována změnami atm.tlaku, vlhkosti a teploty. Vzorce pro modelování tropos.refrakce byly získány empiricky, mezi nejpoužívanější patří vzorec Saastamoinenův apod. Také vliv troposférické refrakce se odstraní pomocí diferenciálního měření.

Relativistické efekty

Vycházejí ze vztahů teorie relativity, v praxy však mají oproti jiným chybám menší význam s jednou vyjímkou. Významným prvkem ovlivňujícím přesnost je Dopplerovský efekt, který mění v závislosti na rychlosti frekvenci elmag. vlnění.

Dopplerovský efekt působící změnu frekvence GPS
f´= f / (1-v2/c2)1/2
kde:
f´ nová frekvence
f původní frekvence
v vzájemná rychlost přijímač-družice

Rychlost vysílače vůči přijímači (čím vetší bude vektor vzájemné rychlosti, tím větší vliv to bude mít na změnu frekvence)