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 کلی عوامل مؤثر در دقت موقعیت یابی GPS را می توان به شرح زیر نام برد:
نوع و مدل گیرنده :GPSمدل‌های مختلف میزان دقت متفاوتی دارند که بسته به قیمت آن، دقت بالاتر می رود
نوع استفاده از GPS:برای برخی کارها نیاز به دقت بالا می باشد، در صورتی که در برخی دیگر این دقت بالا ضرورتی ندارد
خطاهای GPS:
تمامی موقعیت‌های GPS ها، ۱۰۰% دقیق نیستند، بنابراین باید خطاهایی در آنها موجود باشد. دو انتخاب وجود دارد تا میزان خطاها را بسته به نیاز کاربر تقلیل دهد:
الف) استفاده از گیرنده های GPS متفاوت
ب) روش‌های گوناگون بدست آوردن موقعیت
برای مثال، نقشه‌برداران نیاز به دقت بالایی در اندازه گیری یک قسمت دارند. از سوی دیگر، مکان منزل شما در یک نقشه به دقت پایین تری نیاز دارد.
بعضی از خطاها که بر روی دقت موقعیت GPS اثر می گذارند در ذیل آورده شده اند.
خطای مداری:  همانطور که گفته شد موقعیت ماهواره ها وسیله اطلاعات سیگنالی که در هر لحظه از طریق ماهوارها ارسال می شوند بدست می آید. البته این پیش بینی می‌تواند کمی متفاوت از موقعیت واقعی ماهواره‌ها باشد. با اینکه این روش بهترین راه برای تعیین موقعیت‌ها(مدارها) است ولی واقعا در تمام زمان ها، نمی توان این پیش بینی را انجام داد.
خطاهای سنجیدن با ساعت: ماهواره ها و گیرنده ها به ساعت های بسیار دقیق نیاز دارند تا بتوانند کارشان را عالی انجام دهند. کوچکترین خطا می‌تواند “محدوده اندازه گیری” (Range Measurement) را ده ها، صدها و حتی هزاران متر از گیرنده های ماهواره دور کند. برای مثال ده نانو ثانیه خطا می‌تواند حدود ۳ متر خطا ایجاد نماید.
تأخیر یونوسفریک و تروپوسفریک : این اتفاق زمانی رخ می دهد که سیگنالهای ارسالی از ماهواره ها، در طول سفر به سمت گیرنده ها طی عبور از طریق محیط‌هایی که اصطلاحا نواحی باردار Charged Area of نامیده می شود، دچار تأخیر شوند. این محیط‌های باردار عبارتند از: یونوسفر، در بالای سطح زمین و تروپوسفر در سرتاسر اتمسفر.
پارازیت گیرنده : این خطا مربوط به کارکرد یک گیرنده GPS است. به این معنا که چگونه می‌تواند سیگنال‌های ارسال شده از ماهواره‌ها را اندازه‌گیری کند. زیرا “بعضی گیرنده ها از مابقی بهتر هستند”.
خطاهای چند مسیره(Multipath errors) : سیگنال‌های GPS ممکن است از مسیر خارج شوند و باعث بروز خطاهایی 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: