CARTA CARTOGRAFICA

Ayacucho, 03 de enero del 2008

INFORME TECNICO N: 001 - 08 UNSCH/FCA

Seor : ING. JONY A. QUISPE POMA

Profesor encargado del curso de topografa

Referencia: CONOCIMIENTO DEL GPS Y CARTAS CARTOGRFICAS

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Estimado docente, es grato dirigirme a usted para informarle lo siguiente:

1: INTRODUCCIN:

Es sumamente importante llevar este tema pues nos permite que aprendamos un poco ms sobre lo que es un GPS y una carta cartogrfica, ya que esto nos servir para realizar las prximas prcticas y que facilitar el rpido entendimiento sobre el tema a tratarse. El Sistema de Posicionamiento Global (GPS) est disponible en dos formas bsicas: SPS, iniciales de Standard Positioning Service (Servicio de Posicionamiento Estndar), y PPS, siglas de Precise Positioning Service (Servicio de Posicionamiento Preciso). El SPS proporciona la posicin absoluta de los puntos con una precisin de 100m. El cdigo PPS permite obtener precisiones superiores a los 20m; este cdigo es accesible slo a los militares de Estados Unidos y sus aliados, salvo en situaciones especiales. Las tcnicas de mejora, como el GPS diferencial (DGPS), permiten a los usuarios alcanzar hasta 3m de precisin. Los investigadores fueron los primeros en usar portadoras para calcular posiciones con una precisin de 1cm. Todos los usuarios tienen a su disponibilidad SPS, DGPS y tcnicas portadoras.

En el presente trabajo se dar a conocer como realiza el manejo de las GPS y las CARTAS CARTOGRFICAS; lo cual es muy importante para poder iniciar con las prcticas en el campo.2: ANTECEDENTES:

Para elaborar el presente trabajo se tuvo que indagar la informacin en la Internet y de esta manera compartir la informacin encontrada con las personas deseosas en aprender. Una parte de este trabajo se encontr en los libros los cuales sirven tambin para el acoplamiento de ms conocimientos. En caso de encontrar errores en el trabajo, se le suplica al docente hacer conocer esas fallas para que la prxima vez no se vuelva a cometer los mismos errores.3: ANALISIS:

El tema del GPS es un tema muy interesante pues se est dando a conocer diversos mtodos las cuales se resaltan en estos ltimos tiempos, ya que esto se esta innovando mucho El Sistema de Posicionamiento Global, conocido tambin como GPS, es un sistema de navegacin basado en 24 satlites, que proporcionan posiciones en tres dimensiones, velocidad y tiempo, las 24 horas del da, en cualquier parte del mundo y en todas las condiciones climticas. Al no haber comunicacin directa entre el usuario y los satlites, el GPS puede dar servicio a un nmero ilimitado de usuarios. Los satlites GPS llevan relojes atmicos de alto grado de precisin. La informacin horaria se sita en los cdigos de transmisin mediante los satlites, de forma que un receptor puede determinar en cada momento en cunto tiempo se transmite la seal. Esta seal contiene datos que el receptor utiliza para calcular la ubicacin de los satlites y realizar los ajustes necesarios para precisar las posiciones. El receptor utiliza la diferencia de tiempo entre el momento de la recepcin de la seal y el tiempo de transmisin para calcular la distancia al satlite. El receptor tiene en cuenta los retrasos en la propagacin de la seal debidos a la ionosfera y a la troposfera. Con tres distancias a tres satlites y conociendo la ubicacin del satlite desde donde se envi la seal, el receptor calcula su posicin en tres dimensiones. Sin embargo, para calcular directamente las distancias, el usuario debe tener un reloj atmico sincronizado con el Sistema de Posicionamiento Global. Midiendo desde un satlite adicional se evita que el receptor necesite un reloj atmico. El receptor utiliza cuatro satlites para calcular la latitud, la longitud, la altitud y el tiempo.

Las Cartas Cartogrficas muestran en forma detallada y precisa elementos planialtimtricos de superficies menores. Se considera la cartografa bsica para la realizacin de estudios esenciales. Son el resultado de trabajos topogrficos regulares. Son documentos cartogrficos con informacin planialtimtrica susceptible de representacin a las diferentes escalas. Se considera la cartografa bsica para la realizacin de estudios esenciales. En la Repblica Argentina el IGM publica cartas topogrficas a escalas: 1:500.000; 1:250.000: 1:100.000 y 1:50.000, en soportes papel y digital. 4: CONCLUCIN:

Con este trabajo pudimos entender como se utiliza una carta cartogrfica y en que consiste un GPS, con la finalidad de proseguir con las prcticas posteriores; ya que para ello es necesario saber este tipo de detalles, pues se realizar con estos conocimientos las mediciones de ngulos, distancias, cotas, coordenadas, desnivel etc. Se pudo conocer diversas clases de GPS los cuales tienen la misma funcin, solo que algunos son mucho ms sofisticados en cuanto a su manejo, diferencindose as como la presicin de cada GPS y otros. 5: RECOMENDACIN:

Se le recomienda a los alumnos revisar un poco ms con respecto a este tema en caso de encontrar dificultades en el contenido. Al docente de aula de que nos ayude en temas en los cuales estamos en dificultades.

Atentamente JORGE PALOMINO, Richard

Alumno de la EFP de agronoma serie 2008C.c. archivo

JPR/r.i.dSISTEMA DE POSICIONAMIENTO GLOBAL

Concepto: El Global Positioning System (GPS) o Sistema de Posicionamiento Global originalmente llamado NAVSTAR, es un Sistema Global de Navegacin por Satlite (GNSS) el cual que permite determinar en todo el mundo la posicin de una persona, un vehculo o una nave, con una desviacin de cuatro metros. El sistema fue desarrollado e instalado, y actualmente es operado, por el Departamento de Defensa de los Estados Unidos.

Conocido tambin como GPS, es un sistema de navegacin basado en 24 satlites, que proporcionan posiciones en tres dimensiones, velocidad y tiempo, las 24 horas del da, en cualquier parte del mundo y en todas las condiciones climticas. Al no haber comunicacin directa entre el usuario y los satlites, el GPS puede dar servicio a un nmero ilimitado de usuarios.

El GPS funciona mediante una red de satlites que se encuentran orbitando alrededor de la tierra. Cuando se desea determinar la posicin, el aparato que se utiliza para ello localiza automticamente como mnimo cuatro satlites de la red, de los que recibe unas seales indicando la posicin y el reloj de cada uno de ellos. En base a estas seales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las seales, es decir, la distancia al satlite. Por "triangulacin" calcula la posicin en que ste se encuentra. La triangulacin consiste en averiguar el ngulo de cada una de las tres seales respecto al punto de medicin. Conocidos los tres ngulos se determina fcilmente la propia posicin relativa respecto a los tres satlites. Conociendo adems las coordenadas o posicin de cada uno de ellos por la seal que emiten, se obtiene las posiciones absolutas o coordenadas reales del punto de medicin. Tambin se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atmicos que desde tierra sincronizan a los satlites.

La antigua Unin Sovitica tena un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federacin Rusa. Actualmente la Unin Europea intenta lanzar su propio sistema de posicionamiento por satlite, denominado 'Galileo'.

Elementos que componen un GPS Sistema de satlites: Formado por 21 unidades operativas y 3 de repuesto en rbita sobre la tierra a 20.200 Km. con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo y que se abastecen de energa solar.

Estaciones terrestres: Envan informacin de control a los satlites para controlar las rbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelacin.

Terminales receptores: Es el elemento que nos indica la posicin en la que estamos, conocidas tambin como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

El Sistema del Posicionamiento Global (GPS) es el nico Sistema de Satlite de Navegacin Global totalmente funcional (GNSS). Utilizando una constelacin de por lo menos 24 satlites de rbita de Tierra Elemento que transmiten la microonda precisa seala, el sistema le permite a un receptor de GPS que determine su situacin, velocidad, direccin, y tiempo. Otros sistemas similares son los GLONASS rusos (incompleto a partir de 2007), el prximo Galileo europeo que posiciona el sistema, el sistema de navegacin de COMPS propuesto de China, e IRNSS de India.

El Desarrollado por el Departamento de Estados Unidos de Defensa, GPS se nombra el NAVSTAR el oficialmente de GPS (el Contrariamente un creencias del la popular, NAVSTAR ninguna sigla del una del es, pero simplemente un nombre dado por John Walsh, fabricante del decisin importante cuando vino al presupuesto para el el programe de GPS). [1] la constelacin del satlite se maneja por la Fuerza area de Estados Unidos 50 Ala del Espacio. El costo de mantener el sistema es aproximadamente US$750 milln por el year, [2] incluso el reemplazo de envejecer los satlites, e investigacin y desarrollo.

Siguiendo el shootdown de Lneas de Aire coreanas Vuelo 007 en 1983, Presidente Ronald Reagan emiti un haciendo director el sistema disponible para libre para el uso del paisano como un comn bueno. [3] Desde entonces, GPS se ha vuelto una ayuda ampliamente usada a la navegacin mundial, y una herramienta til por mapa-hacer, tierra inspeccionando, comercio, y los usos cientficos. GPS tambin proporciona una referencia de tiempo precisa usada en muchas aplicaciones que incluyen estudio cientfico de terremotos, y sincronizacin de redes de las telecomunicaciones.

La concepcin de artista de satlite de GPS en la rbita

Funcionamiento El receptor GPS funciona midiendo su distancia de los satlites, y usa esa informacin para calcular su posicin. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la seal tarda en llegar a su posicin, y basndose en el hecho de que la seal viaja a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia sabiendo la duracin del viaje. Cada satlite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera con centro en el propio satlite y de radio la distancia total hasta el receptor.

Obteniendo informacin de dos satlites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersectan las dos esferas.

Si adquirimos la misma informacin de un tercer satlite notamos que la nueva esfera solo corta el crculo anterior en dos puntos.

Teniendo informacin de un el cuarto satlite, la cuarta esfera coincidir con las tres anteriores en un nico punto, y es en este momento cuando el receptor puede determinar una posicin tridimensional, 3D (latitud, longitud y altitud).

El GPS funciona mediante una red de 27 satlites (24 operativos y 3 de respaldo) en rbita sobre el globo, a 20.200 Km., con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie de la Tierra. Cuando se desea determinar la posicin, el aparato que se utiliza para ello localiza automticamente como mnimo tres satlites de la red, de los que recibe unas seales indicando la posicin y el reloj de cada uno de ellos. En base en estas seales, el aparato sincroniza el reloj del GPS y calcula el retraso de las seales; es decir, la distancia al satlite. Por "triangulacin" calcula la posicin en que ste se encuentra. La triangulacin en el caso del GPS, a diferencia del caso 2-D que consiste en averiguar el ngulo respecto de puntos conocidos, se basa en determinar la distancia de cada satlite respecto al punto de medicin. Conocidas las distancias, se determina fcilmente la propia posicin relativa respecto a los tres satlites. Conociendo adems las coordenadas o posicin de cada uno de ellos por la seal que emiten, se obtiene las posiciones absolutas o coordenadas reales del punto de medicin. Tambin se consigue una exactitud extrema en el reloj del GPS, similar a la de los relojes atmicos que llevan a bordo cada uno de los satlites.

La antigua Unin Sovitica tena un sistema similar llamado GLONASS, ahora gestionado por la Federacin Rusa. Actualmente la Unin Europea est desarrollando su propio sistema de posicionamiento por satlite, denominado 'Galileo'.Fiabilidad de los datos Debido al carcter militar del sistema GPS, el Departamento de Defensa de los Estados Unidos se reserva la posibilidad de incluir un cierto grado de error aleatorio que puede variar de los 15 a los 100 metros. La llamada disponibilidad selectiva (S/A) fue eliminada el 2 de mayo de 2000. Aunque actualmente no aplique tal error inducido, la precisin intrnseca del sistema GPS depende del nmero de satlites visibles en un momento y posicin determinados.

Con un elevado numero de satlites siendo captados (7, 8 o 9 satlites), y si stos tienen una geometra adecuada (estn dispersos), pueden obtenerse precisiones inferiores a 2,5 metros en el 95% del tiempo. Si se activa el sistema DGPS llamado SBS (WAAS-EGNOS-MSAS), la precisin mejora siendo inferior a un metro en el 97% de los casos. (Estos sistemas SBS no aplican en Sudamrica, ya que esta parte del mundo no cuenta con este tipo de satlites geoestacionarios)

Aunque actualmente no aplique tal error inducido, el GPS ofrece por s solo una precisin aproximada de entre 0 y 15 metros.

Fuentes de error:La posicin calculada por un receptor GPS requiere el instante actual, la posicin del satlite y el atraso metido de la seal recibido. La precisin es dependiente en la posicin y atraso de la seal.

Al meter el atraso, el receptor compara una serie de bits (unidad binaria) recibida del satlite con una versin interna. Cuando se comparan los lmites de la serie, las electrnicas pueden meter la diferencia a 1% de un tiempo BIT, o aproximadamente 10 nanosegundos por el cdigo C/A. Desde entonces las seales GPS se propagan a la velocidad de luz, que representa un error de 3 metros. Este es el error mnimo posible usando solamente la seal GPS C/A.

La precisin de la posicin se mejora con una seal P (Y). Al presumir la misma precisin de 1% de tiempo BIT, la seal P (Y) (alta frecuencia) resulta en una precisin de ms o menos 30 centmetros. Los errores en las electrnicas son una de las varias razones que perjudican la precisin (ver la tabla).

Retraso de la seal en la ionosfera y troposfera. Seal multirruta, producida por el rebote de la seal en edificios y montaas cercanos. Errores de orbitales, donde los datos de la rbita del satlite no son completamente precisos. Nmero de satlites visibles. Geometra de los satlites visibles. Errores locales en el reloj del GPS. Fuentes de error

FuenteEfecto

Ionosfera 5 m

Efemrides 2,5 m

Reloj satelital 2 m

Distorsin multibandas 1 m

Troposfera 0,5 m

Errores numricos 1 m o menos

Este Sistema Global de Navegacin por Satlite lo componen:

1. Sistema de satlites. Est formado por 24 unidades con trayectorias sincronizadas para cubrir toda la superficie del globo terrqueo. Ms concretamente, repartidos en 6 planos orbitales de 4 satlites cada uno. La energa elctrica que requieren para su funcionamiento la adquieren a partir de dos paneles compuestos de celdas solares adosados a sus costados.

2. Estaciones terrestres. Envan informacin de control a los satlites para controlar las rbitas y realizar el mantenimiento de toda la constelacin.

3. Terminales receptores: Indican la posicin en la que estn; conocidas tambin como Unidades GPS, son las que podemos adquirir en las tiendas especializadas.

4. GPS es consolidado y control por el U. S. El Departamento de Defensa (DOD). Mientras hay muchos miles de usuarios civiles de GPS mundial, el sistema GPS se dise para la operacin en el ejrcito U. S.

5. GPS proporciona signos del satlite codificados que pueden procesarse en un receptor de GPS especialmente, permitindole al receptor que computara posicin, velocidad y tiempo.

6. Se usan cuatro GPS satlite signos para computar las posiciones en tres dimensiones y el tiempo compense en el reloj del receptor.

Segmento Espacial Satlites en la constelacin: 24 (4 X 6 rbitas)

Altitud: 20.200 Km.

Perodo: 11 h 56 min.

Inclinacin: 55 grados (respecto al ecuador terrestre).

Vida til: 7,5 aos

Segmento de Control (estaciones terrestres)

Estacin principal: 1

Antena de tierra: 4

Estacin monitora (de seguimiento): 5

Seal RF Frecuencia portadora:

Civil - 1 575.42 MHz (L1). Utiliza el Cdigo de Adquisicin Aproximativa (C/A)

Militar 1227.60 MHz (L2). Utiliza el Cdigo de Precisin (P), cifrado.

- Nivel de potencia de la seal: -160 dBW (en superficie tierra)

- Polarizacin: circular dextrgira

Exactitud

Posicin: aproximadamente 15 m (el 95%)

Hora: 1 ns

Cobertura: mundial Capacidad de usuarios: ilimitada Sistema de coordenadas:

Sistema Geodsico Mundial 1984 (WGS84)

Centrado en la Tierra, fijo.

Integridad: tiempo de notificacin 15 minutos o mayor. NO ES SUFICIENTE PARA LA AVIACIN CIVIL isponibilidad: 24 satlites - 70% y 21 satlites - 98% NO ES SUFICIENTE COMO MEDIO PRIMARIO DE NAVEGACIN El Segmento Espacial del sistema consiste en los satlites de GPS. Estos vehculos espaciales (SVs) enva los signos de la radio del espacio. El GPS nominal que la Constelacin Opera consiste en 24 satlites, que giran sobre la tierra en 12 horas. Hay a menudo ms de 24 satlites operacionales como nuevos se lanza para reemplazar los satlites ms viejos. Las rbitas del satlite repiten casi la misma huella molida (como los giros de tierra bajo ellos) una vez cada da. La altitud de la rbita es tal que los satlites repiten la misma huella y configuracin aproximadamente encima de cualquier punto cada 24 horas (4 minutos ms temprano cada da). Hay seis aviones orbitales (con nominalmente cuatro SVs en cada uno), igualmente espaci (60 grados aparte), e inclinado a aproximadamente cincuenta y cinco grados con respecto al avin ecuatorial. Esta constelacin proporciona a la usuaria con entre cinco y ocho SVs visible de cualquier punto en la tierra.

El Segmento del mando

El Segmento del Mando consiste en un sistema que rastrea las estaciones localizado alrededor del mundo. La facilidad del Mando Principal se localiza a la Schriever Fuerza area Base (anteriormente el Halcn AFB) en Colorado. Este amonestador estaciona los signos de la medida del SVs que est incorporado en los modelos orbitales para cada satlite. Los modelos computan los datos orbitales precisos (el ephemeris) y SV cronometran las correcciones para cada satlite. La estacin del Mando Principal transfiere ephemeris y datos del reloj al SVs. Los SVs envan subconjuntos de los datos del ephemeris orbitales entonces a los receptores de GPS encima de los signos de la radio.

El Segmento del usuario

El GPS Usuario Segmento consiste en los receptores de GPS y la comunidad del usuario. Los receptores de GPS convierten que SV seala en la posicin, velocidad, y estimaciones de tiempo. Se requieren cuatro satlites computar las cuatro dimensiones de X, Y, Z (la posicin) y Time. Se usan los receptores de GPS para la navegacin, mientras posicionando, la diseminacin de tiempo, y otra investigacin.

La navegacin en tres dimensiones es la funcin primaria de GPS. Los receptores de la navegacin son hecho para el avin, naves, los vehculos molidos, y para el transporte de la mano por los individuos.

El posicionamiento preciso est los posibles receptores de GPS usando en las situaciones de la referencia

las correcciones proporcionando y datos de posicionamiento de pariente para los receptores remotos.

Inspeccionando, el mando geodsico, y plato los estudios tectnicos son los ejemplos.

Tiempo y diseminacin de frecuencia, basado en los relojes precisos a borde del SVs y control por las estaciones del amonestador, es otro uso para GPS. Pueden ponerse observatorios astronmicos, medios de las telecomunicaciones, y normas del laboratorio a los signos de tiempo precisos o controlado a las frecuencias exactas por el propsito especial los receptores de GPS.

Los proyectos de la investigacin han usado que GPS seala para medir los parmetros atmosfricos.

GPS Positioning que los Servicios Especificaron En El Plan de Radionavigation Federal

El Servicio del Posicionamiento preciso (PPS)

Los usuarios autorizados con el equipo criptogrfico y llaves y especialmente los receptores provistos usan el Sistema del Posicionamiento Preciso. U. S. y U. el militar, cierto Aliado S. Las agencias gubernamentales, y los usuarios civiles seleccionados especficamente aprobado por el U. S. El gobierno, puede usar el PPS.

PPS la Exactitud Predecible

22 metro exactitud Horizontal

27.7 metro exactitud vertical

200 tiempo del nanosegundo (UTC) la exactitud

El Servicio del Posicionamiento normal (SPS)

Los usuarios civiles el uso mundial el SPS sin cargo o restricciones. La mayora de los receptores es capaz de recepcin y usando el signo de SPS. La exactitud de SPS es intencionalmente degradada por el DOD por el uso de Disponibilidad Selectiva.

SPS la Exactitud Predecible

100 metro exactitud horizontal

156 metro exactitud vertical

340 nanosegundos cronometran la exactitud

Estas GPS exactitud figuras son del 1999 Plan de Radionavigation Federal. Las figuras son 95% exactitudes, y expresa el valor de dos desviaciones estndar de error radial de la posicin de la antena real a un conjunto de estimaciones de la posicin hecho bajo el ngulo de elevacin de satlite especificado (cinco grados) y PDOP (menos de seis) las condiciones.

Para la exactitud horizontal figura 95% es el equivalente de 2drms (la dos-distancia raz-malo-cuadr), o dos veces la desviacin estndar del error radial. Para vertical y errores de tiempo 95% son el valor de desviaciones dos-normales de error vertical o error de tiempo.

El Los fabricantes del receptor pueden usar otras medidas de la exactitud. El raz-malo-cuadrado (RMS) el error es el valor de una desviacin estndar (68%) del error en uno, dos o tres dimensiones. El Error redondo Probable (CEP) es el valor del radio de un crculo, centrado a la posicin real que contiene 50% de las estimaciones de la posicin. El Error esfrico Probable (el SEP) es el equivalente esfrico de CEP que es el radio de una esfera centrado a la posicin real que contiene 50% de las tres estimaciones de posicin de dimensin. Como opuesto a 2drms, los drms, o figuras de RMS, CEP y SEP no son afectados por errores de la equivocacin grandes que los hacen un demasiado la medida de exactitud optimista

Alguna especificacin del receptor cubre liste la exactitud horizontal en RMS o CEP y sin la Disponibilidad Selectiva, haciendo a esos receptores aparecer ms exacto que aqullos especificados por vendedores ms responsables que usan las medidas del error ms conservadoras.

Los GPS Satlite Signos

Los SVs transmiten dos signos de portador de microonda. La frecuencia de L1 (1575.42 MHz) lleva el mensaje de la navegacin y los SPS codifican los signos. La frecuencia de L2 (1227.60 MHz) se usa para medir el ionospheric tarde por PPS equip a los receptores.

Tres cdigos binarios cambian el L1 y/o L2 portador fase.

El Cdigo de C/A (la Adquisicin Tosca) modula la L1 portador fase. El cdigo de C/A es un repitiendo 1 MHz Ruido Aleatorio Pseudo (PRN) el Cdigo. Esto ruido-como el cdigo modula el L1 portador signo," extendiendo" el espectro encima de un 1 MHz ancho de banda. El cdigo de C/A repite cada 1023 momentos (un milisegundo). Hay que un C/A diferente codifica PRN para cada SV. Los satlites de GPS son identificados a menudo por su nmero de PRN, el nico identificador para cada cdigo del pseudo-azar-ruido. El cdigo de C/A que modula al portador de L1 es la base para el SPS civil.

El P-cdigo (Preciso) modula los L1 y L2 portador fases. El P-cdigo es un muy largo (siete das) 10 MHz cdigo de PRN. El Anti-engaando (COMO) el modo de funcionamiento, el P-cdigo se encripta en el Y-cdigo. El Y-cdigo encriptado requiere un clasificado COMO el Mdulo para cada cauce del receptor y slo es para el uso por los usuarios autorizados con las llaves criptogrficas. El P (el Y)-cdigo es la base para el PPS.

El Mensaje de la Navegacin tambin modula que los L1-C/A codifican el signo. El Mensaje de la Navegacin es un 50 signo de Hz que consiste en pedazos del datos que describen el satlite de GPS orbita, correcciones del reloj, y otros parmetros del sistema.

Los Datos de GPS

El GPS Navegacin Mensaje consiste en pedazos de los datos tiempo-etiquetados que marcan el tiempo de transmisin de cada subframe en el momento que ellos se transmiten por el SV. Un marco de pedazo de datos consiste en 1500 pedazos divididos en cinco subframes del 300-pedazo. Un marco de los datos se transmite cada treinta segundos. Tres seis-segundos subframes contienen orbital y datos del reloj. SV Clock se envan las correcciones en subframe uno y SV preciso los conjuntos de datos orbitales (los parmetros de datos de ephemeris) para el SV transmitiendo se enva en el subframes dos y tres. Subframes se usan cuatro y cinco para transmitir pginas diferentes de datos del sistema. Un juego entero de veinticinco marcos (125 subframes) constituye el Mensaje de la Navegacin completo que se enva encima de un 12.5 perodo del minuto.

El dato idea (1500 pedazos) se enva cada treinta segundos. Cada marco consiste en cinco subframes.

Los datos mordieron el subframes (300 bits transmitieron encima de seis segundos) contenga bites de paridad que permiten datos que verifican y la correccin del error limitada.

Los parmetros de datos de reloj describen los SV cronometran y su relacin a tiempo de GPS.

Los Ephemeris datos parmetros describen que SV orbita para las secciones cortas de las rbitas del satlite. Normalmente, un receptor recoge los nuevos datos del ephemeris cada hora, pero puede agotar los datos viejos para a cuatro horas sin mucho error. Los parmetros del ephemeris se usan con un algoritmo que computa el SV posicione cuando quiera para dentro del perodo de la rbita descrito por el juego de parmetro de ephemeris.

Los almanaques son los parmetros de los datos orbitales aproximados para todo el SVs. Los almanaques del diez-parmetro describen las rbitas de SV encima de los perodos extendidos de tiempo (til durante meses en algunos casos) y un juego para todo el SVs se enva por cada SV encima de un perodo de 12.5 minutos (por lo menos). El tiempo de adquisicin sealado en el receptor salida-a puede ayudarse significativamente por la disponibilidad de almanaques actuales. El datos orbital aproximado se usa para prefijar al receptor con la posicin aproximada y portador la frecuencia de Doppler (el cambio de frecuencia causado por la proporcin de cambio en el rango al SV mudanza) de cada SV en la constelacin.

Cada conjunto de datos de SV completo incluye que un modelo del ionospheric a que se usa en el receptor aproxima el retraso de la fase a travs del ionosphere en cualquier situacin y momento.

Cada SV enva la cantidad a que GPS Time se compensa de Time Coordinado Universal. Esta correccin puede usarse por el receptor para poner UTC a dentro de 100 ns.

Se envan otros parmetros del sistema y banderas que caracteriza detalles del sistema.

Posicione, y Time de GPSEl Seguimiento de Fase de Cdigo (la Navegacin)

El receptor de GPS produce rplicas del C/A y/o P (el Y)-cdigo. Cada cdigo de PRN es un ruido-como, pero series pre-determinadas, nicas de pedazos.

El receptor produce que los C/A codifican la sucesin para un SV especfico con algn formulario de un C/A cdigo generador. Los receptores modernos normalmente guardan un juego completo de precomputed C/A codifican las astillas en la memoria, pero un hardware, el registro de cambio, que la aplicacin tambin puede usarse.

Los C/A codifican que el generador produce una 1023 sucesin de la astilla diferente para cada escena de palmadita de fase. En una aplicacin de registro de cambio las astillas del cdigo se cambian a tiempo por el slewing el reloj que controla los registros de cambio. En un lookup de memoria forme planes las astillas del cdigo requeridas se recuperan de la memoria.

Los C/A codifican que el generador repite la misma sucesin de PRN-cdigo de 1023-astilla cada milisegundo. Los cdigos de PRN estn definidos para 32 nmeros de identificacin del satlite.

El receptor resbala una rplica del cdigo a tiempo hasta all es la correlacin con el cdigo de SV.

Si el receptor aplica que un PRN diferente codifica a un signo de SV no hay ninguna correlacin.

Cuando el receptor usa el mismo cdigo como los SV y los cdigos empieza a alinearse, algn poder del signo se descubre.

Como el SV y el receptor codifica la lnea completamente a, el signo de portador de cobertor-espectro se de-extiende y el poder sealado lleno se descubre.

Un receptor de GPS usa el poder sealado descubierto en el signo puesto en correlacin encuadrar el C/A codifique en el receptor con el cdigo en el signo de SV. Normalmente una versin tarde del cdigo se compara con una versin temprana para asegurar que la cresta de la correlacin se rastrea.

Una fase cerr con llave vuelta que puede cerrar con llave a un positivo o el medio-ciclo negativo (una vuelta de cerradura de bi-fase) se usa para demodular el 50 HZ navegacin mensaje del GPS portador signo. La misma vuelta puede usarse medir y rastrear la frecuencia del portador (Doppler cambian) y guardando huella de los cambios al numricamente el oscilador controlado, la fase de frecuencia de portador puede rastrearse y puede medirse.

Los cobrador PRN codifican la posicin de la salida en el momento de correlacin llena es el tiempo de llegada (TOA) del SV PRN al receptor. Este TOA es una medida del rango a SV compense por la cantidad a que el reloj del receptor se compensa de tiempo de GPS. Este TOA se llama el pseudo-rango.

La Navegacin del pseudo-rango

La posicin del receptor es donde los pseudo-rangos de un juego de SVs se cortan.

La posicin est determinada de las medidas del pseudo-rango mltiples en una sola poca de la medida. Las medidas del rango pseudas se usan junto con SV posicione estimaciones basadas en los elementos orbitales precisos (los datos del ephemeris) envi por cada SV. Este dato orbital le permite al receptor computar las posiciones de SV en tres dimensiones al momento que ellos enviaron sus signos respectivos.

Cuatro satlites (la navegacin normal) puede usarse para determinar tres dimensiones de la posicin y tiempo. Las dimensiones de la posicin son computadas por el receptor en Tierra-centr, X Tierra-fijo, Y, Z (ECEF XYZ) las coordenadas.

Tiempo se usa para corregir el desplazamiento en el reloj del receptor, mientras permitiendo el uso de un reloj del receptor barato.

SV Position en XYZ se computa de cuatro pseudo-rangos de SV y la correccin del reloj y datos del ephemeris.

La posicin del receptor se computa de las posiciones de SV, los pseudo-rangos moderados (corrigi para SV cronometre los desplazamientos, el ionospheric tarda, y el relativistic efecta), y una estimacin de posicin de receptor (normalmente la ltima posicin del receptor computada).

Podran usarse tres satlites determine tres dimensiones de la posicin con un receptor perfecto cronometre. En la prctica esto es raramente posible y se usan tres SVs para computar un apuro bidimensional, horizontal (en la latitud y longitud) dado una altura supuesta. Esto es a menudo posible al mar o en el altmetro el avin equip.

Cinco o ms satlites pueden proporcionar posicin, tiempo y redundancia. Ms SVs puede proporcionar la certeza de apuro de posicin extra y puede permitir descubrimiento de signos de fuera-de-tolerancia bajo ciertas circunstancias.

Cobrador Position, Velocidad, y Time

Posicione en XYZ es convertido dentro del receptor a la latitud geodsica, longitud y altura sobre el elipsoide.

Normalmente se proporcionan latitud y longitud en el dato geodsico en que GPS es basado (WGS-84). Pueden ponerse a menudo los receptores para convertir a otro datums usuario-requerido. Los desplazamientos de la posicin de centenares de metros pueden ser el resultado de usar el dato malo.

La velocidad se computa con el tiempo del cambio en la posicin, el SV las frecuencias de Doppler, o ambos.

Tiempo se computa en SV Time, GPS Time, y UTC.

SV Time es el tiempo mantenido por cada satlite. Cada SV contiene cuatro relojes atmicos (dos cesios y dos rubidios). Los relojes de SV son supervisados por las estaciones de mando de tierra y de vez en cuando restablecieron para mantener tiempo a dentro del uno-milisegundo de tiempo de GPS. Los reloj correccin datos bits reflejan el desplazamiento de cada SV de tiempo de GPS.

SV Time es fijo en el receptor de los signos de GPS. Los datos mordieron que los subframes ocurren cada seis segundos y contienen pedazos que se resolven el Time de Semana a dentro de seis segundos. Los 50 datos de Hz mordieron el arroyo se alinea con las C/A cdigo transiciones para que el tiempo de la llegada de un borde de pedazo de datos (en un 20 intervalo del milisegundo) las resoluciones el pseudo-rango al milisegundo ms cercano. El rango aproximado al SV se resolve la veinte ambigedad del milisegundo, y los C/A codifican que la medida representa tiempo a los milisegundos fraccionarios. SVs mltiple y una solucin de la navegacin (o una posicin conocida para un receptor de la eleccin del momento adecuado) el permiso SV Time para ser puesto a una exactitud limit por el error de la posicin y el error del pseudo-rango para cada SV.

