دقت GPS به میزان یک سانتیمتر

محققان با استفاده از فناوری حسگرها و الگوریتم های جدید توانستند دقت تجهیزات GPS را به میزان چشمگیری افزایش دهند و خطای آن را به یک سانتی متر برسانند.
تجهیزات GPS با استفاده از شبکه ای از ماهواره های فضایی می توانند موقعیت و سرعت حرکت کاربران را مشخص کنند. با استفاده از این شیوه، موقعیت کاربر بر اساس مدت زمان دریافت سیگنال از چهار ماهواره یا بیشتر، با دقت ۱۰ متر‏ محاسبه می شود.

به طور کلي عوامل مؤثر در دقت موقعيت يابي GPS را مي توان به شرح زير نام برد:
نوع و مدل گيرنده :GPSمدل‌هاي مختلف ميزان دقت متفاوتي دارند که بسته به قيمت آن، دقت بالاتر مي رود
نوع استفاده از GPS:براي برخي کارها نياز به دقت بالا مي باشد، در صورتي که در برخي ديگر اين دقت بالا ضرورتي ندارد
خطاهاي GPS:
تمامي موقعيت‌هاي GPS ها، 100% دقيق نيستند، بنابراين بايد خطاهايي در آنها موجود باشد. دو انتخاب وجود دارد تا ميزان خطاها را بسته به نياز کاربر تقليل دهد:
الف) استفاده از گيرنده هاي GPS متفاوت
ب) روش‌هاي گوناگون بدست آوردن موقعيت
براي مثال، نقشه‌برداران نياز به دقت بالايي در اندازه گيري يک قسمت دارند. از سوي ديگر، مکان منزل شما در يک نقشه به دقت پايين تري نياز دارد.
بعضي از خطاها که بر روي دقت موقعيت GPS اثر مي گذارند در ذيل آورده شده اند.
خطاي مداري:  همانطور که گفته شد موقعيت ماهواره ها وسيله اطلاعات سيگنالي که در هر لحظه از طريق ماهوارها ارسال مي شوند بدست مي آيد. البته اين پيش بيني مي‌تواند کمي متفاوت از موقعيت واقعي ماهواره‌ها باشد. با اينکه اين روش بهترين راه براي تعيين موقعيت‌ها(مدارها) است ولي واقعا در تمام زمان ها، نمي توان اين پيش بيني را انجام داد.
خطاهاي سنجيدن با ساعت: ماهواره ها و گيرنده ها به ساعت هاي بسيار دقيق نياز دارند تا بتوانند کارشان را عالي انجام دهند. کوچکترين خطا مي‌تواند “محدوده اندازه گيري” (Range Measurement) را ده ها، صدها و حتي هزاران متر از گيرنده هاي ماهواره دور کند. براي مثال ده نانو ثانيه خطا مي‌تواند حدود 3 متر خطا ايجاد نمايد.
تأخير يونوسفريک و تروپوسفريک : اين اتفاق زماني رخ مي دهد که سيگنالهاي ارسالي از ماهواره ها، در طول سفر به سمت گيرنده ها طي عبور از طريق محيط‌هايي که اصطلاحا نواحي باردار Charged Area of ناميده مي شود، دچار تأخير شوند. اين محيط‌هاي باردار عبارتند از: يونوسفر، در بالاي سطح زمين و تروپوسفر در سرتاسر اتمسفر.
پارازيت گيرنده : اين خطا مربوط به کارکرد يک گيرنده GPS است. به اين معنا که چگونه مي‌تواند سيگنال‌هاي ارسال شده از ماهواره‌ها را اندازه‌گيري کند. زيرا “بعضي گيرنده ها از مابقي بهتر هستند”.
خطاهاي چند مسيره(Multipath errors) : سيگنال‌هاي GPS ممکن است از مسير خارج شوند و باعث بروز خطاهايي در GPS شوند.

مسیریابی دقیق‏، تنها کاربرد فناوری GPS نیست؛‎ بلکه افزایش دقت GPS زمینه ساز ورود خودروهای بدون راننده به جاده ها و افزایش امنیت سفرهای هوایی است. به همین علت اخیرا سیستم بهبودیافته ای موسوم به DGPS با بهره گیری از ایستگاه های زمینی برای ارسال سیگنال های ردیابی، توانسته است دقت مسیریابی را تا یک متر کاهش دهد. اما هنوز هم این دقت برای استفاده از خودروهای بدون سرنشین کافی نیست.
محققان برای افزایش دقت تجهیزات GPS، حسگری را به سیستم اضافه کردند که اطلاعات اضافی را در اختیار می گذارد و دقت این تجهیزات را به یک سانتی متر می رساند؛ البته این ایده جدید نیست، اما در گذشته برای ادغام اطلاعات به دست آمده از ماهواره و حسگر باید از کامپیوترهای بسیار پیشرفته استفاده می شد‏، در حالی که اکنون با بهره گیری از الگوریتم های جدید، توان محاسباتی مورد نیاز برای این کار تا حد توان محاسباتی تراشه های موجود در تجهیزات قابل حمل امروزی‏ از جمله گوشی های هوشمند کاهش یافته است.

لینک کوتاه: