rumah > Windows 10 > Keakuratan penentuan koordinat pada navigasi GPS dan penyebab kesalahan GPS. B. navigasi (gps, GLONASS, dll) di smartphone dan tablet. sumber kesalahan. metode pengujian akurasi GPS dibandingkan dengan Glonass


Keakuratan penentuan koordinat pada navigasi GPS dan penyebab kesalahan GPS. B. navigasi (gps, GLONASS, dll) di smartphone dan tablet. sumber kesalahan. metode pengujian akurasi GPS dibandingkan dengan Glonass




Sistem GLONASS adalah sistem navigasi terbesar yang memungkinkan Anda melacak lokasi berbagai objek. Proyek yang diluncurkan pada tahun 1982 ini masih aktif berkembang dan ditingkatkan. Selain itu, pekerjaan sedang dilakukan baik pada dukungan teknis GLONASS maupun pada infrastruktur yang memungkinkan lebih banyak orang untuk menggunakan sistem ini. Jadi, jika pada tahun-tahun pertama keberadaan kompleks ini, navigasi melalui satelit terutama digunakan untuk memecahkan masalah militer, saat ini GLONASS adalah alat penentuan posisi teknologi yang telah menjadi suatu keharusan dalam kehidupan jutaan pengguna sipil.

Sistem Navigasi Satelit Global

Karena kompleksitas teknologi penentuan posisi satelit global, saat ini hanya dua sistem yang sepenuhnya sesuai dengan nama ini - GLONASS dan GPS. Yang pertama adalah Rusia, dan yang kedua adalah buah dari pengembang Amerika. Dari sudut pandang teknis, GLONASS adalah kompleks perangkat keras khusus yang terletak di orbit dan di darat.

Untuk berkomunikasi dengan satelit, sensor dan penerima khusus digunakan untuk membaca sinyal dan menghasilkan data lokasi berdasarkan sinyal tersebut. Untuk menghitung parameter waktu, digunakan parameter khusus yang digunakan untuk menentukan posisi suatu benda, dengan mempertimbangkan siaran dan pemrosesan gelombang radio. Mengurangi kesalahan memungkinkan penghitungan parameter posisi yang lebih andal.

Fitur navigasi satelit

Rentang tugas sistem navigasi satelit global termasuk menentukan lokasi pasti objek-objek terestrial. Selain lokasi geografis, sistem satelit navigasi global memungkinkan Anda memperhitungkan waktu, rute, kecepatan, dan parameter lainnya. Tugas-tugas ini dilaksanakan melalui satelit yang terletak di berbagai titik di atas permukaan bumi.

Penggunaan navigasi global tidak terbatas pada industri transportasi. Satelit membantu dalam operasi pencarian dan penyelamatan, pekerjaan geodesi dan konstruksi, dan koordinasi serta pemeliharaan stasiun dan kendaraan luar angkasa lainnya juga penting. Industri militer juga tidak dibiarkan tanpa dukungan sistem untuk tujuan serupa, yang menyediakan sinyal aman yang dirancang khusus untuk peralatan resmi Kementerian Pertahanan.

sistem GLONASS

Sistem ini mulai beroperasi penuh hanya pada tahun 2010, meskipun upaya untuk menjadikan kompleks tersebut beroperasi secara aktif telah dilakukan sejak tahun 1995. Masalahnya sebagian besar terkait dengan rendahnya daya tahan satelit yang digunakan.

Saat ini, GLONASS terdiri dari 24 satelit yang beroperasi di berbagai titik orbit. Secara umum, infrastruktur navigasi dapat diwakili oleh tiga komponen: kompleks kendali (menyediakan kendali grup di orbit), serta peralatan navigasi pengguna.

24 satelit yang masing-masing memiliki ketinggian konstan, dibagi menjadi beberapa kategori. Ada 12 satelit untuk setiap belahan bumi. Melalui orbit satelit, sebuah jaringan terbentuk di atas permukaan bumi, melalui sinyal-sinyal yang koordinatnya ditentukan secara tepat. Selain itu satelit GLONASS juga mempunyai beberapa fasilitas backup. Mereka juga berada pada orbitnya masing-masing dan tidak menganggur. Tugas mereka termasuk memperluas jangkauan di wilayah tertentu dan mengganti satelit yang rusak.

sistem GPS

Analog Amerika dari GLONASS adalah sistem GPS, yang juga mulai bekerja pada tahun 1980-an, tetapi baru sejak tahun 2000 keakuratan penentuan koordinat memungkinkannya tersebar luas di kalangan konsumen. Saat ini, satelit GPS menjamin akurasi hingga 2-3 m. Keterlambatan pengembangan kemampuan navigasi telah lama disebabkan oleh keterbatasan penentuan posisi buatan. Namun demikian, penghapusannya memungkinkan penentuan koordinat dengan akurasi maksimum. Bahkan ketika disinkronkan dengan receiver mini, hasil yang sesuai dengan GLONASS dapat dicapai.

Perbedaan antara GLONASS dan GPS

Ada beberapa perbedaan antara sistem navigasi. Secara khusus, terdapat perbedaan sifat susunan dan pergerakan satelit dalam orbitnya. Di kompleks GLONASS, mereka bergerak di tiga bidang (masing-masing delapan satelit), dan sistem GPS menyediakan pekerjaan di enam bidang (sekitar empat per pesawat). Dengan demikian, sistem Rusia memberikan cakupan wilayah daratan yang lebih luas, yang tercermin dalam akurasi yang lebih tinggi. Namun, dalam praktiknya, “masa pakai” satelit domestik yang berumur pendek tidak memungkinkan penggunaan potensi penuh dari sistem GLONASS. GPS, pada gilirannya, mempertahankan akurasi yang tinggi karena jumlah satelit yang berlebihan. Namun demikian, kompleks Rusia secara teratur memperkenalkan satelit baru, baik untuk penggunaan yang ditargetkan maupun sebagai dukungan cadangan.

Metode pengkodean sinyal yang berbeda juga digunakan - Amerika menggunakan kode CDMA, dan GLONASS menggunakan FDMA. Saat penerima menghitung data posisi, sistem satelit Rusia menyediakan model yang lebih kompleks. Akibatnya, penggunaan GLONASS memerlukan konsumsi energi yang tinggi, yang tercermin dari dimensi perangkatnya.

Apa yang dimungkinkan oleh kemampuan GLONASS?

Di antara tugas dasar sistem ini adalah menentukan koordinat suatu objek yang mampu berinteraksi dengan GLONASS. GPS dalam pengertian ini melakukan tugas serupa. Secara khusus, parameter pergerakan benda darat, laut dan udara dihitung. Dalam beberapa detik, kendaraan yang dilengkapi navigator yang sesuai dapat menghitung karakteristik pergerakannya sendiri.

Pada saat yang sama, penggunaan navigasi global telah menjadi keharusan bagi kategori transportasi tertentu. Jika pada tahun 2000an maraknya positioning satelit yang berkaitan dengan penguasaan objek strategis tertentu, saat ini receiver sudah dilengkapi dengan kapal laut, pesawat terbang, angkutan umum, dll. Dalam waktu dekat, tidak menutup kemungkinan semua mobil pribadi wajib disediakan. dengan navigator GLONASS.

Perangkat apa yang berfungsi dengan GLONASS

Sistem ini mampu memberikan layanan global yang berkesinambungan kepada semua kategori konsumen tanpa kecuali, apapun kondisi iklim, wilayah dan waktu. Seperti layanan GPS, navigator GLONASS disediakan gratis dan di mana saja di dunia.

Perangkat yang dapat menerima sinyal satelit tidak hanya mencakup alat bantu navigasi dan penerima GPS, tetapi juga telepon seluler. Data lokasi, arah dan kecepatan pergerakan dikirim ke server khusus melalui jaringan operator GSM. Program GLONASS khusus dan berbagai aplikasi yang memproses peta membantu dalam menggunakan kemampuan navigasi satelit.

Penerima kombo

Perluasan wilayah navigasi satelit telah menyebabkan penggabungan kedua sistem dari sudut pandang konsumen. Dalam praktiknya, perangkat GLONASS sering kali dilengkapi dengan GPS dan sebaliknya, yang meningkatkan keakuratan parameter posisi dan waktu. Secara teknis, hal ini diwujudkan melalui dua sensor yang terintegrasi dalam satu navigator. Berdasarkan ide ini, diproduksi receiver gabungan yang bekerja secara bersamaan dengan GLONASS, sistem GPS, dan peralatan terkait.

Selain meningkatkan akurasi penentuan, simbiosis semacam itu memungkinkan pelacakan lokasi ketika satelit dari salah satu sistem tidak terdeteksi. Jumlah minimum objek orbit, yang “visibilitasnya” diperlukan agar navigator dapat beroperasi, adalah tiga unit. Jadi, jika, misalnya, program GLONASS tidak tersedia, satelit GPS akan membantu.

Sistem navigasi satelit lainnya

Uni Eropa, serta India dan Tiongkok, sedang mengembangkan proyek yang skalanya serupa dengan GLONASS dan GPS. berencana untuk menerapkan sistem Galileo yang terdiri dari 30 satelit, yang akan mencapai akurasi tak tertandingi. India berencana meluncurkan sistem IRNSS yang beroperasi melalui tujuh satelit. Kompleks navigasi berorientasi pada penggunaan domestik. Sistem Kompas dari pengembang China harus terdiri dari dua segmen. Yang pertama akan mencakup 5 satelit, dan yang kedua - 30. Oleh karena itu, penulis proyek membayangkan dua format layanan.

Teknologi navigasi satelit modern memberikan penentuan lokasi dengan akurasi sekitar 10-15 meter. Dalam kebanyakan kasus, ini sudah cukup, namun dalam beberapa kasus diperlukan lebih banyak: misalnya, drone otonom yang bergerak cukup cepat di atas permukaan bumi akan terasa tidak nyaman di awan dengan koordinat yang salah meterannya.

Untuk memperjelas data satelit, sistem diferensial dan teknologi RTK (kinematika waktu nyata) digunakan, namun hingga saat ini, perangkat tersebut mahal dan tidak praktis. Kemajuan terkini teknologi digital berupa mikrokomputer Intel Edison telah membantu mengatasi masalah tersebut. Jadi, temuilah: Reach - penerima GPS kompak dan presisi tinggi pertama, sangat terjangkau, dan, terlebih lagi, dikembangkan di Rusia.

Pertama, mari kita bahas sedikit tentang teknologi diferensial yang memungkinkan Reach mencapai hasil setinggi itu. Mereka terkenal dan diterapkan secara luas. Sistem navigasi diferensial (DNSS) meningkatkan akurasi lokasi dan kecepatan pengguna seluler dengan menyediakan data pengukuran atau informasi koreksi dari satu atau lebih stasiun pangkalan.

Koordinat setiap stasiun pangkalan diketahui dengan akurasi tinggi, sehingga pengukuran stasiun berfungsi untuk mengkalibrasi data dari penerima terdekat. Penerima dapat menghitung jarak teoritis dan waktu propagasi sinyal antara dirinya dan masing-masing satelit. Jika nilai teoritis ini dibandingkan dengan data observasi, perbedaannya menunjukkan kesalahan pada sinyal yang diterima. Informasi koreksi (data RTCM) diperoleh dari perbedaan tersebut.


Keakuratan penentuan koordinat menggunakan Reach. Perhatikan skalanya.

Informasi korektif dapat diperoleh perangkat Reach dari dua sumber. Pertama, dari jaringan publik stasiun pangkalan melalui Internet menggunakan protokol NTRIP (Networked Transport of RTCM via Internet Protocol), yang mengimplementasikan ide yang dijelaskan di atas dalam kaitannya dengan jaringan komputer global. Kedua, dengan bantuan Jangkauan kedua, yang menempati posisi diam di dekat Jangkauan pertama dan dengan demikian merupakan stasiun pangkalan dalam hal DNSS. Opsi kedua lebih disukai (akurasi DNSS turun secara signifikan seiring bertambahnya jarak antara receiver dan BS) - bukan suatu kebetulan bahwa sebagai bagian dari kampanye crowdfunding di situs web Indiegogo, pembuat Reach menawarkan posisi pertama untuk membeli satu set dua perangkat.

Spesifikasi perangkat ditunjukkan pada tabel di bawah ini. Seperti yang Anda lihat, perangkat keras terdiri dari 3 bagian: komputer Intel Edison yang menjalankan OS Linux dan perangkat lunak RTK RTKLIB; Penerima GPS U-blox NEO-M8T dan antena Tallysman TW4721. Harap dicatat bahwa receiver ini mendukung semua sistem satelit yang ada: GPS, GLONASS, Beidou dan QZSS. Seluruh rangkaian komponen perangkat lunak dan perangkat keras ini memberikan akurasi penentuan koordinat yang mengesankan: hingga 2 cm!
Siapa yang dapat menggunakan alat seperti itu? Seperti disebutkan di atas, pencipta berbagai robotika seluler, otonom dan tidak; dan, mengingat biayanya yang rendah (pre-order $545 untuk set ganda dan $285 untuk satu set), ini akan menarik tidak hanya bagi para profesional, tetapi juga bagi para penggemar. Selanjutnya, penyusun berbagai macam peta, sekali lagi, termasuk amatir. Ya, hanya para nerd yang ingin mengetahui lokasinya hingga sentimeter.

Pencipta Reach, perusahaan Emlid, tampil sukses di situs indiegogo: dalam waktu kurang dari sebulan, hampir dua kali lipat jumlah yang diminta terkumpul. Artinya proyek tersebut pasti akan terlaksana. Anda masih punya waktu untuk melakukan pemesanan di muka dan menjadi orang pertama yang menerima perangkat navigasi yang benar-benar baru. Distribusi barang dijadwalkan pada bulan Juli.

Kesalahan khusus

Penyebab utama kesalahan data GPS sudah tidak menjadi masalah lagi. Pada tanggal 2 Mei 2000, pukul 5:05 pagi (MEZ), apa yang disebut Special Error (SA) dimatikan. Kesalahan khusus adalah pemalsuan waktu secara artifisial dalam sinyal L1 yang ditransmisikan oleh satelit. Untuk penerima GPS sipil, kesalahan ini menyebabkan penentuan koordinat menjadi kurang akurat. (kesalahan sekitar 50 m dalam beberapa menit).

Selain itu, data yang diterima kurang akurat, sehingga posisi satelit yang dikirimkan tidak tepat. Jadi, dalam beberapa jam, terdapat ketidakakuratan sebesar 50-150 m pada data posisi. Pada masa ketika kesalahan khusus aktif, perangkat GPS sipil memiliki ketidakakuratan sekitar 10 meter, dan saat ini menjadi 20 atau biasanya bahkan kurang. . Menonaktifkan kesalahan pengambilan sampel terutama meningkatkan keakuratan data ketinggian.

Alasan kesalahan khusus ini adalah keamanan. Misalnya, teroris tidak boleh mendeteksi lokasi konstruksi penting dengan menggunakan senjata yang dikendalikan dari jarak jauh. Selama Perang Teluk pertama pada tahun 1990, kesalahan khusus ini dinonaktifkan sebagian karena... Pasukan Amerika kekurangan penerima GPS militer. 10.000 perangkat GPS sipil (Magellan dan Trimble) dibeli, yang memungkinkan navigasi di medan gurun secara bebas dan akurat. Kesalahan khusus ini telah dinonaktifkan karena meluasnya penggunaan sistem GPS di seluruh dunia. Dua grafik berikutnya menunjukkan bagaimana keakuratan penentuan koordinat berubah setelah kesalahan khusus dimatikan. Panjang batas diagram adalah 200 meter, data diperoleh pada tanggal 1 Mei 2000 dan 3 Mei 2000, dalam jangka waktu masing-masing 24 jam. Sementara koordinat dengan kesalahan khusus berada dalam radius 45 meter, tanpa itu, 95 persen seluruh titik berada dalam radius 6,3 meter.

"Geometri satelit"

Faktor lain yang mempengaruhi keakuratan penentuan koordinat adalah “geometri satelit”. Geometri satelit menggambarkan posisi satelit relatif satu sama lain dari sudut pandang penerima.

Jika penerima melihat 4 satelit dan semuanya berlokasi, misalnya di barat laut, maka ini akan menyebabkan geometri “buruk”. Dalam kasus terburuk, deteksi lokasi tidak mungkin dilakukan jika semua jarak yang terdeteksi mengarah ke arah yang sama. Kalaupun lokasinya dikenali, kesalahannya bisa mencapai 100 - 150 m. Jika 4 satelit ini tersebar dengan baik di seluruh angkasa, maka keakuratan lokasi yang ditentukan akan jauh lebih tinggi. Misalkan satelit-satelit tersebut terletak di utara, timur, selatan dan barat, membentuk sudut 90 derajat terhadap satu sama lain. Dalam hal ini, jarak dapat diukur dalam empat arah berbeda, yang mencirikan geometri satelit yang “baik”.

Jika dua satelit berada pada posisi terbaik relatif terhadap penerima, maka sudut antara penerima dan satelit adalah 90 derajat. Waktu tempuh sinyal tidak dapat dipastikan secara pasti seperti yang telah dibahas sebelumnya. Oleh karena itu, kemungkinan posisi ditandai dengan lingkaran hitam. Titik potong (A) kedua lingkaran cukup kecil dan ditandai dengan bidang kotak berwarna biru, artinya koordinat yang ditentukan cukup akurat.

Jika satelit terletak hampir pada satu garis relatif terhadap penerima, maka, seperti yang Anda lihat, kita akan mendapatkan area garis bidik yang lebih besar, dan karenanya akurasinya lebih rendah.

Geometri satelit juga sangat bergantung pada tinggi mobil atau apakah Anda menggunakan instrumen di dalam mobil. Jika salah satu sinyal diblokir, satelit yang tersisa akan mencoba menentukan koordinatnya, jika memungkinkan. Hal ini sering terjadi pada bangunan ketika Anda berada dekat dengan jendela. Jika penentuan lokasi memungkinkan, dalam banyak kasus penentuan lokasi tidak akan akurat. Semakin banyak bagian langit yang terhalang oleh suatu benda, semakin sulit menentukan koordinatnya.

Kebanyakan penerima GPS tidak hanya menunjukkan jumlah satelit yang "tertangkap", tetapi juga posisinya di langit. Hal ini memungkinkan pengguna untuk menilai apakah satelit tertentu tertutup oleh suatu objek dan apakah data akan menjadi tidak akurat ketika bergerak hanya beberapa meter.

Produsen sebagian besar instrumen memberikan formulasinya sendiri mengenai keakuratan nilai yang diukur, yang terutama bergantung pada berbagai faktor. (yang enggan dibicarakan oleh pabrikan).

Nilai DOP (Dilution of Precision) terutama digunakan untuk menentukan kualitas geometri satelit. Bergantung pada faktor apa yang digunakan untuk menghitung nilai DOP, opsi berbeda dapat dilakukan:

  • PDB(Pengenceran Geometris Presisi); Akurasi lengkap; Koordinat dan waktu 3D
  • PDOP(Pengenceran Posisi Presisi); Akurasi posisi; Koordinat 3D
  • HDOP(Pengenceran Presisi Horisontal); Akurasi horizontal; Koordinat 2D
  • VDOP(Pengenceran Presisi Vertikal); Akurasi vertikal; tinggi
  • TDOP(Pengenceran Waktu Presisi); akurasi waktu; waktu

Nilai HDOP dibawah 4 berarti baik, diatas 8 buruk. Nilai HDOP menjadi lebih buruk jika satelit yang “tertangkap” berada tinggi di langit di atas receiver. Di sisi lain, nilai VDOP menjadi lebih buruk jika satelit berada tepat di atas cakrawala, dan nilai PDOP baik jika terdapat satelit tepat di atas dan tiga satelit lainnya tersebar di cakrawala. Untuk penentuan lokasi yang akurat, nilai GDOP tidak boleh kurang dari 5. Nilai PDOP, HDOP dan VDOP merupakan bagian dari data NMEA GPGSA.

Geometri satelit tidak menyebabkan kesalahan dalam penentuan posisi, yang dapat diukur dalam meter. Faktanya, nilai DOP memperkuat ketidakakuratan lainnya. Nilai DOP yang tinggi meningkatkan kesalahan lain lebih banyak daripada nilai DOP yang rendah.

Kesalahan yang terjadi dalam penentuan posisi akibat geometri satelit juga bergantung pada garis lintang dimana penerima berada. Hal ini ditunjukkan pada diagram di bawah ini. Diagram di sebelah kiri menunjukkan ketidakpastian ketinggian (kurva ditunjukkan dengan kesalahan khusus di awal) yang tercatat di Wuhan (Tiongkok). Wuhan terletak di 30,5° lintang utara dan merupakan tempat terbaik di mana konstelasi satelit selalu sempurna. Diagram di sebelah kanan menunjukkan interval rekaman yang sama yang diambil di Stasiun Kasei di Antartika (garis lintang 66,3°S). Karena konstelasi satelit yang kurang ideal pada garis lintang ini, kesalahan yang lebih parah terjadi dari waktu ke waktu. Selain itu, kesalahan terjadi karena pengaruh atmosfer - semakin dekat ke kutub, semakin besar kesalahannya.

Orbit satelit

Meskipun satelit berada pada orbit yang cukup jelas, sedikit penyimpangan dari orbit masih mungkin terjadi karena gravitasi. Matahari dan Bulan memiliki pengaruh yang kecil terhadap orbitnya. Data orbit terus-menerus disesuaikan dan dikoreksi serta secara teratur dikirim ke penerima dalam memori empiris. Oleh karena itu, berdampak pada akurasi penentuan lokasi cukup kecil dan bila terjadi kesalahan tidak lebih dari 2 meter.

Efek refleksi sinyal

Efeknya terjadi akibat pantulan sinyal satelit dari objek lain. Untuk sinyal GPS, efek ini terutama terjadi di sekitar bangunan besar atau objek lainnya. Sinyal yang dipantulkan membutuhkan waktu lebih lama untuk diselesaikan dibandingkan dengan sinyal langsung. Kesalahannya hanya beberapa meter.

Efek atmosfer

Sumber ketidakakuratan lainnya adalah penurunan kecepatan rambat sinyal di troposfer dan ionosfer. Kecepatan rambat sinyal di luar angkasa sama dengan kecepatan cahaya, namun di ionosfer dan troposfer lebih kecil. Di atmosfer pada ketinggian 80 - 400 km, energi matahari menghasilkan ion bermuatan positif dalam jumlah besar. Elektron dan ion terkonsentrasi di empat lapisan konduktif ionosfer (lapisan D-, E-, F1-, dan F2).
Lapisan ini membiaskan gelombang elektromagnetik yang berasal dari satelit, sehingga meningkatkan waktu tempuh sinyal. Pada dasarnya, kesalahan ini diperbaiki melalui tindakan komputasi penerima. Berbagai pilihan kecepatan saat melewati ionosfer untuk frekuensi rendah dan tinggi sudah diketahui untuk kondisi normal. Nilai-nilai ini digunakan saat menghitung koordinat lokasi. Namun, penerima sipil tidak dapat menyesuaikan diri terhadap perubahan transmisi sinyal yang tidak terduga, yang mungkin disebabkan oleh angin matahari yang kuat.

Diketahui bahwa selama perjalanan ionosfer, gelombang elektromagnetik melambat berbanding terbalik dengan luas frekuensinya (1/f2). Artinya gelombang elektromagnetik frekuensi rendah melambat lebih cepat dibandingkan gelombang elektromagnetik frekuensi tinggi. Jika sinyal frekuensi tinggi dan rendah yang mencapai penerima memungkinkan analisis perbedaan waktu kedatangannya, maka waktu perjalanan melalui ionosfer juga akan dihitung. Penerima GPS militer menggunakan sinyal dua frekuensi (L1 dan L2), yang berperilaku berbeda di ionosfer, dan ini menghilangkan kesalahan perhitungan lainnya.

Pengaruh troposfer menjadi alasan berikutnya mengapa waktu tempuh sinyal meningkat akibat pembiasan. Penyebab pembiasan adalah perbedaan konsentrasi uap air di troposfer, tergantung cuaca. Kesalahan ini memang tidak sebesar kesalahan yang terjadi saat melewati ionosfer, namun tidak dapat dihilangkan dengan perhitungan. Untuk memperbaiki kesalahan ini, koreksi perkiraan digunakan dalam perhitungan.

Dua grafik berikutnya menunjukkan kesalahan ionosfer. Data yang ditunjukkan di sebelah kiri diperoleh dengan penerima frekuensi tunggal, yang tidak dapat mengoreksi kesalahan ionosfer. Grafik di sebelah kanan diperoleh dengan penerima frekuensi ganda yang dapat mengoreksi kesalahan ionosfer. Kedua diagram memiliki skala yang kira-kira sama (Kiri: Lintang -15m hingga +10m, Bujur -10m hingga +20m. Kanan: Lintang -12m hingga +8m, Bujur -10m hingga +20m). Grafik kanan menunjukkan akurasi yang lebih tinggi.

Dengan menggunakan WAAS dan EGNOS Anda dapat mengatur "peta" kondisi cuaca di berbagai wilayah. Data yang dikoreksi dikirim ke penerima dan meningkatkan akurasi secara signifikan.

Ketidakakuratan jam dan kesalahan pembulatan

Meskipun waktu penerima telah sinkron dengan waktu satelit pada saat penentuan posisi, namun masih terdapat ketidakakuratan waktu yang menyebabkan kesalahan penentuan posisi sebesar 2m. Kesalahan komputasi pembulatan dan penerima memiliki kesalahan sekitar 1m.

Efek relativistik

Bagian ini tidak memberikan penjelasan lengkap mengenai teori relativitas. Dalam kehidupan sehari-hari, kita belum menyadari pentingnya teori relativitas. Namun, teori ini mempengaruhi banyak proses, termasuk berfungsinya sistem GPS. Pengaruh tersebut akan dijelaskan secara singkat di bawah ini.

Seperti yang kita ketahui, waktu adalah salah satu faktor utama dalam navigasi GPS dan harus sama dengan 20-30 nanodetik untuk memastikan akurasi yang diperlukan. Oleh karena itu, kecepatan satelit perlu diperhitungkan (kurang lebih 12.000 km/jam)

Siapa pun yang pernah mengenal teori relativitas pasti tahu bahwa waktu mengalir lebih lambat dengan kecepatan tinggi. Untuk satelit yang bergerak dengan kecepatan 3874 m/s, jamnya berjalan lebih lambat dibandingkan bumi. Waktu relativistik ini menghasilkan ketidakakuratan waktu sekitar 7,2 mikrodetik per hari (1 mikrodetik = 10-6 detik). Teori relativitas juga menyatakan bahwa waktu bergerak semakin lambat jika semakin kuat medan gravitasinya. Bagi pengamat di permukaan bumi, jam satelit akan berjalan lebih cepat (karena satelit berada 20.000 km lebih tinggi dan gaya gravitasinya lebih kecil daripada pengamat). Dan inilah alasan kedua dari efek ini, yang enam kali lebih kuat daripada ketidakakuratan yang disebutkan sebelumnya.

Secara umum, jam di satelit tampak bergerak sedikit lebih cepat. Deviasi waktu bagi seorang pengamat di Bumi adalah 38 mikrodetik per hari dan akan menghasilkan kesalahan total sebesar 10 km per hari. Untuk menghindari kesalahan ini tidak perlu terus-menerus melakukan penyesuaian. Frekuensi jam pada satelit ditetapkan ke 10,229999995453 MHz, bukan 10,23 MHz, tetapi data yang digunakan seolah-olah memiliki frekuensi standar 10,23 MHz. Trik ini memecahkan masalah efek relativistik untuk selamanya.

Namun ada efek relativistik lain yang tidak diperhitungkan saat menentukan lokasi menggunakan sistem GPS. Inilah yang disebut efek Sagnak dan disebabkan oleh fakta bahwa pengamat di permukaan bumi juga terus-menerus bergerak dengan kecepatan 500 m/s (kecepatan di ekuator) akibat rotasi planet. Namun pengaruh dari efek ini kecil dan penyesuaiannya sulit untuk dihitung, karena tergantung pada arah pergerakannya. Oleh karena itu, efek ini hanya diperhitungkan dalam kasus-kasus khusus.

Kesalahan sistem GPS ditunjukkan pada tabel berikut. Nilai parsial bukanlah nilai konstan, tetapi dapat berubah. Semua angka adalah nilai perkiraan.


Kuliah tentang anatomi perangkat selulerV. Navigasi (GPS, GLONASS, dll) di smartphone dan tablet. Sumber kesalahan. Metode pengujian.

Sampai saat ini, perangkat yang disebut “Navigator” dapat dibeli di rantai ritel. Fungsi utama perangkat ini sepenuhnya sesuai dengan namanya, dan biasanya berfungsi dengan baik.

Pada saat itu, satu-satunya sistem navigasi yang berfungsi normal di dunia adalah GPS Amerika (Global Positioning System), dan itu cukup untuk semua kebutuhan. Sebenarnya kata “navigasi” (navigator) dan GPS pada saat itu sama artinya.

Semuanya berubah ketika produsen PDA (komputer genggam), dan kemudian ponsel pintar dan tablet, mulai memasukkan dukungan navigasi ke dalam perangkat mereka. Secara fisik, itu diimplementasikan dalam bentuk penerima sinyal navigasi bawaan. Terkadang dukungan navigasi dapat ditemukan bahkan di telepon tombol-tekan.

Sejak saat itu, segalanya berubah. Navigator, sebagai perangkat terpisah, hampir menghilang dari produksi dan penjualan. Konsumen secara massal telah beralih menggunakan ponsel pintar dan tablet sebagai navigator.
Sementara itu, dua sistem navigasi lagi berhasil dioperasikan - GLONASS Rusia dan Beidou China (Beidou, BDS).

Namun bukan berarti kualitas navigasinya meningkat. Fungsi navigasi pada perangkat tersebut (smartphone dan tablet) tidak lagi menjadi yang utama, melainkan salah satu dari sekian banyak.

Akibatnya, banyak pengguna mulai menyadari bahwa tidak semua ponsel cerdas “sama bergunanya” untuk tujuan navigasi.

Di sinilah kita sampai pada masalah identifikasi sumber kesalahan navigasi, termasuk pertanyaan tentang peran ketidakjujuran produsen perangkat dalam hal ini. Sedih tapi benar.

Namun sebelum menyalahkan produsen atas segala dosa mereka, mari kita lihat dulu sumber kesalahan dalam navigasi. Karena produsen, seperti yang akan kita ketahui nanti, tidak harus disalahkan atas semua dosa, tapi hanya separuhnya. :)

Kesalahan navigasi dapat dibagi menjadi dua kelas utama: disebabkan oleh alasan eksternal pada perangkat navigasi, dan internal.

Mari kita mulai dengan alasan eksternal. Mereka muncul terutama karena ketidakrataan atmosfer dan kesalahan teknis alami dalam alat ukur.

Perkiraan kontribusi mereka adalah:

Pembiasan sinyal di ionosfer ± 5 meter;
- Fluktuasi orbit satelit ± 2,5 meter;
- Kesalahan jam satelit ± 2 meter;
- Ketidakrataan troposfer ± 0,5 meter;
- Pengaruh pantulan benda± 1 meter;
- Kesalahan pengukuran pada receiver ± 1 meter.

Kesalahan-kesalahan ini mempunyai tanda dan arah yang acak, sehingga kesalahan akhir dihitung sesuai dengan teori probabilitas sebagai akar dari jumlah kuadrat yaitu 6,12 meter. Bukan berarti kesalahannya akan selalu seperti ini. Hal ini bergantung pada jumlah satelit yang terlihat, posisi relatifnya, dan yang paling penting, pada tingkat pantulan dari objek di sekitarnya dan pengaruh hambatan terhadap melemahnya sinyal satelit. Akibatnya, kesalahannya mungkin lebih tinggi atau lebih rendah dari nilai “rata-rata” yang diberikan.

Sinyal dari satelit dapat melemah, misalnya dalam kasus berikut:
- saat berada di dalam ruangan;
- bila terletak di antara benda-benda tinggi yang berjarak dekat (antara gedung-gedung tinggi, di ngarai gunung yang sempit, dll.);
- saat berada di hutan. Pengalaman menunjukkan bahwa hutan yang lebat dan tinggi dapat mempersulit navigasi.

Masalah-masalah ini disebabkan oleh fakta bahwa sinyal radio frekuensi tinggi merambat seperti cahaya - yaitu, hanya dalam jarak satu garis pandang.

Terkadang navigasi, meskipun ada kesalahan, juga dapat bekerja berdasarkan sinyal yang dipantulkan dari rintangan; tetapi ketika dipantulkan berulang kali, mereka menjadi sangat lemah sehingga navigasi berhenti bekerja dengannya.

Sekarang mari kita beralih ke penyebab kesalahan "internal". dalam navigasi; itu. yang dibuat oleh smartphone atau tablet itu sendiri.

Sebenarnya hanya ada dua masalah di sini. Pertama, sensitivitas penerima navigasi yang buruk (atau masalah dengan antena); kedua, perangkat lunak smartphone atau tablet yang “bengkok”.

Sebelum melihat contoh spesifik, mari kita bahas cara memeriksa kualitas navigasi.

Metode pengujian navigasi.

1. Menguji navigasi dalam mode “statis” (dengan smartphone/tablet dalam posisi diam).

Pemeriksaan ini memungkinkan Anda menentukan parameter berikut:
- kecepatan penentuan awal koordinat selama "start dingin" (diukur dengan jam);
- daftar sistem navigasi yang digunakan ponsel pintar/tablet ini (GPS, GLONASS, dll.);
- perkiraan keakuratan penentuan koordinat;
- kecepatan menentukan koordinat selama "start panas".

Parameter ini dapat ditentukan menggunakan program navigasi reguler dan program pengujian khusus (yang lebih nyaman).

Aturan pengujian statis sangat sederhana: pengujian harus dilakukan di ruang terbuka(jalan lebar, alun-alun, lapangan, dll) dan ketika Internet dimatikan. Jika persyaratan terakhir dilanggar, waktu “cold start” dapat dipercepat secara signifikan karena pengunduhan langsung orbit satelit dari Internet (A-GPS, assisted GPS) alih-alih menentukannya dari sinyal dari satelit itu sendiri; tetapi ini tidak lagi “adil”, karena ini bukan lagi pekerjaan murni dari sistem navigasi itu sendiri.

Mari kita lihat contoh cara kerja program pengujian navigasi AndroiTS (ada analognya):


(klik untuk memperbesar)

Gambar yang baru saja ditampilkan menunjukkan bahwa smartphone ini bekerja dengan tiga sistem navigasi: GPS Amerika, GLONASS Rusia, dan Beidou China (BDS).

Di bagian bawah tangkapan layar Anda dapat melihat koordinat lokasi saat ini yang berhasil ditentukan. Nilai satu derajat garis lintang kira-kira 100 km; oleh karena itu, harga satuan pangkat terendah adalah 10 cm.

Nilai satu derajat bujur berbeda untuk lokasi geografis yang berbeda. Di khatulistiwa jaraknya juga sekitar 100 km, dan di dekat kutub berkurang menjadi 0 (di kutub meridian semakin berdekatan).

Di sebelah kanan kolom yang menunjukkan kewarganegaraan satelit terdapat kolom dengan nomor satelit. Angka-angka ini melekat erat pada mereka dan tidak berubah.

Berikutnya adalah kolom dengan batang berwarna. Ukuran bilah menunjukkan tingkat sinyal, dan warnanya menunjukkan apakah bilah tersebut digunakan oleh sistem navigasi atau tidak. Satelit yang tidak digunakan ditandai dengan bilah abu-abu. Warna yang digunakan bergantung pada level sinyalnya.

Kolom berikutnya juga merupakan level sinyal dari satelit navigasi, tetapi dalam angka (“satuan konvensional”).

Lalu ada kolom dengan tanda centang hijau dan garis merah yang merupakan pengulangan informasi apakah satelit sedang digunakan atau tidak.

Di baris paling atas, kata "ON" menunjukkan status status navigasi; dalam hal ini berarti penentuan koordinat diperbolehkan dalam pengaturan smartphone dan ditentukan. Jika statusnya “WAIT”, maka penentuan koordinat diperbolehkan, namun jumlah satelit yang dibutuhkan belum ditemukan. Status "OFF" berarti penentuan koordinat dilarang di pengaturan smartphone.

Kemudian lingkaran dengan lingkaran konsentris dan angka 5 menunjukkan perkiraan keakuratan penentuan koordinat saat ini - 5 m. Nilai ini dihitung berdasarkan jumlah dan “kualitas” satelit yang digunakan dan mengasumsikan bahwa pemrosesan data dari satelit di telepon pintar dilakukan tanpa kesalahan; namun, seperti yang akan kita lihat nanti, hal ini tidak selalu terjadi.

Saat satelit bergerak, semua data ini akan berubah, tetapi koordinatnya (pada intinya) akan sedikit berubah.

Sayangnya, aplikasi ini tidak menunjukkan waktu yang dibutuhkan untuk penentuan koordinat awal (“cold start”), begitu pula aplikasi sejenis lainnya. Waktu ini harus “dihitung waktunya” secara manual. Jika waktu “cold start” kurang dari satu menit, maka ini adalah hasil yang sangat baik; hingga 5 menit – bagus; hingga 15 menit – rata-rata; lebih dari 15 menit – buruk.

Untuk menentukan kecepatan “hot start”, cukup keluar dari program pengujian dan masuk lagi setelah beberapa menit. Sebagai aturan, selama peluncuran program pengujian, ia berhasil menentukan koordinat dan segera menyajikannya kepada pengguna. Jika penundaan dalam menampilkan koordinat selama “hot start” melebihi 10 detik, maka hal ini sudah lama mencurigakan.

Efek dari penentuan koordinat yang cepat selama “hot start” disebabkan oleh fakta bahwa sistem navigasi mengingat orbit satelit yang dihitung terakhir dan tidak perlu menentukannya lagi.

Jadi, kami telah melakukan pengujian navigasi dalam mode "statis".

Mari kita lanjutkan ke titik ke-2 pengujian navigasi - bergerak.

Tujuan utama navigasi adalah untuk mengarahkan kita ke tempat yang tepat sambil bergerak, dan tanpa pengujian sambil bergerak, pengujian tidak akan lengkap.

Dalam proses pergerakannya, dari segi navigasi, terdapat tiga jenis medan: medan terbuka, perkotaan, dan hutan.

Area terbuka adalah kondisi navigasi yang ideal; tidak ada masalah di sini (kecuali untuk perangkat yang sangat “buruk”).

Perkembangan perkotaan dalam banyak kasus ditandai dengan adanya tingkat refleksi yang tinggi dan sedikit penurunan tingkat sinyal.

Hutan “bekerja” sebaliknya – sinyal melemah secara signifikan dan tingkat refleksi rendah.

Pertama, mari kita lihat contoh trek yang hampir "ideal":


Gambar menunjukkan dua jalur: sana/belakang (hal ini akan terus terjadi di hampir semua gambar). Gambar-gambar seperti itu memungkinkan Anda membuat kesimpulan yang dapat diandalkan tentang kualitas navigasi, karena Anda dapat membandingkan dua trek yang hampir identik satu sama lain dan dengan jalan raya. Semuanya baik-baik saja di gambar ini - getaran trek berada dalam batas kesalahan alami. Di bagian atas, jalur di berbagai sisi bundaran digambar dengan baik. Di beberapa tempat, terdapat perbedaan yang mencolok antara rel, kemungkinan disebabkan oleh pantulan sinyal dari permukaan air dan dari struktur logam jembatan di atas sungai. Dan dalam beberapa hal - suatu kebetulan yang hampir sempurna.

Sekarang mari kita lihat beberapa kasus umum dari trek "bermasalah".

Mari kita lihat jalur GPS smartphone yang terkena dampak penurunan level sinyal di hutan tinggi:

Perbedaan jalur satu sama lain dan dari jalan raya terlihat jelas, tetapi jauh dari bencana. Dalam hal ini, keakuratan navigasi ponsel cerdas menurun dalam batas “penurunan alami” untuk kondisi seperti itu. Ponsel cerdas semacam itu harus dianggap cocok untuk keperluan navigasi.

Di sisi kanan tangkapan layar, perbedaan antara trek dan jalan terlihat jelas. Perbedaan seperti itu dalam kondisi perkembangan yang “berbentuk baik” hampir tidak dapat dihindari, dan dalam hal ini, perbedaan tersebut sama sekali tidak menunjukkan penolakan terhadap smartphone yang sedang diuji.

Secara teoritis, semakin banyak sistem navigasi yang didukung oleh ponsel cerdas (tablet), semakin banyak satelit yang digunakan untuk navigasi dan semakin kecil kesalahannya.
Dalam praktiknya, hal ini tidak selalu terjadi. Seringkali, karena perangkat lunak yang bengkok, ponsel cerdas tidak dapat menghubungkan data dari sistem yang berbeda dengan benar dan, akibatnya, terjadi kesalahan yang tidak normal. Mari kita lihat beberapa contoh.

Ambil contoh, lagu ini:

Tangkapan layar yang baru saja ditampilkan menunjukkan lontaran berbentuk jarum, yang mungkin bukan disebabkan oleh gangguan apa pun: jalan setapak melewati gedung bertingkat rendah tanpa tanaman hutan lebat. Rilis ini sepenuhnya berdasarkan hati nurani perangkat lunak yang “bengkok”.

Tapi ini tetaplah “bunga”. Ada ponsel cerdas yang kesalahan navigasinya bukan lagi bunga, melainkan buah beri:

Saat merekam trek ini, kesalahan anomali pada perangkat lunak “bengkok” dikombinasikan dengan melemahnya sinyal di hutan tinggi. Hasilnya adalah sebuah jalur yang tidak mungkin ditebak bahwa jalan pulang pergi dilakukan melalui jalur yang sama oleh orang yang sadar. :)
Dan kumpulan garis tebal di bagian atas adalah “jalur” smartphone yang tidak bergerak saat istirahat. :)

Ada jenis kesalahan anomali lain yang terkait dengan jeda aliran data yang berasal dari penerima navigasi ke bagian komputasi ponsel cerdas:

Gambar ini menunjukkan bahwa sebagian jalan (sekitar 300 m) melewati garis lurus, dan sebagian lagi lurus melalui air. :)

Dalam hal ini, smartphone cukup menghubungkan titik-titik di mana aliran koordinat menghilang dan muncul dengan garis lurus. Hilangnya satelit tersebut dapat disebabkan oleh penurunan jumlah satelit yang terlihat di bawah angka kritis, atau karena masalah perangkat lunak dan bahkan perangkat keras yang “bengkok” (walaupun kemungkinannya kecil).

Jika sinyal dari satelit hilang sama sekali, program navigasi biasanya tidak menghubungkan titik kehilangan dan kemunculannya dengan garis lurus, tetapi hanya meninggalkan “ruang kosong” (hal ini mengakibatkan celah pada lintasan):

Gambar ini menunjukkan putusnya lintasan di tempat sebagian lintasan melewati lorong bawah tanah sehingga semua satelit kehilangan visibilitas.

Setelah mempelajari penyebab dan kesalahan navigasi yang umum, sekarang saatnya pergi ke kesimpulan.

Navigasi terbaik, seperti yang Anda harapkan, ditemukan di ponsel cerdas dan tablet merek “tertinggi”. Masalah berupa kesalahan anomali belum terdeteksi pada mereka. Dan tentu saja, semakin banyak sistem navigasi yang didukung perangkat, semakin baik. Benar, dukungan untuk Beidou Tiongkok masih masuk akal saat menggunakan perangkat di wilayah dan negara yang terletak dekat Kerajaan Tengah. Sistem navigasi Tiongkok tidak bersifat global, tetapi “lokal” (untuk saat ini). Jadi dukungan GPS dan GLONASS saja sudah cukup.

Jika ponsel cerdas atau tablet tidak terlalu “terkenal”, maka mungkin ada atau tidak ada masalah dengan navigasi. Sebelum menggunakannya dalam pertempuran, disarankan untuk mengujinya baik secara statis maupun bergerak di lingkungan yang berbeda, agar nantinya tidak menimbulkan kejutan yang tidak menyenangkan. Dalam kebanyakan kasus, perangkat seluler dengan dukungan GPS saja menyebabkan lebih sedikit masalah, meskipun akurasinya lebih rendah dibandingkan perangkat multi-sistem.

Sayangnya, ketika memilih smartphone (tablet) dengan navigasi yang baik, cukup sulit untuk menavigasi review perangkat di Internet. Banyaknya portal TI yang mengabaikan pemeriksaan navigasi saat bepergian dan dalam kondisi sulit. Pemeriksaan ini dilakukan hanya pada portal ini () dan secara harfiah pada beberapa portal lainnya.

Akhirnya Harus dikatakan bahwa tidak hanya ponsel pintar dan tablet, banyak perangkat lain kini sudah dilengkapi dengan alat bantu navigasi. Mereka dipasang, misalnya, di kamera, kamera video, pelacak GPS, perekam video mobil, jam tangan pintar, beberapa jenis perangkat khusus, dan bahkan dalam sistem pajak elektronik untuk pengemudi truk berat Rusia "Platon".

Dokter Anda.
20.01.2017

GLONASS/GPS untuk semua orang: pengujian keakuratan dan aksesibilitas posisi receiver chip tunggal dalam kondisi pengoperasian yang sulit

Philip Mattos (Philip Mattos)
Terjemahan: Andrey Rusak
dukungan@situs
Victoria Bulanova
[dilindungi email]
Penerima GNSS chip tunggal, yang kini telah memasuki produksi massal, telah diuji di lingkungan perkotaan yang padat untuk menunjukkan manfaat pengoperasian multi-sistem (GLONASS dan GPS) sebagai penerima konsumen. Penggunaan sistem gabungan GLONASS/GPS dimulai dengan puluhan ribu penerima untuk survei geodesi; Berkat pertumbuhan jumlah perangkat navigasi satelit pribadi, munculnya sistem OEM otomotif dan telepon seluler, volume pasar yang signifikan dapat dicapai pada tahun 2011. Keyakinan terhadap prospek perkembangan pasar perangkat pengguna navigasi mendorong produsen komponen khusus frekuensi tinggi, seperti antena dan filter SAW, untuk meningkatkan volume produksi dan mengoptimalkan harga pokok barang. Salah satu perusahaan Rusia pertama yang memasarkan modul berbasis receiver STM adalah NAVIA. Modul NAVIA GLONASS telah membuktikan dirinya sebagai modul yang andal dan nyaman untuk produksi terminal navigasi siap pakai dan pengendalian objek bergerak. Berbagai pengujian modul telah menunjukkan bahwa ML8088s dan GL 8088s memenuhi semua karakteristik yang dinyatakan pabrikan dan dapat digunakan dengan sukses dalam perangkat pemantauan.

Pengujian terhadap penerima GLONASS/GPS chip tunggal di London, Tokyo dan Texas dilakukan untuk menunjukkan bahwa penggunaan bersama semua satelit GLONASS yang terlihat ditambah dengan GPS memberikan ketersediaan posisi yang lebih baik di daerah perkotaan yang padat, dan dalam kasus ketersediaan posisi yang buruk. - akurasi posisi yang lebih baik.