SV Time se convierte a GPS Time en el receptor.

GPS Time es un" "reloj del papel el conjunto del Reloj del Mando Principal y los relojes de SV. GPS Time es moderado en semanas y segundos de 24:00:00, el 5 de enero de 1980 y se dirige a dentro de un microsegundo de UTC. GPS Time tiene que ningn salto secunda y est delante de UTC por varios segundos.

Tiempo en Time Coordinado Universal (UTC) se computa de GPS Time que usa los UTC correccin parmetros envi como la parte de los pedazos de datos de navegacin.

A la transicin entre 23:59:59 UTC el 31 de diciembre, 1998 y 00:00:00 UTC el 1 de enero de 1999, UTC estaba detenido por uno-segundo. GPS Time est ahora delante de UTC por 13 segundos. El Seguimiento de Fase de portador (Inspeccionando)

El seguimiento del portador-fase de signos de GPS ha producido una revolucin en la tierra.

inspeccionando. Una lnea de vista a lo largo de la tierra no es ningn requisito ms largo para el posicionamiento preciso. Las posiciones pueden medirse a a 30 Km. del punto de la referencia a menos que los puntos del intermedio. Este uso de GPS requiere a portador provisto que rastrea a los receptores especialmente.

Se usan los L1 y/o L2 portador signos en la topografa de fase de portador. L1 portador ciclos tienen una longitud de onda de 19 centmetros. Si rastre y midi stos los signos del portador pueden proporcionar yendo las medidas con las exactitudes relativas de milmetros bajo las circunstancias especiales.

Rastreando los signos de fase de portador no proporciona tiempo de informacin de la transmisin. El portador seala, mientras modul con tiempo etiquet los cdigos binarios, lleve ningn tiempo-etiqueta que distingue un ciclo de otro. Las medidas usadas en el seguimiento de fase de portador son con el tiempo las diferencias en ciclos de fase de portador y fragmentos de ciclos. Por lo menos dos receptores rastrean que el portador seala al mismo tiempo. Ionospheric tardan las diferencias a los dos receptores debe ser pequeo bastante para asegurar ese ciclos de fase de portador se considera propiamente para. Esto normalmente requiere que los dos receptores estn dentro de aproximadamente 30 Km. de nosotros.

La fase del portador se rastrea a receptores y los cambios en la fase rastreada se graba con el tiempo en ambos receptores.

Todos portador-escalonan el seguimiento es el diferencial, mientras requiriendo una referencia y receptor remoto que rastrea al portador escalona al mismo tiempo.

A menos que la referencia y los receptores remotos usan L1-L2 diferencia para medir el delay, del ionospheric ellos deben ser cerca bastante para asegurar que los ionospheric tardan que la diferencia est menos de una longitud de onda del portador.

Las L1-L2 ionospheric medidas usando y la medida larga que promedian los perodos, pueden determinarse posiciones relativas de sitios fijos encima de las lneas de fondo de centenares de kilmetros.

Los cambios de diferencia de fase en los dos receptores son el software usando reducido a las diferencias en tres dimensiones de la posicin entre la referencia estacione y el receptor remoto. Las exactitud rango diferencia medidas altas con el subalterno-centmetro la exactitud es posible. Los problemas son el resultado de la dificultad de rastrear los signos del portador en el ruido o mientras los movimientos del receptor.

Dos receptores y un SV con el tiempo el resultado en las solas diferencias.

Dos receptores y dos SVs proporcionan las diferencias dobles con el tiempo.

El poste proces la topografa de la portador-fase esttica puede proporcionar a 1-5 centmetro el posicionamiento relativo dentro de 30 Km. del receptor de la referencia tiempo de la medida de 15 minutos para las lneas de fondo cortas (10 Km.) y una hora para las lneas de fondo largas (30 Km.).

Esttica rpida o la topografa de la esttica rpida pueden proporcionar 1 kilmetro lneas de fondo y 15 minutos de grabar tiempo a 4-10 exactitudes del centmetro.

La real-Time-cinemtica (RTK) inspeccionando las tcnicas pueden proporcionar el centmetro las medidas en de tiempo real encima de 10 km lneas de fondo que rastrean cinco o ms and de los satlites los eslabones de la radio de tiempo real entre la referencia y los receptores remotos.

Las GPS Error Fuentes

Los errores de GPS son una combinacin de ruido, tuerza, equivocaciones.

Los errores del ruido son el efecto combinado de PRN cdigo ruido (alrededor de 1 metro) y ruido dentro del ruido del receptor (alrededor de 1 metro).

Tuerza que los errores son el resultado de la Disponibilidad Selectiva y otros factores

La Disponibilidad selectiva (SA)

SA es que la degradacin intencional del SPS seala por un tiempo el prejuicio variante. SA es controlada por el DOD limitar la exactitud para el non-U. S. el ejrcito y los usuarios gubernamentales. La exactitud potencial del cdigo de C/A de alrededor de 30 metros se reduce a 100 metros (dos desviaciones estndar).

Las SA tuercen en cada signo del satlite es diferente, y para que la solucin de la posicin resultante es una funcin de la SA combinada tuerza de cada SV us en la solucin de la navegacin. Porque SA es ms de un prejuicio cambiante con las condiciones de frecuencia bajas no pueden promediarse unas horas, soluciones de la posicin o pseudo-rangos de SV individuales eficazmente encima de los perodos ms corto que unas horas. Deben ponerse al da las correcciones del diferencial a una proporcin menos del tiempo de la correlacin de SA (y otros errores del prejuicio).

El fuentes de Otras del Error de Prejuicio;

SV cronometran los errores no corregido por el Segmento del Mando puede producir un metro errores.

Los Ephemeris datos errores: 1 metro

Tropospheric tarda: 1 metro. La troposfera es la ms bajo parte (el nivel de tierra a de 8 a 13 Km.) de la atmsfera que experimenta los cambios en la temperatura, presin, y humedad asociada con los cambios de tiempo. Los modelos complejos de retraso del tropospheric requieren estimaciones o medidas de estos parmetros.

El ionosphere de Unmodeled tarda: 10 metros. El ionosphere es la capa de la atmsfera de 50 a 500 Km. que consiste en aire ionizado. El modelo transmitido slo puede quitar sobre la mitad de los posibles 70 ns de retraso que deja un diez metro un-model el residuo.

Multipath: 0.5 metros. Multipath se causa por los signos reflejados de las superficies cerca del receptor que o puede interferir con o puede equivocar para el signo que sigue el camino de la lnea recto del satlite. Multipath es difcil descubrir y algn da duro evitar.

Las equivocaciones pueden producir errores de centenar de kilmetros.

Los errores de segmento de mando debido a computadora o el error humano los errores pueden causar de un metro a los centenares de kilmetros.

El usuario equivoca, mientras incluyendo la seleccin del dato geodsica incorrecta, puede causar los errores de 1 a los centenares de metros.

Los errores del receptor de software o errores de hardware pueden causar errores de la equivocacin de cualquier tamao.

El ruido y errores del prejuicio combinan, mientras produciendo los errores yendo tpicos de alrededor de quince metros para cada satlite usaron en la solucin de la posicin.

La Dilucin geomtrica de Precisin (GDOP) y Visibilidad

GPS que van los errores son magnificados por las diferencias de vector de rango entre el receptor y el SVs. El volumen de la forma descrito por la unidad-vector del receptor al SVs usado en un apuro de la posicin es inversamente proporcional a GDOP.

GDOP pobre, un valor grande que representa un vector-volumen de la unidad pequeo, los resultados cuando los ngulos del receptor al juego de SVs usado son similares.

GDOP bueno, un valor pequeo que representa un unidad-vector-volumen grande, los resultados cuando los ngulos del receptor a SVs son diferentes.

GDOP se computa de las relaciones geomtricas entre el receptor posicione y las posiciones de los satlites que el receptor est usando para la navegacin. Por planear los propsitos GDOP se computa a menudo de los Almanaques y una posicin estimada. GDOP estimado no toma en obstculos de cuenta que bloquean el lnea-de-vista de la posicin a los satlites. GDOP estimado no puede ser realizable en el campo.

Se computan las condiciones de GDOP normalmente usando los parmetros del proceso de solucin de navegacin.

En general, yendo los errores de los signos de SV se multiplican por el trmino de GDOP apropiado para estimar la posicin resultante o error de tiempo. Pueden computarse las varias condiciones de GDOP de la matriz de covarianzas de la navegacin. El ECEF XYZ DOP pueden girarse las condiciones en un Norte-este Abajo (NED) el sistema para producir las condiciones de DOP horizontales y verticales locales.

Los Componentes de GDOP

PDOP = la Dilucin de la Posicin de Precisin (3-D), a veces el DOP Esfrico.

HDOP = la Dilucin Horizontal de Precisin (la Latitud, Longitud).

VDOP = la Dilucin Vertical de Precisin (la Altura).

TDOP = la Dilucin de Time de Precisin (Time).

Mientras cada uno de estas condiciones de GDOP puede computarse individualmente, ellos se forman de las covarianzas y para que no es independiente de nosotros. Un TDOP alto (la dilucin de tiempo de precisin), por ejemplo, causar errores de reloj de receptor que producirn los errores de la posicin aumentados en el futuro.

El diferencial GPS (DGPS) las Tcnicas

La idea detrs de todo el diferencial posicionar es corregir los errores del prejuicio a una situacin con los errores del prejuicio moderados a una posicin conocida. Un receptor de la referencia, o la estacin baja, computa las correcciones para cada signo del satlite.

Porque deben corregirse los pseudo-rangos individuales anterior a la formacin de una solucin de la navegacin, las aplicaciones de DGPS requieren el software en el receptor de la referencia que puede rastrear todo el SVs en la vista y formulario las correcciones del pseudo-rango individuales para cada SV. Estas correcciones se pasan al remoto, o vagabundo, receptor que debe ser capaz de aplicar estas correcciones del pseudo-rango individuales a cada SV us en la solucin de la navegacin. Aplicando una correccin de la posicin simple del receptor de la referencia al receptor remoto ha limitado el efecto en los rangos tiles porque ambos receptores tendran que estar usando el mismo juego de SVs en sus soluciones de la navegacin y tener las condiciones de GDOP idnticas (no posible a las situaciones diferentes) para ser afectado idnticamente por los errores del prejuicio.

El Cdigo del diferencial GPS (la Navegacin)

Las correcciones del diferencial pueden usarse en de tiempo real o ms tarde, con las tcnicas del procesamiento posterior.

