Přesnost GPS navigace: 5+1 faktorů, které na ni mají vliv

Kategorie
Autor
Přesnost GPS navigace: 5+1 faktorů, které na ni mají vliv

Ačkoliv lze signál z GPS družic přijímat na celé zeměkouli, polohu přijímače není vždy možné určit se stejnou přesností. Nejlepších výsledků dosahuje GPS navigace na volných prostranstvích, jakými jsou moře či poušť, a nejméně přesná je naopak ve městě nebo v lese. Faktorů, které přispívají k chybám při určování polohy pomocí systému GPS, je hned několik, a proto je důležité považovat výsledek měření vždy jen za odhad s omezenou přesností.

Mezi hlavní faktory, které v daném okamžiku ovlivňují přesnost GPS navigace, patří:

Změna signálu při průchodu atmosférou

GPS signál putuje na Zemi z družic, které jsou umístěné přibližně ve výšce 20 200 km. Do cíle však nedorazí nejkratší přímou cestou, protože se jeho trajektorie ohýbá a láme kvůli přítomnosti zemské atmosféry. Ovlivnění signálu průchodem atmosférou lze eliminovat jeho současným vysíláním na dvou frekvencích a pomocí korekčních výpočtů.

Dostupnost signálu z družic

Protože GPS signály urazí během své cesty z oběžné dráhy Země velkou vzdálenost, mají při dopadu na zemský povrch malou intenzitu. Pro přijímače je proto obtížné tento slabý signál zachytit v místech bez přímého výhledu na oblohu, například uvnitř budov nebo v hustém lese.

Členitost terénu

V ideálním případě dostává přijímač signál od co největšího počtu družic, jež jsou rovnoměrně rozmístěné po celé obloze. To mu umožňuje určit polohu s velkou přesností, protože ji nejdříve propočítá na základě dat z různých kombinací družic a ke konečnému výsledku se dostane zprůměrováním jednotlivých variant. Problém však nastává ve velmi členitém terénu nebo v blízkosti překážek, jako jsou vysoké domy, mosty či stromy. V takovém případě se k přijímači dostane pouze signál od malého počtu družic, což vede k méně přesnému určení jeho polohy.

Odraz signálu

Kromě GPS signálů, přicházejících přímo z družic, dorazí do přijímače i signály odražené od fasád či kovových střech budov a dalších objektů. Protože k němu odražený signál putoval delší dobu, než kdyby dorazil přímou cestou z družice, dojde přijímač k mylnému závěru, že se od něj družice nachází dál než ve skutečnosti je. Aby byla tato nahodilá chyba v určení polohy co nejmenší, jsou dnes přijímače vybaveny moderními anténami, které dokážou většinu odražených signálů rozpoznat.

Stav družic

Zdrojem kvalitního signálu mohou být pouze perfektně fungující GPS satelity. Aby při určování polohy nebyly brány v úvahu informace z družic, které jsou poškozené, nefunkční nebo v údržbě, vysílá každá družice detailní informace o svém aktuálním technickém stavu.

Přesnost navigace ovlivňuje i typ GPS přijímače

Zatímco prvních pět faktorů, na kterých závisí přesnost GPS navigace, nemůžete nijak ovlivnit, ten poslední máte doslova ve svých rukou. Výsledná přesnost v určování polohy se totiž odvíjí i od použité metody měření a parametrů přijímače GPS signálu. Zatímco nejpřesnější geodetické přístroje pracují za ideálních podmínek s přesností až několik milimetrů, standardní komerční přístroje dokážou určit polohu s přesností kolem 5 až 15 metrů, což je dostačující pro navigaci v autě, turistiku či firemní geolokační hry.