Jelas sekali bahwa receiver multi-sistem mempunyai permintaan yang besar di pasar konsumen. Mereka dapat memastikan pengoperasian lebih banyak satelit dalam kondisi “ngarai perkotaan”, di mana hanya sebagian belahan bumi yang terlihat dalam zona visibilitas dan diperlukan keandalan yang tinggi dalam menyaring sinyal yang tidak perlu, ketika kualitas sinyal yang berguna sangat tinggi. terdegradasi karena beberapa refleksi dan atenuasi. Berikut ini secara singkat dijelaskan kesulitan dalam mengintegrasikan sistem GLONASS (dan selanjutnya GALILEO), yang menjadi dasar produksi perangkat hemat biaya untuk konsumen massal. Untuk pasar seperti itu, di satu sisi, biaya adalah yang utama, dan di sisi lain, terdapat persyaratan kinerja tinggi yang terkait dengan tingkat sinyal rendah, konsumsi daya terbatas, waktu start dingin yang singkat, dan stabilitas posisi.

Tujuannya adalah menggunakan semua satelit yang tersedia untuk meningkatkan kinerja perangkat navigasi konsumen di lingkungan dalam ruangan dan perkotaan. Tahun 2011 berlalu di bawah naungan dukungan GLONASS; pengembangan sistem satelit ini kira-kira tiga tahun lebih cepat dari GALILEO. Saat merancang receiver, penting untuk mengatasi masalah ketidakcocokan dukungan perangkat keras untuk GLONASS dan GPS. Artinya, sinyal GLONASS termodulasi frekuensi memerlukan pita frekuensi yang lebih lebar daripada sinyal modulasi kode pulsa yang digunakan oleh GPS, filter bandpass dengan pusat frekuensi berbeda, dan kecepatan transmisi elemen sinyal berbeda. Dan semua ini tanpa meningkatkan biaya receiver secara signifikan.

Dalam kondisi pengoperasian yang ideal, satelit dari konstelasi tambahan tidak akan efektif ketersediaan posisi Saya mendekati 100 persen hanya dengan menggunakan GPS. Kehadiran tujuh, delapan atau sembilan satelit di ionosfer yang digunakan untuk penentuan posisi dalam mode fiksasi meminimalkan kesalahan total dan memberikan koordinat yang benar.

Dalam kondisi pengoperasian yang ekstrim, penggunaan GPS saja memungkinkan seseorang untuk menentukan posisi, namun penggunaan hanya tiga, empat, lima satelit yang terkonsentrasi di bagian sempit belahan bumi menyebabkan nilai DOP yang buruk. Meningkatkan jumlah satelit secara signifikan meningkatkan akurasi, sehingga meningkatkan DOP dan merata-ratakan kesalahan multipath. Membatasi jumlah satelit yang diposisikan menyebabkan kesalahan multipath pada penentuan koordinat DOP yang diperkuat. Menambahkan konstelasi satelit kedua atau ketiga berarti memperluas jumlah satelit yang terlihat, sehingga lebih banyak satelit yang terlibat dalam proses penentuan koordinat, sehingga mengurangi kesalahan.

Oleh karena itu, dalam kondisi ekstrim, di mana penggunaan GPS saja tidak cukup, penggunaan tambahan satelit GLONASS (dan selanjutnya GALILEO) meningkatkan ketersediaan penentuan posisi hingga 100% (dengan pengecualian terowongan bawah tanah).

Faktanya, ketersediaan adalah putaran umpan balik positif yang berkembang dengan sendirinya: karena satelit terus-menerus dilacak, bahkan jika satelit tersebut ditolak untuk berpartisipasi dalam solusi saat ini untuk masalah penentuan posisi menggunakan algoritma RAIM / kesalahan dan FDE, maka tidak perlu melakukan pencarian. untuk mereka lagi - mereka sudah tersedia untuk digunakan sebelumnya. Jika proses penentuan posisi tidak terganggu, maka dimungkinkan untuk terus memprediksi fase secara akurat untuk satelit dengan penghalang tertutup, yang memungkinkannya digunakan secara instan ketika meninggalkan bayangan, karena tidak memerlukan informasi tambahan untuk mencari dan memperbaikinya.

Satelit tambahan yang terlihat sangat penting bagi konsumen, khususnya - sebagai contoh, dengan “bantuan mandiri”, ketika kelompok minimum diwakili oleh lima satelit, bukan tiga atau empat, untuk secara mandiri menetapkan bahwa semua satelit adalah “ benar”, menggunakan teknik pemantauan integritas otonom penerima (RAIM). “Layanan mandiri” memiliki keuntungan yang lebih signifikan bagi GLONASS: tidak diperlukan infrastruktur apa pun seperti server bantuan, yang selalu menyebabkan penundaan layanan. Metode GLONASS yang mentransmisikan parameter orbit satelit dalam format Keplerian juga sangat cocok untuk algoritma “self-service”.

Nilai tes

Upaya sebelumnya untuk mengkarakterisasi manfaat perangkat multi-sistem di lingkungan perkotaan telah terhenti oleh kebutuhan untuk menggunakan receiver profesional yang tidak dirancang untuk tingkat sinyal tersebut, dan harus memperoleh hasil terpisah untuk setiap kelompok atau mengorbankan salah satu pengukuran satelit untuk mengukur waktu. Keadaan ini tidak memungkinkan kami untuk terus menguji perangkat yang direncanakan untuk dirilis di pasar massal.

Peluncuran solusi multi-sistem baru sangatlah penting, karena receiver yang diuji adalah perangkat yang benar-benar diproduksi secara massal jika sensitivitasnya meningkat dan benar-benar siap untuk pengukuran dan penghitungan. Oleh karena itu, penulis artikel ini untuk pertama kalinya melaporkan hasil tes yang benar-benar andal.

Latar belakang

Pengujian dilakukan pada penerima GNSS chip tunggal Teseo-II (STA-8088). Sejarah singkat: Ini adalah produk tahun 2009 yang diproduksi oleh STM, berdasarkan Cartesio+ dengan GPS/GALILEO dan Digital Signal Processor (DSP) yang sudah disertakan, siap untuk ditanamkan dengan fungsionalitas GLONASS, yang mengarah pada penciptaan chip Teseo-II (produk 2010). Hasil pengujian dengan sinyal satelit nyata diperoleh pada chip Baseband pada implementasi FPGA pada akhir tahun 2009, dan pada tahun 2010 menggunakan chip yang sudah jadi.

Desain saat ini memerlukan sedikit modifikasi sirkuit tambahan. Perubahan perangkat keras dan perangkat lunak DSP yang diperlukan bersifat kecil dan disertakan dalam pembaruan sirkuit TeseoII terjadwal berikutnya. Penerapan rangkaian bagian RF memerlukan lebih banyak perhatian daripada rangkaian dua saluran dengan tahap frekuensi menengah (IF) dan konverter analog-ke-digital (ADC), dengan konversi frekuensi tambahan dan filter IF bandwidth yang lebih lebar. Namun, karena luas kristal dengan bagian RF yang terletak di atasnya sangat kecil dalam volume totalnya, bahkan peningkatan rangkaian sebesar 30% tidak signifikan untuk keseluruhan rangkaian. Berdasarkan fakta bahwa desain chip adalah untuk sistem chip tunggal yang umum (RF dan BB, mulai dari antena hingga penentuan posisi, kecepatan dan waktu (PVT)), sehingga total area cetakan untuk proses 65nm sangat kecil.

Dari sudut pandang komersial, penyertaan ketiga konstelasi satelit (GPS/GLONASS danGALILEO) menjadi satu chip adalah hal baru bagi konsumen. Banyak perusahaan yang hadir di pasar Rusia telah memilih pendekatan dua sistem, hanya untuk memenuhi persyaratan pemerintah Rusia tentang perlunya bekerja dalam sistem GLONASS. Mereka tidak memikirkan masa depan global, ketika akan ada beberapa kelompok positioning di dunia dan mungkin masing-masing negara yang berpartisipasi dalam proses ini akan lebih menuntut penggunaan sistem mereka sendiri.

Dalam hal ini, solusinyaTeseo— II revolusioner karena dipersiapkan sebelumnya untuk skenario seperti itu dan sudah dapat menerima sistem GLONASS/ GPS/ GALILEO/ QZSSDanSBA.

Secara teknis, penyertaan saluran independen untuk menerima dan memproses sistem GLONASS dalam suatu grup juga merupakan hal baru, sedangkan kombinasi GPS/GALILEO sudah menjadi praktik standar. Untuk mencapai fleksibilitas tersebut juga diperlukan solusi teknis baru yang mempertimbangkan perbedaan penundaan perangkat keras RF dan perbedaan kecepatan transmisi sinyal. Selain itu, terdapat koreksi Waktu Universal Terkoordinasi (UTC) dan masalah koreksi geoid yang kini terkenal.

Transisi langsung ke solusi chip tunggal (RF + Baseband + CPU) jarang terjadi: ini merupakan terobosan teknologi yang penting. Keyakinan pada langkah ini disebabkan oleh pengalaman menggunakan bagian RF dan rangkaian Baseband prosesor yang telah terbukti. Antarmuka RF eksternal STA5630 dan DSP GPS/GALILEO yang dimodifikasi, yang sebelumnya digunakan di Cartesio+, diambil sebagai dasar.

Keandalan STA5630/Cartesio+ telah dibuktikan dalam produksi massal dalam bentuk sirkuit terpisah bahkan sebelum dirilisnya solusi SoC 3-in-1.

Berbeda dengan solusi dual-chipGPS/Modul GLONASS hadir di pasar Rusia, solusi chip tunggal dariSTMikroelektronik (Teseo— II) S.T.A.8088 FG memiliki keandalan yang jauh lebih besar, kekebalan terhadap kebisingan, konsumsi daya yang lebih rendah dan, tentu saja, dimensi yang lebih kecil (modul M.L.8088 Smemiliki dimensi 13 x 15 mm).

Dukungan untuk GLONASS dan GALILEO merupakan sebuah langkah maju dibandingkan perangkat keras RF generasi sebelumnya. GALILEO kompatibel dengan GPS dan oleh karena itu skema yang ada dapat digunakan, namun GLONASS memerlukan perubahan tambahan. Lihat Gambar 1 dan 2.

Gambar 1.


Gambar 2.PerubahanPita dasar bagian untuk mendukung GLONASS

Pada bagian RF, LNA, penguat RF dan mixer pertama digabungkan menjadi satu saluran. Hal ini memungkinkan kami menghemat jumlah pin chip dan meminimalkan konsumsi daya. Selain itu, hal ini memungkinkan untuk mempertahankan biaya eksternal bagi produsen peralatan. Sinyal GLONASS, dikurangi pada mixer pertama menjadi 30 MHz, memasuki saluran pemrosesan sekunder (ditunjukkan dalam warna coklat) dan, dicampur hingga 8 MHz, diumpankan ke ADC terpisah dan kemudian ke bagian Baseband.

Bagian Baseband menyediakan tahap pemrosesan awal tambahan (ditunjukkan dengan warna coklat), yang mengubah sinyal menjadi 8 MHz, yang diperlukan untuk diumpankan ke Baseband dan meneruskan sinyal yang dihasilkan melalui filter anti-interferensi, dan juga mengurangi frekuensi sampling menjadi nilai standar 16, cocok untuk diproses di perangkat keras DSP.

Perangkat akuisisi dan saluran pelacakan yang ada dapat memilih di mana dan kapan menerima sinyal GPS/GALILEO atau GLONASS, yang membuat distribusi saluran sehubungan dengan konstelasi satelit menjadi sangat fleksibel.

Yang kurang terlihat, namun sangat penting bagi kinerja sistem, adalah perangkat lunak yang mengontrol sumber daya perangkat keras ini, pertama untuk menutup loop pelacakan PLL dan melakukan pengukuran, dan kedua, filter Kalman, yang mengubah apa yang diukur menjadi data PVT yang diperlukan bagi pengguna .

Semua ini telah mengalami modifikasi struktural untuk memberikan dukungan untuk bekerja dengan banyak konstelasi satelit, dan bukan hanya GLONASS. Dalam hal ini, perluasan perangkat lunak untuk menerima sistem navigasi global di masa depan akan menjadi tahap perkembangan evolusioner, dan tidak memerlukan modifikasi besar pada kristal itu sendiri.

Perangkat lunak ini telah berjalan pada chip nyata sejak 2010, tetapi menggunakan sinyal dari simulator apa pun atau antena statis yang dipasang di atap, hanya data GPS yang tersedia, yang sangat bagus sehingga tidak memungkinkan adanya manuver penelitian untuk meningkatkan sistem. Pada awal tahun 2011, sampel chip pra-produksi dan papan pengembangan dengan antena dalam paketnya telah tersedia, sehingga pengujian lapangan seluler dapat dilakukan di seluruh dunia.

Hasil nyata

Sebelum lahirnya kristal dengan penerimaan multi-sistem, hasilnya sudah terlihat dari pengujian pendahuluan yang dilakukan menggunakan receiver profesional dengan pengukuran GPS dan GLONASS terpisah. Namun pengujian ini tidak memberikan data yang baik bagi penerima konsumen karena menunjukkan sensitivitas yang rendah. Penerima memerlukan sinyal yang cukup bersih untuk menggerakkan PLL, namun hal ini tidak dapat dilakukan di lingkungan perkotaan, dan yang terpenting, penerima menciptakan dua solusi terpisah dengan satelit tambahan yang konstan untuk menangani perbedaan waktu antar sistem. Solusi yang tidak digabungkan tidak memungkinkan untuk memprediksi posisi satelit dari satu konstelasi dengan menghitung posisinya berdasarkan koordinat yang dihitung menggunakan konstelasi lain, yang merupakan salah satu keunggulan utama penerima GNSS multi-sistem.

Simulasi satelit tampak dilakukan pada tahun 2010 di kondisi perkotaan padat di Italia, pusat kota Milan. Hasilnya, dirata-ratakan setiap menit selama 24 jam penuh, disajikan pada Tabel 1. Rata-rata jumlah satelit terlihat meningkat dari 4,4 dengan GPS saja, menjadi 7,8 untuk GPS+GLONASS, dengan jumlah titik No Fix sama dengan nol. Selain itu, dalam mode “GPS saja”, 380 titik palsu diterima, yaitu sekitar 26% dari total waktu penerimaan.

Tabel 1.Akurasi dan KetersediaanGPSDanGPS+GLONASS, rata-rata selama 24 jam

Namun, ketersediaan satelit bukanlah tujuan akhir. Memiliki lebih banyak satelit di wilayah kecil yang sama di belahan bumi di atas wilayah perkotaan mungkin tidak cukup karena penurunan akurasi geometrik. Untuk menguji data ini, presisi geometri direpresentasikan dengan HDOP. Saat menggunakan GLONASS dan GPS secara bersamaan, hasilnya 2,5 kali lebih baik.

Penelitian sebelumnya menunjukkan bahwa di kota-kota pengujian tertentu, tersedia dua hingga tiga satelit tambahan, namun salah satunya digunakan untuk penentuan waktu. Saat menggunakan receiver yang sangat sensitif yang digabungkan dalam satu chip, kami berasumsi bahwa empat atau lima satelit tambahan akan terlibat.

Hasil sebenarnya jauh melebihi ekspektasi kami. Pertama, sinyal dari banyak satelit lain muncul, karena semua pengujian dan simulasi sebelumnya tidak menyertakan sinyal yang dipantulkan. Memiliki sinyal tambahan, penerima meningkatkan kinerja DOP secara signifikan. Pengaruh refleksi terhadap akurasi berkurang secara signifikan, pertama karena geometri posisi yang lebih baik, dan kedua karena kemampuan algoritma FDE/RAIM untuk menjaga stabilitas pelacakan satelit. Selain itu, jumlah sinyal palsu yang dapat mendistorsi data koordinat juga berkurang.

Hasil yang disajikan di sini diperoleh dari receiver sensitivitas tinggi yang terintegrasi penuh seperti receiver NAVIA ML8088s, berdasarkan chip STA8088s. Ini dioptimalkan untuk mendeteksi sinyal tingkat sangat rendah dan memperoleh hasil langsung dari semua satelit yang terlihat, apa pun konstelasinya. Hal ini memastikan ketersediaan satelit 100% dan meningkatkan akurasi secara signifikan di lingkungan perkotaan yang sulit.

Ketersediaan

Penggunaan penerima yang sangat sensitif dan tidak bergantung pada loop pengunci fase (PLL) memastikan aksesibilitas penuh di kota-kota modern, bahkan ketika dipantulkan dari permukaan kaca di gedung-gedung modern. Oleh karena itu, definisi ketersediaan yang lain selain “empat satelit tersedia” kini diperlukan. Misalnya, melacak satelit pada tingkat kualitas sinyal tertentu, yang hasilnya bergantung pada DOP. Bahkan DOP pun sulit diperkirakan karena filter Kalman memberikan bobot berbeda untuk setiap satelit, sehingga tidak diperhitungkan saat menghitung DOP. Selain itu, selain pengukuran instan, filter ini menggunakan posisi historis dan kecepatan saat ini, sehingga akurasi posisi tidak berubah.

Gambar 3 menunjukkan ketersediaan satelit dalam mode pelacakan. Pengujian berlangsung di distrik keuangan London pada Mei 2011.

Satelit yang Dilacak –GPS, GLONASS,GPS+GLONASS

Gambar 3.GPS(ditandai dengan warna biru) terhadap GLONASS (ditandai dengan warna merah) dan semua satelit yang dilacakGNSS(ditandai dengan warna hijau).

Seperti dapat dilihat pada gambar. 3, total ada 7-8 satelit GLONASS dan 8-9 satelit GPS, yaitu multi-GNSS - sekitar 16 satelit. Ada suatu periode ketika sinyal satelit tidak ditangkap: selama perjalanan terowongan Underpass Blackfriars, cap waktu sekitar 156400 detik. Di wilayah lain kota, sekitar 158.500 dan 161.300 detik, jarak pandang turun menjadi empat satelit, namun jumlah totalnya tidak pernah kurang dari delapan. Perlu dicatat bahwa pengujian dilakukan di kota tua, yang sebagian besar terdapat bangunan batu, sehingga sinyal reflektifnya lebih lemah dibandingkan dari bangunan kaca dan logam.

Meskipun ketersediaan satelit 100% berada di luar terowongan, hal ini mungkin dibatasi oleh DOP atau akurasi posisi. Seperti dapat dilihat pada Gambar 4, dari pengujian lain di London, DOP multi-GNSS tetap di bawah 1, sebagaimana seharusnya dengan 10-16 satelit yang terlihat, sedangkan DOP khusus GPS sering kali di atas 4, tanpa distorsi Karena pantulan dan sinyal lemah, DOP meningkat secara signifikan menjadi 10 pada puncaknya.

GPSdibandingkan denganGNSS

Gambar 4.HanyaGPSmelawan gabunganGPS/Indikator pengurangan akurasi GLONASS

Karena pengujian yang dilakukan pada bulan Mei 2011 cukup ringan untuk menciptakan kondisi yang penuh tekanan sehingga GPS memerlukan dukungan multi-GNSS, pengujian baru dilakukan pada bulan Agustus 2011. Seperti yang ditunjukkan pada foto udara (Gbr. 5), pengujian dilakukan di bagian kota modern yang bertingkat tinggi, Canary Wharf. Selain itu, jalan dalam kota sangat sempit, sehingga tantangan kota semakin sulit. Bangunan kaca dan logam di bagian kota modern cenderung memberikan pantulan yang lebih baik dibandingkan bangunan batu, sehingga menyebabkan algoritme RAIM dan FDE tidak lagi sesuai harapan.

Gambar 5. GPS vs GNSS, London, Canary Wharf

Sulit untuk mendapatkan hasil hanya GPS (ditampilkan dalam warna hijau), terutama di bagian stasiun Docklands yang tertutup, kiri tengah, jalur bawah.

Gambar 6 menunjukkan hasil pengujian nyata yang sama yang ditampilkan pada peta jalan skematis.

Gambar 6. GPS vs GNSS, London, Canary Wharf, sketsa peta

Pengujian multi-GNSS (biru) menunjukkan hasil yang sangat baik, terutama di bagian putaran utara (arah timur) (mengemudi di Inggris berada di sebelah kiri, sehingga searah jarum jam menciptakan putaran satu arah).

Gambar 7. a) Pengujian di Tokyo: Teseo-I (GPS) versus Teseo-II (GNSS); b) DOP saat diuji di Tokyo

Pengujian lebih lanjut dilakukan di kantor STMicroelectronics di seluruh dunia. Gambar 7a menunjukkan pengujian di Tokyo, dengan warna kuning menunjukkan hasil pengujian chip generasi sebelumnya tanpa GLONASS, dan warna merah menunjukkan Teseo-II dengan GPS+GLONASS.

Gambar 7b memberikan beberapa klarifikasi tentang definisi akurasi dengan menunjukkan DOP selama pengujian. Terlihat bahwa DOP Teseo-II jarang lebih tinggi dari 2, namun DOP khusus GPS (Teseo-I) berada di antara 6 dan 12 di kompleks utara yang dilingkari.

Kami ulangi bahwa algoritma pengujian untuk GPS sederhana, tetapi keakuratan penentuannya sulit.

Pengujian lebih lanjut di Tokyo dilakukan di jalan-jalan kota yang lebih sempit dengan kondisi pengujian yang sama, seperti ditunjukkan pada Gambar 9. Biru - Hanya GPS, merah - GPS+GLONASS, terdapat peningkatan hasil yang signifikan.

Gambar 9 menggunakan skema warna yang sama untuk menampilkan hasil pengujian Dallas, kali ini dengan penerima GPS pesaing versus Teseo-II dalam konfigurasi GPS+GLONASS, sekali lagi menunjukkan hasil yang sangat baik.

Gambar 8. SajaGPS(biru) vs multi-GNSS(merah), Tokyo.

Gambar 9. SajaGPS(biru, receiver pabrikan pesaing) dibandingkan denganGNSS(merah), Dallas.

Rasi bintang satelit lainnya

Meskipun perangkat kerasnyaTeseo— IImendukung danGALILEO, belum ada satelit yang tersediaGALILEO(per September 2011), sehingga perangkat berbasis chip ini yang digunakan di seluruh dunia masih belum memiliki perangkat lunak yang dimuat untuk melayani konstelasi satelit ini. Namun jika sudah waktunya untuk digunakan GALILEO, selalu ada peluang untuk memperbarui perangkat lunak.

Sistem QZSS Jepang memiliki satu satelit yang tersedia, mentransmisikan sinyal tradisional yang kompatibel dengan GPS, sinyal SBAS, dan sinyal L1C BOC. Teseo-II, dengan bantuan fungsi perangkat lunak yang sedang dimuat, dapat menangani dua fungsi pertama, dan meskipun penggunaan SBAS tidak berguna di lingkungan perkotaan, karena pantulan dan interferensi sinyal bersifat lokal dan tidak terdeteksi, tujuan dari Sistem QZSS menyediakan satelit dengan sudut yang sangat lebar sehingga satelit ini selalu tersedia di perkotaan.

Gambar 10 menunjukkan pengujian di Taipei (Taiwan) menggunakan GPS (kuning) versus multi-GNSS (GPS ditambah satu satelit QZSS (merah)), dan ground truth (ungu).

Gambar 10. SajaGPS(kuning) versus multi-GNSS (GPS+ QZSS (1 satelit, merah)), nilai sebenarnya -ungu, Taipei
Pekerjaan selanjutnya

Pengujian akan terus memperoleh hasil kuantitatif yang lebih akurat. Pengujian akan dilakukan di Inggris, di mana terdapat peta jalan dengan data vektor untuk menampilkan arah perjalanan sebenarnya. Direncanakan modifikasi perangkat keras untuk mendukung sistem Kompas dan GPS-III (L1-C), selain GALILEO yang sudah ada. Menemukan dan melacak sinyal-sinyal ini telah didemonstrasikan menggunakan sampel skrip siaran yang telah direkam sebelumnya pada simulator sinyal GNSS.

Kompas tidak tersedia pada tahun 2011. Dalam hal ini, pekerjaan pada implementasi silikon Teseo-II difokuskan terutama pada fleksibilitas maksimum dalam kondisi panjang kode yang berbeda, misalnya, BOC atau BPSK, yang memungkinkan, dengan satu atau beberapa perangkat lunak yang dimuat untuk mengkonfigurasi perangkat keras DSP fungsi, dapatkan kompatibilitas antara konstelasi satelit yang berbeda.

Pekerjaan kompatibilitas pada versi CHIP multi-GNSS saat ini lemah: Karena frekuensi pusat sistem Kompas 1561 MHz hanya dapat dipertahankan menggunakan osilator yang dikontrol tegangan dan PLL, sistem Kompas tidak dapat beroperasi secara bersamaan dengan konstelasi satelit lainnya. Selain itu, kecepatan transmisi kode dalam sistem Kompas adalah 2 juta bps, yang juga tidak didukung oleh Teseo-II dan dapat distandarisasi melalui penggunaan sirkuit alternatif eksternal, yang berarti kehilangan sinyal yang serius.

Jadi pekerjaan dukungan Compass hanya relevan untuk penelitian dan pengembangan perangkat lunak, untuk solusi sistem tunggal, atau menggunakan chip RF terpisah.

Sinyal Kompas di seluruh dunia, dalam format sinyal GPS/GALILEO pada frekuensi pembawa serta panjang dan kecepatan kode, akan sepenuhnya kompatibel dalam satu sirkuit multi-GNSS, tetapi kemungkinan besar tidak akan kompatibel sebelum tahun 2020.

Tes dalam kondisi perkotaan akan diulang seiring berkembangnya kelompokGALILEO. Jika ada 32 saluran, Anda dapat menggunakan pembagian 11/11/10 (GPS/ GALILEO/GLONASS), dengan adanya ketiga kelompok yang lengkap, tetapi dalam kerangka persyaratan modern untuk layanan navigasi, kombinasi 14/8/10 sudah lebih dari cukup.

Kesimpulan

Penerima multi-sistem dapat mencakup GPS, GLONASS dan GALILEO dengan peningkatan biaya minimal. Dengan 32 saluran pelacakan dan hingga 22 satelit yang terlihat, bahkan di lingkungan perkotaan yang paling keras sekalipun, ketersediaan 100% dan akurasi posisi yang dapat diterima dapat dipastikan. Selama pengujian, 10–16 satelit biasanya terlihat. Beberapa pengukuran membuat algoritme RAIM dan FDE jauh lebih efektif dalam menghilangkan sinyal yang dipantulkan buruk, sekaligus meminimalkan efek geometris dari distorsi sinyal yang tersisa.

Baru-baru ini, dengan berkembangnya GLONASS Rusia, kebutuhan pasar navigasi untuk receiver multi-sistem semakin meningkat. Sejumlah perusahaan dalam negeri menggunakan chip chip tunggal STM untuk mengembangkan modul GLONASS Anda sendiri dan perangkat paket siap pakai. Secara khusus, pada tahun 2011, perusahaan NAVIA merilis 2 gabungan GLONASS/ GPS/ Galileomodul, pengujiannya menunjukkan hasil yang sangat baik.

Ketersediaan instan atau integral(Bahasa inggris) Ketersediaan – mewakili % waktu selama kondisi PDOP terpenuhi<=6 при углах места КА >= 5 derajat. Contoh sederhananya: dulu, sebelum tahun 2010, ketersediaan GLONASS di beberapa wilayah di dunia tidak lebih dari 70-80%, namun sekarang sudah 100% di mana pun!)

Akurasi berkurang atau Pengurangan Akurasi Geometris(Bahasa inggris) Pengenceran presisi, DOP, Bahasa inggris Pengenceran Presisi Geometris (GDOP)

RAIM(Bahasa inggris) Pemantauan Integritas Otonom Penerima Autonomous Receiver Integrity Monitoring (ARIC), sebuah teknologi yang dirancang untuk mengevaluasi dan menjaga integritas sistem GPS dan penerima GPS. Hal ini sangat penting terutama ketika pengoperasian sistem GPS yang benar diperlukan untuk memastikan tingkat keselamatan yang memadai, misalnya dalam navigasi penerbangan atau maritim.