Las correcciones de tiempo real pueden ser transmitidas por el eslabn de la radio. El U. S. Guardia de la costa mantiene una red de amonestadores del diferencial y transmite las correcciones de DGPS encima de radiobeacons que cubre mucho del U. S. el litoral. Se transmiten a menudo las correcciones de DGPS en un formato normal especificado por la Radio la Comisin Tcnica Marino (RTCM).

Pueden grabarse las correcciones para el proceso del poste. Las muchas agencias pblicas y privadas graban las correcciones de DGPS para la distribucin por los medios electrnicos.

DGPS privado repara uso arrendado que el subalterno-portador de FM transmite, el satlite se une, o radio-almenara privados para las aplicaciones de tiempo real.

Para quitar la Disponibilidad Selectiva (y otros errores del prejuicio), deben computarse las correcciones del diferencial en la estacin de la referencia y aplicado al receptor remoto a una proporcin de la actualizacin que est menos del tiempo de la correlacin de SA. DGPS sugeridos ponen al da que las proporciones normalmente estn menos de veinte segundos.

DGPS quita los errores del comn-modo, esos errores comunes a la referencia y los receptores remotos (no multipath o ruido del receptor). Los errores son ms a menudo comunes cuando los receptores son juntos ntimos (menos de 100 Km.). Las exactitudes de posicin de diferencial de 1-10 metros son posibles con DGPS bas en C/A codifique los signos de SPS. El Portador del diferencial GPS (Boletn del FMI)

Todos portador-escalonan el seguimiento es el diferencial, mientras requiriendo una referencia y receptor remoto que rastrea al portador escalona al mismo tiempo.

Para estimar el nmero de longitudes de onda del portador correctamente a la referencia y los receptores remotos, ellos deben ser cerca bastante para asegurar que los ionospheric tardan que la diferencia est menos de una longitud de onda del portador. Esto normalmente significa esa portador-fase las medidas de GPS deben tomarse con un remoto y estacin de la referencia dentro de aproximadamente 30 kilmetros de nosotros.

El software especial se exige procesar las medidas de diferencial de portador-fase. Las ms nuevas tcnicas como la Real-Time-cinemtica (RTK) procesando permiten el centmetro el posicionamiento relativo con un receptor remoto mudanza. El Modo comn el Transfer de Time

Cuando cronometra la informacin se transfiere de un sitio a otro, las tcnicas del diferencial pueden resultar a tiempo transfiere de alrededor de 10 ns encima de las lneas de fondo con tal de que 2000 km.

Las Tcnicas de GPS y Costos del Proyecto

Los costes del receptor varan, mientras dependiendo de las capacidades. Los receptores de SPS civiles pequeos pueden comprarse para bajo $200, algunos pueden aceptar las correcciones del diferencial. Receptores para que pueden guardar los archivos poste-procesing con los archivos de estacin de base ms cost ($2000-5000). Receptores que pueden actuar como los DGPS referencia receptores (computando y proporcionando los datos de la correccin) y portador fase seguimiento receptores (y dos son.

a menudo requerido) puede costar muchos miles de dlares ($5,000 a $40,000). Los receptores de PPS militares pueden costar ms o pueden ser difcil obtener.

Otros costes incluyen el costo de receptores mltiples cuando necesit, software del procesamiento posterior, y el costo de especialmente personal especializado.

Las tareas del proyecto pueden ser categorizadas a menudo por exactitudes requeridas que determinarn el costo de equipo.

Econmico, solo-cobrador SPS proyecta (100 metro exactitud)

El medio-costo, diferencial SPS codifican el Posicionamiento (1-10 metro exactitud)

De alto costo, solo-cobrador PPS proyecta (20 metro exactitud)

De alto costo, diferencial portador fase estudios (1 mm a 1 exactitud del centmetro)

Evolucin del sistema GPSEl GPS est evolucionando hacia un sistema ms slido (GPS III), con una mayor disponibilidad y que reduzca la complejidad de las aumentaciones GPS. Algunas de las mejoras previstas comprenden:

Incorporacin de una nueva seal en L2 para uso civil.

Adicin de una tercera seal civil (L5): 1176.45 MHz

Proteccin y disponibilidad de una de las dos nuevas seales para servicios de Seguridad Para la Vida (SOL).

Mejora en la estructura de seales.

Incremento en la potencia de seal (L5 tendr un nivel de potencia de -154 dB).

Mejora en la precisin (1 5 m).

Aumento en el nmero de estaciones monitorizadas: 12 (el doble)

Permitir mejor interoperabilidad con la frecuencia L1 de Galileo

El programa GPS III persigue el objetivo de garantizar que el GPS satisfar requisitos militares y civiles previstos para los prximos 30 aos. Este programa se est desarrollando para utilizar un enfoque en 3 etapas (una de las etapas de transicin es el GPS II); muy flexible, permite cambios futuros y reduce riesgos. El desarrollo de satlites GPS II comenz en 2005, y el primero de ellos estar disponible para su lanzamiento en 2012, con el objetivo de lograr la transicin completa de GPS III en 2017. Los desafos son los siguientes:

1. Representar los requisitos de usuarios, tanto civiles como militares, en cuanto a GPS.

2. Limitar los requisitos GPS III dentro de los objetivos operacionales.

3. Proporcionar flexibilidad que permita cambios futuros para satisfacer requisitos de los usuarios hasta 2030.

4. Proporcionar solidez para la creciente dependencia en la determinacin de posicin y de hora precisa como servicio internacional.

Funcionamiento

Receptor GPS

1. La situacin de los satlites es conocida por el receptor con base en las efemrides (5 parmetros orbitales Keplerianos), parmetros que son transmitidos por los propios satlites. La coleccin de efemrides de toda la constelacin se completa cada 12 min. y se guarda en el receptor GPS.

2. El receptor GPS funciona midiendo su distancia a los satlites, y usa esa informacin para calcular su posicin. Esta distancia se mide calculando el tiempo que la seal tarda en llegar al receptor. Conocido ese tiempo y basndose en el hecho de que la seal viaja a la velocidad de la luz (salvo algunas correcciones que se aplican), se puede calcular la distancia entre el receptor y el satlite.

3. Cada satlite indica que el receptor se encuentra en un punto en la superficie de la esfera, con centro en el propio satlite y de radio la distancia total hasta el receptor.

4. Obteniendo informacin de dos satlites se nos indica que el receptor se encuentra sobre la circunferencia que resulta cuando se intersecan las dos esferas.

5. Si adquirimos la misma informacin de un tercer satlite notamos que la nueva esfera solo corta la circunferencia anterior en dos puntos. Uno de ellos se puede descartar porque ofrece una posicin absurda. De esta manera ya tendramos la posicin en 3-D. Sin embargo, dado que el reloj que incorporan los receptores GPS no est sincronizado con los relojes atmicos de los satlites GPS, los dos puntos determinados no son precisos.

6. Teniendo informacin de un cuarto satlite, eliminamos el inconveniente de la falta de sincronizacin entre los relojes de los receptores GPS y los relojes de los satlites. Y es en este momento cuando el receptor GPS puede determinar una posicin 3-D exacta (latitud, longitud y altitud). Al no estar sincronizados los relojes entre el receptor y los satlites, la interseccin de las cuatro esferas con centro en estos satlites es un pequeo volumen en vez de ser un punto. La correccin consiste en ajustar la hora del receptor de tal forma que este volumen se transforme en un punto.

Simplific mtodo de funcionamiento

Un receptor de GPS tpico calcula su posicin que usa los signos de cuatro o ms satlites de GPS. Se necesitan cuatro satlites desde las necesidades del proceso un tiempo local muy exacto, ms exacto que cualquier reloj normal puede proporcionar, para que el receptor resuelve internamente durante tiempo as como la posicin. En otros trminos, el receptor usa cuatro medidas para resolver para 4 variables - x, y, z, y t. Estos valores se convierten entonces en los formularios ms de uso fcil, como latitud/longitud o situacin en un mapa, entonces desplegados al usuario.

Cada satlite de GPS tiene un reloj atmico, y continuamente transmite mensajes que contienen el tiempo actual a la salida del mensaje, parmetros para calcular la situacin del satlite (el ephemeris), y la salud del sistema general (el almanaque). Los signos viajan a una velocidad conocida - la velocidad de luz a travs del espacio exterior, y ligeramente ms lentamente a travs de la atmsfera. El receptor usa el tiempo de la llegada para computar la distancia a cada satlite de que determina la posicin del receptor que usa geometra y trigonometra (vea el trilateration [4])

Aunque se requieren cuatro satlites para el funcionamiento normal, menos puede necesitarse en algunos juicios incidentales. Por ejemplo, si una variable ya es conocida (por ejemplo, una mar-ida enva sabe su altitud es 0), un receptor puede determinar su posicin que usa slo tres satlites. Tambin, en la prctica, los receptores usan las pistas adicionales (los doppler cambian de signos del satlite, ltima posicin conocida, la cuenta muerta, la navegacin inercial, y as sucesivamente) para dar las respuestas degradadas cuando menos que cuatro satlites son visibles.

La descripcin Tcnica

Unlaunched el satlite de GPS en el despliegue en el San Diego el museo Aerospacial

La segmentacin del Sistema El GPS actual consiste en tres segmentos del comandante. stos son el segmento espacial (SS), un segmento del mando (los C), y un segmento del usuario (EE.UU.). [5]

El segmento Espacial Tambin Vea: el satlite de GPS

Un ejemplo visual de la constelacin de GPS en el movimiento con el Tierra girar. El aviso cmo el nmero de satlites en la vista de un punto dado en la superficie de la Tierra, en este ejemplo a las 45N, los cambios con tiempo.

El segmento espacial (SS) comprende los satlites de GPS orbitando, o los Vehculos Espaciales (SV) en el lenguaje de GPS. Los GPS disean llamado para 24 SVs originalmente, 8 cada uno en tres planes, [6 orbitales redondos] pero esto se modific a 6 aviones con 4 satlites cada uno. [7] Los aviones orbitales se centran en la Tierra, mientras no girando con respecto a las estrellas distantes. [8] Los seis aviones tienen aproximadamente 55 inclinacin (el pariente de inclinacin al ecuador de Tierra) y est separado por 60 ascensin del derecho del nodo ascendente (el ngulo a lo largo del ecuador de un punto de la referencia a la interseccin de la rbita). [2] Las rbitas se colocan para que por lo menos seis satlites siempre estn casi por todas partes dentro de la lnea de vista de en la superficie de Tierra. [9]

Orbitando a una altitud de aproximadamente 20,200 kilmetros (12,600 millas o 10,900 millas nuticas; el radio orbital de 26,600 Km. (16,500 mi o 14,400 NM)), cada SV hace dos rbitas completas cada da sideral. [10] La huella molida de cada satlite repite cada uno por consiguiente (sideral) da. Esto era muy til durante el desarrollo, desde que incluso con slo 4 satlites, la alineacin correcta significa que todos los 4 son visibles de una mancha durante unas horas cada da. Para los funcionamientos militares, la huella molida repite puede usarse para asegurar el fondos bueno en las zonas del combate.

A partir del 2007 de septiembre, hay 31 satlites activamente transmitiendo en la constelacin de GPS. Los satlites adicionales mejoran la precisin de GPS receptor clculos proporcionando las medidas redundantes. Con el nmero aumentado de satlites, la constelacin se cambi a un arreglo del nonuniform. Tal un arreglo fue mostrado mejorar la fiabilidad y disponibilidad del sistema, el pariente a un sistema uniforme, cuando los satlites mltiples fallan. [11]

El segmento del Mando Los caminos del vuelo de los satlites son rastreados por Fuerza area americana que supervisa las estaciones en Hawaii, Kwajalein, Isla de Ascensin, Diego Garca, y Colorado Springs, Colorado, junto con estaciones del amonestador operadas por la Agencia de la Geospatial-inteligencia Nacional (NGA). [12] la informacin del seguimiento se enva al mando principal del Orden de Espacio de Fuerza area estacione a la Schriever Fuerza area Base en Colorado Springs que se opera por el 2 Escuadrn de Funcionamientos de Espacio (2 SOPAS) de la Fuerza area de Estados Unidos (USAF). 2 SOPAS avisan cada satlite de GPS regularmente con una actualizacin de navegacin (usando las antenas molidas en la Isla de Ascensin, Diego Garca, Kwajalein, y Colorado Springs). Estas actualizaciones sincronizan los relojes atmicos a borde de los satlites a dentro de unos nanosegundos de nosotros, y ajusta el ephemeris del modelo orbital interior de cada satlite. Las actualizaciones se crean por un filtro de Kalman que usa las entradas de las estaciones supervisando molidas, informacin de tiempo espacial, y las varias otras entradas. [13]

Las maniobras del satlite no son precisas por las normas de GPS. As que para cambiar la rbita de un satlite, el satlite debe marcarse' enfermo', para que los receptores no lo usaran en su clculo. Entonces la maniobra puede llevarse a cabo, y la rbita resultante rastre de la tierra. Entonces el nuevo ephemeris se transfiere y el satlite marc saludable de nuevo. Aun cuando simplemente un satlite se maniobra en un momento, esto implica por lo menos que cinco satlites deben ser visibles estar seguro de recibir los datos de cuatro.

El segmento del Usuario Los receptores de GPS entran en una variedad de formatos, de dispositivos integrados en los automviles, telfonos, y relojes, a los dispositivos especializados como aqullos mostrados aqu de los fabricantes Trimble, Garmin y Leica (sali para corregir).

El receptor de GPS del usuario es el segmento del usuario (EE.UU.) del GPS. En general, los receptores de GPS estn compuestos de una antena, puso a punto a las frecuencias transmitidas por los satlites, receptor-procesadores, y un reloj muy-estable (a menudo un oscilador de cristal). Ellos tambin pueden incluir un despliegue por proporcionar situacin e informacin de velocidad al usuario. Un receptor se describe a menudo por su nmero de cauces: esto significa cuntos satlites puede supervisar simultneamente. Originalmente limitado a cuatro o cinco, esto ha aumentado progresivamente durante los aos para que, a partir de 2006, los receptores tengan tpicamente entre doce y veinte cauces.

Un OEM tpico el GPS receptor mdulo, basado en la Estrella de SiRF III chipset, midiendo 1517 mm, y us en muchos productos.

Los receptores de GPS pueden incluir una entrada para las correcciones del diferencial, mientras usando el RTCM SC-104 el formato. Esto est tpicamente en el formulario de un puerto de RS-232 a 4,800 velocidades del bit/s. El datos realmente se enva a una muy ms bajo proporcin que limita la exactitud del signo envi usar RTCM. Los receptores con los receptores de DGPS interiores enlatan el outperform aqullos usando los datos de RTCM externos. Incluso a partir de 2006, las unidades econmicas incluyen normalmente el Sistema de Aumento de Zona Ancho (WAAS) los receptores.

SiRFstar III receptor e integr la antena de la compaa de REINO UNIDO Antenova. Esto mide simplemente 49 x 9 x 4mm.

Muchos receptores de GPS pueden relevar los datos de la posicin a un PC u otro dispositivo que usa el NMEA 0183 protocolo. NMEA 2000[14] es un ms nuevo y ampliamente adopt el protocolo. Los dos son propietarios y controlaron por la Marino Asociacin de la Electrnica Nacional EE.UU.-basada. Las referencias a los protocolos de NMEA han sido compiladas de los archivos pblicos, mientras permitiendo las herramientas de la fuente abiertas como el GPS leer el protocolo sin violar las leyes de propiedad intelectuales. Otros protocolos propietarios tambin existen, como los SiRF y protocolos de MTK. Los receptores pueden unir con otros dispositivos que usan los mtodos incluso una conexin de serie, USB o Bluetooth.

Los signos de la Navegacin

GPS transmiten el signo Cada satlite de GPS continuamente las transmisiones un Mensaje de la Navegacin a 50 bit/s que dan el tiempo-de-da, GPS semana nmero e informacin de salud de satlite (todos transmitieron en la primera parte del mensaje), un ephemeris (transmiti en la segunda parte del mensaje) y un almanaque (la parte ms tarde del mensaje). Los mensajes se envan en los marcos, cada toma 30 segundos para transmitir 1500 pedazos.

Los primeros 6 segundos de cada marco contienen datos que describen el reloj del satlite y su relacin a tiempo de GPS. Los prximos 12 segundos contienen los datos del ephemeris, mientras dando la propia rbita precisa del satlite. El ephemeris se pone al da cada 2 horas y es generalmente vlido durante 4 horas, con los comestibleses para las actualizaciones cada 6 horas o ms mucho tiempo en las condiciones non-nominales. El tiempo necesitado adquirir el ephemeris est volvindose un elemento significante del retraso a primero apuro de la posicin, porque, cuando el hardware se pone ms capaz, el tiempo para cerrar con llave hacia el satlite seala los encogimientos, pero el datos del ephemeris requiere 30 segundos (el peor caso) antes de que se reciba, debido a la proporcin de la transmisin de datos baja.

El almanaque consiste en rbita tosca e informacin de estado para cada satlite en la constelacin, modelo del ionospheric, e informacin relacionar GPS deriv tiempo a Time Universal Coordinado (UTC). El Una nueva parte del almanaque se recibe durante los ltimos 12 cada de en de segundos 30 marcos del segundo. Cada marco contiene 1/25 del almanaque, para que se exigen 12.5 minutos recibir el almanaque entero de un solo satlite [15]. El almanaque sirve varios propsitos. El primero es ayudar en la adquisicin de satlites a poder-a permitindole al receptor generar una lista de satlites visibles basado en la posicin guardada y tiempo, mientras un ephemeris de cada satlite se necesita computar la posicin arregla usando ese satlite. En el hardware ms viejo, falte de un almanaque en un nuevo receptor causara los retrasos largos antes de proporcionar una posicin vlida, porque la bsqueda para cada satlite era un proceso lento. Los adelantos en el hardware han hecho la adquisicin procesar muy ms rpido, mientras no teniendo un almanaque as es ningn ms largo un problema. El segundo propsito es por relacionar tiempo derivado del GPS (llam GPS cronometran) al tiempo internacional normal de UTC. Finalmente, el almanaque le permite a un solo receptor de frecuencia corregir para el error del ionospheric usando a un modelo del ionospheric global. Las correcciones no son tan exactas como los sistemas de aumento como WAAS o los receptores de frecuencia duales. Sin embargo es a menudo bueno que ninguna correccin desde que el error del ionospheric es la fuente del error ms grande para una sola frecuencia el receptor de GPS. Una cosa importante para notar sobre los datos de la navegacin es que cada satlite transmite slo su propio ephemeris, pero transmite un almanaque para todos los satlites.

Cada satlite transmite su mensaje de la navegacin con por lo menos dos espectro del cobertor distinto codifica: el Tosco / la Adquisicin (C/A) cdigo que est libremente disponible al pblico y el Preciso (el P) cdigo que normalmente se encripta y reserv para las aplicaciones militares. El cdigo de C/A es un 1,023 pseudo-azar de la astilla (PRN) el cdigo a 1.023 millones de chips/sec para que repita cada milisegundo. Cada satlite tiene su propio C/A codificar para que pueda identificarse singularmente y puede recibirse separadamente de los otros satlites que transmiten en la misma frecuencia. El P-cdigo es un 10.23 megachip/sec cdigo de PRN que repite slo cada semana. Cuando el" modo anti-engaando" es adelante, como l est en el funcionamiento normal, el cdigo del P se encripta por el Y-cdigo para producir el P (Y) cdigo que slo puede descifrarse por las unidades con una llave del decryption vlida. El C/A y P (Y) los cdigos imparten el tiempo-de-da preciso al usuario.

Frecuencias usadas por GPS incluyen

L1 (1575.42 MHz): la Mezcla de Mensaje de la Navegacin, tosco-adquisicin (C/A) el cdigo y encript la precisin P (Y) el cdigo, ms el nuevo L1C en el Bloque del futuro III satlites.

L2 (1227.60 MHz): P (Y) el cdigo, ms el nuevo L2C codifique en el Bloque IIR-M y los ms nuevos satlites.

L3 (1381.05 MHz): Us por la Detonacin Nuclear (NUDET) la Carga til de Sistema de Descubrimiento (NDS) para sealar descubrimiento de detonaciones nucleares y otro alto-energa los eventos infrarrojos. D fuerza a los tratados de prohibicin de prueba nucleares.

L4 (1379.913 MHz): el Ser estudi para la correccin del ionospheric adicional.

L5 (1176.45 MHz): Propuso para el uso como una seguridad-de-vida civil (Sol) el signo (vea la modernizacin de GPS). Esta frecuencia entra en un rango internacionalmente protegido para la navegacin aeronutica, mientras prometiendo pequeo o ninguna interferencia bajo todas las circunstancias. El primer Bloque que satlite de IIF que proporcionara este signo se pone para ser lanzado en 2008.

Las posiciones Interesadas Usando el cdigo de C/A Para empezar fuera de, el receptor escoge que C/A codifica para escuchar para por PRN numere, basado en la informacin del almanaque ha adquirido previamente. Como l el signo de cada satlite descubre, lo identifica por su C/A cdigo modelo distinto, entonces las medidas el tiempo recibido para cada satlite. Para hacer esto, el receptor produce una sucesin de C/A idntica que usa el mismo nmero de la semilla, el referenced a su reloj local, empezando el satlite lo enviado al mismo tiempo. Computa el desplazamiento entonces al reloj local que genera la correlacin mxima. Este desplazamiento es el retraso de tiempo del satlite al receptor, como dicho por el reloj del receptor. Desde que el PRN repite cada milisegundo, este desplazamiento es preciso pero ambiguo, y la ambigedad est resuelta mirando los momentos de los datos que se enva a 50 Hz (20 ms) y aline con el cdigo de PRN.

Este datos se usa para resolver para el x, y, z y t. Pueden usarse muchas tcnicas matemticas. Lo siguiente la descripcin muestra una manera reiterativa sincera, pero los receptores usan los mtodos ms sofisticados. (Vea debajo)

Conceptualmente, el receptor calcula la distancia al satlite, llam el pseudorange [16].

Se modifican pseudoranges solapando, representados como las curvas, para rendir la posicin probable

Luego, los datos de la posicin orbitales, o ephemeris, del Mensaje de la Navegacin se transmite para calcular la posicin precisa del satlite entonces. Un receptor ms-sensible adquirir potencialmente ms rpidamente que un receptor menos-sensible los datos del ephemeris, sobre todo en un ambiente ruidoso. [17] Sabiendo la posicin y la distancia de un satlite indica que el receptor se localiza en alguna parte en la superficie de una esfera imaginaria centrada en ese satlite y de quien el radio es la distancia a l. Los receptores pueden sustituir la altitud para un satlite que el receptor de GPS traduce a un pseudorange medido del centro de la Tierra.

Cuando los pseudoranges han sido determinados para cuatro satlites, una suposicin de la situacin del receptor es calculada. Dividiendo la velocidad de luz por el ajuste de distancia exigieron hacer los pseudoranges venir como cierre como posible a cortarse los resultados en una suposicin de la diferencia entre UTC y el tiempo indic por el reloj a bordo del receptor. Con cada combinacin de cuatro satlites, una dilucin geomtrica de precisin (GDOP) el vector es calculado, basado en las posiciones del cielo relativas de los satlites usadas. Cuando ms satlites se recogen, pueden procesarse pseudoranges de ms combinaciones de cuatro satlites para agregar ms suposiciones a la situacin y desplazamiento del reloj. El receptor determina qu combinaciones para usar entonces y cmo calcular la posicin estimada determinando el promedio compensado de estas posiciones y desplazamientos del reloj. Despus de la ltima situacin y tiempo es calculado, la situacin se expresa en un sistema de coordenadas especfico, por ejemplo el latitudes/longitude, usando el WGS 84 dato geodsico o un sistema local especfico a un pas.

Hay muchas otras alternativas y mejoras a este proceso. Si por lo menos 4 satlites son visibles, por ejemplo, el receptor puede eliminar tiempo de las ecuaciones computando slo diferencias de tiempo, resolviendo entonces para la posicin como la interseccin de hyperboloids. Tambin, ms de 4 pueden verse los satlites con una constelacin llena y los receptores modernos, y pueden recibirse en seguida. Entonces todos los datos del satlite pueden pesarse por GDOP, seale al ruido, la longitud del camino a travs del ionosphere, y otra exactitud involucra, y entonces us en un ataque de los mnimos cuadrados para encontrar una solucin. En este caso los residuos dan tambin una estimacin de los errores. Finalmente, pueden usarse resultados de otros sistemas del posicionamiento como GLONASS o el prximo Galileo en el ataque, o doble-verificaba el resultado. (Por el plan, estos sistemas usan las mismas vendas, tanto de la circuitera del receptor puede compartirse, aunque la decodificacin es diferente).

Usando el P (Y) el cdigo Calculando una posicin con el P (Y) el signo es generalmente similar en el concepto, arrogante puede descifrarlo. La encriptacin es esencialmente un mecanismo de seguridad: si un signo puede descifrarse con xito, es razonable asumirlo es un realmente sealado envindose por un satlite de GPS. Los rasgos de RAIM no protegen contra engaar, desde RAIM slo verifica los signos de una perspectiva de navegacin.

La Exactitud y fuentes del error Las fuentes de Usuario Equivalente Rango Errores (UERE)

La fuente El efecto

Ionospheric efecta 5 metro

Los errores de Ephemeris 2.5 metro

Los errores de reloj de satlite 2 metro

La distorsin de Multipath 1 metro

Tropospheric efecta 0.5 metro

Los errores numricos 1 metro

La posicin calculada por un receptor de GPS requiere el tiempo actual, la posicin del satlite y el retraso moderado del signo recibido. La exactitud de la posicin es principalmente dependiente en la posicin del satlite y el retraso sealado.

Para medir el retraso, el receptor compara la sucesin del pedazo recibida del satlite con una versin internamente generada. Comparando la subida y arrastrando bordes de las transiciones del pedazo, la electrnica moderna puede medir el desplazamiento sealado a dentro de aproximadamente 1% de un tiempo del pedazo, o aproximadamente 10 nanosegundos para el cdigo de C/A. Desde que los signos de GPS propagan a la velocidad de luz, esto representa un error de aproximadamente 3 metros. ste es el error mnimo el posible usando slo el GPS el signo de C/A.

La exactitud de la posicin puede mejorarse usando el superior-chiprate P (Y) el signo. Asumiendo la misma 1% exactitud de tiempo de pedazo, la frecuencia alta P (Y) los resultados sealados en una exactitud de aproximadamente 30 centmetros.

Los errores de la electrnica son uno de varios efectos exactitud-degradantes perfilado en la mesa debajo. Cuando tomado juntos, GPS civil autnomo los apuros de la posicin horizontales son tpicamente exactos a aproximadamente 15 metros (50 pies). Estos efectos tambin reducen el P (Y ms preciso) la exactitud de cdigo.

Los efectos Atmosfricos Las inconsistencias de condiciones atmosfricas afectan que la velocidad del GPS seala cuando ellos atraviesan la atmsfera de la Tierra, sobre todo el ionosphere. Corrigiendo estos errores es un desafo significante a mejorar GPS posicione la exactitud. Estos efectos son ms pequeos cuando el satlite es directamente arriba y se pone mayor para los satlites ms cercano el horizonte desde el camino a travs de la atmsfera es ms largo (vea el airmass). Una vez la situacin aproximada del receptor es conocida, una lata ejemplar matemtica se use estimar y compensar para estos errores.

Porque el retraso del ionospheric afecta la velocidad de signos del microonda que dependen diferentemente de su frecuenciauna caracterstica conocido como la dispersin - pueden usarse retrasos medidos en dos ms vendas de frecuencia para medir la dispersin, y esta medida sido usado para estimar el retraso a cada frequency [18 entonces]. Algn estudio-calidad militar y caro los receptores civiles miden los retrasos diferentes en los L1 y frecuencias de L2 medir la dispersin atmosfrica, y aplica una correccin ms precisa. Esto puede hacerse en los receptores civiles sin descifrar el P (Y) el signo continu L2, rastreando la ola del portador en lugar del cdigo modulado. Facilitar esto en los ms bajo receptores del costo, un nuevo signo del cdigo civil en L2, L2C llamado, se agreg al Bloque satlites de IIR-M que se lanzaron primero en 2005. Permite que una comparacin directa del L1 y L2 seale usando el signo codificado en lugar de la ola del portador.

Los efectos del ionosphere generalmente cambian despacio, y puede promediarse con el tiempo. Los efectos para cualquier rea geogrfica particular pueden ser calculados fcilmente comparando la posicin GPS-moderada a una situacin inspeccionada conocida. Esta correccin tambin es vlida para otros receptores en la misma situacin general. Varios sistemas envan esta informacin encima de radio u otros eslabones permitirles a L1-slo receptores hacer las correcciones del ionospheric. Los datos del ionospheric se transmiten va el satlite en el Satlite Bas los Sistemas de Aumento como WAAS que lo transmite en la frecuencia de GPS que usa una sucesin del ruido pseudo-aleatoria especial (PRN), se requieren tan slo un receptor y antena.

La humedad tambin causa un retraso inconstante, mientras produciendo los errores similar al ionospheric tardan, pero ocurriendo en la troposfera. Este efecto se localiza ms y cambia ms rpidamente que el ionospheric efecta, y no es ninguna persona a cargo de frecuencia. Estos rasgos hacen la medida precisa y compensacin de errores de humedad ms difcil que los efectos del ionospheric.

Los cambios en la altitud del receptor tambin el cambio la cantidad de retraso, debido al pasar sealado a travs de menos de la atmsfera a las elevaciones superiores. Desde que el receptor de GPS computa su altitud aproximada, este error es relativamente simple corregir, o aplicando una regresin de la funcin o el margen poniendo en correlacin de error atmosfrico a presin del ambiente que usa un altmetro baromtrico.

Los efectos de Multipath GPS seala tambin puede afectarse por problemas del multipath dnde los signos de la radio reflejan fuera del terreno circundante; los edificios, las paredes del can, conectaron con tierra difcilmente, etc. Estos signos tardados pueden causar la inexactitud. Una variedad de tcnicas, el ms notablemente el correlator espaciando estrecho, se ha desarrollado para mitigar los errores del multipath. Para el multipath de retraso largo, el propio receptor puede reconocer el signo voluntarioso y puede desecharlo. Para dirigirse el multipath de retraso ms corto del reflejar sealado fuera de la tierra, las antenas especializadas (por ejemplo una antena de anillo de ahogo) puede usarse para reducir el poder sealado como recibido por la antena. Las reflexiones de retraso cortas son ms difciles filtrarse fuera porque ellos interfieren con el verdadero signo, mientras causando los efectos casi indistinguibles de las fluctuaciones rutinarias en el retraso atmosfrico.

Los efectos de Multipath son mucho menos severos en los vehculos mudanza. Cuando la antena de GPS est moviendo, las soluciones falsas que usan los signos reflejados rpidamente no convergen y slo el resultado de los signos directo en las soluciones estables.

Ephemeris y errores del reloj Mientras el dato del ephemeris se transmite cada 30 segundos, la propia informacin puede ser a dos horas vieja. Los datos a cuatro horas viejo son considerados vlidos para las posiciones interesadas, pero no puede indicar los satlites la posicin real.

Los relojes atmicos del satlite experimentan ruido y errores de tendencia de reloj. El mensaje de la navegacin contiene las correcciones para estos errores y estimaciones de la exactitud del reloj atmico, sin embargo ellos son basados en las observaciones y no pueden indicar el estado actual del reloj.

Estos problemas tienden a ser muy pequeos, pero puede sumar a unos metros (10s de pies) de inexactitud. [19]

La disponibilidad Selectiva GPS incluye un (actualmente desactivado) el rasgo llam la Disponibilidad Selectiva (SA) eso puede introducir intencional, despacio los errores aleatorios cambiantes de a cien metros (328 pies) en la navegacin pblicamente disponible seala confundir, por ejemplo, guiando los proyectiles del rango largos a los blancos precisos. Cuando activado, la exactitud todava est disponible en el signo, pero en un formulario encriptado que slo est disponible al ejrcito de Estados Unidos, sus aliados y unos otros, los usuarios principalmente gubernamentales. Incluso aqullos que han manejado adquirir a los receptores de GPS militares todava necesitaran obtener el diariamente importante cuya diseminacin es firmemente controlada.

Antes de a apagarse, SA sum los errores sealados tpicamente de a aproximadamente 10 metros (32 pies) horizontalmente y 30 metros (98 pies) verticalmente. La inexactitud del signo civil se puso en cdigo deliberadamente para no cambiar muy rpidamente. Por ejemplo, el rea de EE.UU. oriental entera podra leer 30 m fuera de, pero 30 m fuera de por todas partes y en la misma direccin. Mejorar la utilidad de GPS por la navegacin civil, Diferencial que GPS se us por muchos receptores de GPS civiles para mejorar la exactitud grandemente.

Durante la Guerra del Golfo, la escasez de unidades de GPS militares y la disponibilidad lista de civiles caus muchas tropas para comprar sus propias unidades de GPS civiles: su uso ancho entre personal producido una decisin para desactivar la Disponibilidad Selectiva. Esto era irnico, cuando SA se haba introducido especficamente para estas situaciones, mientras permitiendo las tropas amistosas para usar el signo para la navegacin exacta, mientras negndolo al mismo tiempo al enemybut la asuncin que est debajo de esta poltica era que todas las tropas americanas y las tropas enemigas tendran el ejrcito-especificacin que los receptores de GPS y ese receptores del paisano no existiran en las zonas de guerra. Pero desde que muchos soldados americanos estaban usando los dispositivos civiles, SA tambin estaba negando la misma exactitud a los miles de tropas amistosas; apagndolo (quitando el agregar-en el error) present un beneficio claro a las tropas amistosas.

En los aos noventa, el FAA empez presionando el ejrcito para apagar SA permanentemente. Esto ahorrara los millones de FAA de dlares todos los aos en el mantenimiento de sus propios sistemas de navegacin de radio. La cantidad de error agregada se puso al zero"[20] a medianoche 1 de mayo de 2000 que sigue un anuncio por Presidente americano Bill Clinton, permitiendo el acceso de los usuarios al signo de L1 error-libre. Por la directiva, el error inducido de SA fue cambiado para no agregar ningn error a los signos pblicos (C/A codifican). El orden ejecutivo de Clinton le exigi a SA que fuera puesta para poner a cero por 2006; pas una vez en 2000 el ejrcito americano desarroll un nuevo sistema que proporciona la habilidad de negar GPS (y otra navegacin repara) a las fuerzas hostiles en una rea especfica de crisis sin afectar el resto del mundo o sus propios sistemas militares. [20]

La Disponibilidad selectiva todava es una capacidad del sistema de GPS, y el error pudo, en la teora, sea cuando quiera el reintroduced a. En la prctica, en vista de los riesgos y cuesta esto inducira para EE.UU. y el envo extranjero, es improbable ser el reintroduced, y las varias agencias gubernamentales, incluso el FAA,[21] ha declarado que no se piensa que es el reintroduced.

Un efecto del lado interesante del hardware de Disponibilidad Selectivo es la capacidad para corregir la frecuencia del cesio de GPS y rubidio los relojes atmicos a una exactitud de aproximadamente 2 10-13 (uno en cinco billn). Esto represent una mejora significante encima de la exactitud cruda de los relojes.

19 el 2007 de septiembre, el Departamento de Estados Unidos de Defensa anunci GPS a ese futuro III satlites no sern capaces de llevar a cabo SA, [22] haciendo la poltica en el futuro permanente. [23]

La Relatividad Segn la teora de relatividad, debido a su movimiento constante y pariente de altura al marco de la referencia inercial Tierra-centrado, los relojes en los satlites son afectados por su velocidad (la relatividad especial) as como su potencial gravitatorio (la relatividad general). Para los satlites de GPS, la relatividad general predice que los relojes atmicos a GPS las altitudes orbitales harn tictac ms rpidamente, por aproximadamente 45.9 microsegundos (? s) por da, porque ellos estn en un campo gravitatorio ms dbil que los relojes atmicos en la superficie de Tierra. La relatividad especial predice ese relojes atmicos que mueven a GPS las velocidades orbitales harn tictac ms despacio que los relojes de tierra estacionarios por aproximadamente 7.2? s por da. Cuando combin, la diferencia es aproximadamente 38 microsegundos por da; una diferencia de 4.465 partes en 1010.[24] . El responder de Para del esto, la frecuencia el onboard el cada satlite se da un desplazamiento normal de la proporcin del la apuesta del lanzar del para, mientras hacindole correr ligeramente ms lento que la frecuencia deseada en la Tierra; el especficamente, un 10.22999999543 MHz lugares del en de 10.23 MHz. [25] Desde los relojes atmicos a borde de los satlites de GPS precisamente se pone a punto, hace una aplicacin de la ingeniera prctica de la teora cientfica de relatividad al sistema en un ambiente del real-mundo.

La distorsin de Sagnac Los el GPS observacin procesando tambin deben compensar para el efecto de Sagnac. Los GPS cronometran la balanza est definida en un sistema inercial pero las observaciones se procesan en un Tierra-centr, Tierra-fijo (co-girando) el sistema, un sistema en que la simultaneidad no se define singularmente. Una transformacin de Lorentz se aplica para convertir del sistema inercial al sistema de ECEF as. La correccin de tiempo de carrera sealada resultante tiene las seales algebraicas opuestas para los satlites en los hemisferios celestiales Orientales y Occidentales. Ignorando este efecto producirn un error este-oriental en el orden de centenares de nanosegundos, o tens de metros en la posicin. [26]

La interferencia del la de GPS el bloqueando de y El fuentes del las Naturales Desde que los signos de GPS a los receptores terrestres tienden a ser relativamente dbiles, es fcil para otras fuentes de radiacin electromagntica desensibilizar al receptor, haciendo adquiriendo y rastreando el satlite seala difcil o imposible.

Las seales luminosas solares son una tal emisin naturalmente ocurriendo con el potencial degradar la recepcin de GPS, y su impacto puede afectar la recepcin encima de la mitad de la Tierra que enfrenta el sol. GPS seala tambin puede interferirse con por el geomagnetic naturalmente ocurriendo ataca, predominantemente encuentre cerca de los polos del campo magntico de la Tierra. [27] Tambin se sujetan los signos de GPS a la interferencia de Van Allen la radiacin del Cinturn cuando los satlites atraviesan la Anomala Atlntica Sur.

Las fuentes Artificiales Los rasgos metlicos en el windshields [28], como los descongeladores, o ventana del automvil que tie el films [29] pueden actuar como una jaula de Faraday, la recepcin degradante simplemente interior el automvil.

EMI el romper de puede de tambin artificial, el bloquea de o, el signos de GPS. El en un caso bien documentado, un puerto entero era incapaz del recibir el GPS seala debido al bloquear involuntario caus por un preamplificador de la antena del malfuncionando del TELEVISIN. [30] El bloquear intencional tambin es posible. Generalmente, los signos ms fuertes pueden interferir con los receptores de GPS cuando ellos estn dentro del rango de la radio, o lnea de vista. En 2002, una descripcin detallada de cmo construir un rango corto el GPS L1 C/A el jammer se public en la revista en lnea Phrack. [31]

El gobierno americano cree que se usaron los tales jammers de vez en cuando durante la 2001 guerra en Afganistn y el ejrcito americano exigi destruir un jammer de GPS con una bomba GPS-guiada durante la Guerra de Irak. [32] Tal un jammer es relativamente fcil de descubrir y localizar, mientras hacindole un blanco atractivo para los proyectiles de la anti-radiacin. El Ministerio de REINO UNIDO de Defensa prob un sistema bloqueando en el Pas del Oeste del Reino Unido 7 y 8 el 2007 de junio. [33]Algunos pases permiten el uso de repetidores de GPS para permitir la recepcin de signos de GPS dentro y en las situaciones disimuladas, sin embargo, bajo EU y leyes de REINO UNIDO, el uso de stos se prohbe como los signos puede causar la interferencia a otros receptores de GPS que pueden recibir los datos de satlites de GPS y el repetidor.

Debido al potencial para el ruido natural y artificial, las numerosas tcnicas continan siendo desarrolladas para tratar con la interferencia. El primero es no confiar en GPS como una sola fuente. Segn John Ruley," pilotos de IFR deben tener un plan del fallback en caso de un "funcionamiento defectuoso de GPS. [34] Cobrador Autonomous Integridad que Supervisa (RAIM) es ahora un rasgo incluido en algunos receptores que se disean para proporcionar una advertencia al usuario si bloqueando u otro problema se descubre. El ejrcito americano tambin ha desplegado su Disponibilidad Selectiva / Anti-engaando el Mdulo (SAASM) en la Defensa el Receptor de GPS Adelant (DAGR). En los videos de la demostracin, el DAGR puede descubrir bloqueando y mantener su cerradura en los signos de GPS encriptados durante interferencia que causa a los receptores civiles para perder la cerradura. [35]

Las tcnicas para mejorar la exactitud con el GPS El aumento El artculo principal: el Aumento de GNSS

Los mtodos de Los del aumento del mejorar la exactitud confan en informacin externa que se integra en el proceso del clculo. El heno muchos jurado suplentes sistemas en el lugar el y ellos generalmente se nombran el o describieron basado adelante cmo el sensor de la GPS recibe la informacin. Algunos sistemas transmiten la informacin adicional sobre las fuentes de error (como la tendencia del reloj, los ephemeris, o ionospheric tardan), otros proporcionan las medidas directas de cunto que el signo estaba apagado en el pasado, mientras un tercer grupo proporciona adicional de navegacin o informacin del vehculo ser integrado en el proceso del clculo.

Los ejemplos de sistemas de aumento incluyen el Sistema de Aumento de Zona Ancho, Diferencial GPS, Sistemas de la Navegacin Inerciales y GPS Ayudados.

El supervisando Preciso La exactitud del La del un clculo tambin puede mejorarse un travs del supervisar preciso el medir de y del signos del los del existentes de GPS del adicionales de maneras de las el alternadas de o.

Despus del fuera de SA del que se ha volteado el error ms grande en el GPS es normalmente el retraso imprevisible un ionosphere de del de travs. El ionospheric de transmisin de nave espacial los parmetros ejemplares, pero los errores permanecen. sta es una razn la nave espacial de GPS transmita en por lo menos dos frecuencias, L1 y L2. El retraso de Ionospheric es una funcin bien-definida de frecuencia y el electrn total satisfecho (TEC) a lo largo del camino, midiendo la diferencia de tiempo de llegada as entre las frecuencias determina TEC y as los ionospheric precisos tardan a cada frecuencia.

Los receptores con las llaves del decryption pueden descifrar el P (Y)-cdigo transmitido en L1 y L2. Sin embargo, estas llaves son reservadas para las agencias militares y" autorizadas" y no estn disponible al pblico. Sin las llaves, es todava posible usar una tcnica del codeless para comparar