GPS

GPS satelit na oběžné dráze, zdvořilost obrazu NASA

Globální navigační systém, obvykle volal GPS, je jediný úplně-funkční satelit   navigace   systém. Souhvězdí víc než dva tuctové GPS satelity vysílá přesné časovací signály rádiem k GPS přijímačům, dovolit jim přesně určovat jejich umístění (délka, rozsahový, a výška) v nějakém počasí, dni nebo noci, kdekoli na Zemi.

GPS se stal zásadní globální pomůckou, nepostradatelný pro moderní navigaci na souši, moře a vzduch ve světě, stejně jako důležitý prostředek k mapě-výroba, a katastrální mapování. GPS také poskytne extrémně přesný časový odkaz, požadovaný pro telekomunikaci a nějaký vědecký výzkum, včetně seizmologie.

Oddělení Spojených států obrany rozvinulo systém, oficiálně pojmenovaný NAVSTAR GPS (Navigation Signal Timing and Ranging GPS), a souhvězdí satelitu je řízeno 50. křídlem prostoru u Schriever základ leteckých sil. Ačkoli cena zachování systému je přibližně nás $400 milión na rok, včetně nahrazení satelitů stárnutí, GPS je dostupný pro volné použití v civilních aplikacích jako společenské dobro.

V pozdní 2005, první v sérii budoucích GPS satelitů byl přidán k souhvězdí, nabízet několik nových schopností, včetně druhý civilní GPS signál volal L2C pro zvýrazněnou správnost a spolehlivost. V nadcházejících rokách, další budoucí satelity zvětší pokrytí L2C a přidají třetinu a čtvrtý civilní signál systému, stejně jako pokročilé vojenské potenciály.

Široký-oblast systém zvětšování (WAAS), dostupný od srpna 2000, zvětší přesnost GPS signálů k uvnitř 2 měří (6 ft) ^[1] pro slučitelné přijímače. GPS správnost může být zlepšena dále, k asi 1 cm (napůl palec) přes krátké vzdálenosti, použití technik takový jako Differential GPS (DGPS).

Magellan GPS přijímač v námořní aplikaci.

Přes padesát GPS satelity takový jak tento NAVSTAR byl vypuštěný od roku 1978.

Aplikace

Vojenské aplikace

GPS připustí přesný mířit na různých vojenských zbraní včetně řízených střel a preciznosti-provázené munice, stejně jako zlepšený příkaz a kontrola nad sílami přes zlepšené locational uvědomění. Satelity také nesou nukleární detonaci detektory, který tvořit hlavní část Spojených států nukleární detonace systém detekce. Civilní GPS přijímače jsou vyžadovány mít meze na rychlostech a výškách u kterého oni ohlásí osy; toto má zabránit jim v bytí použitý vytvořit improvizované rakety. ^[2]

Navigace

Toto taxi v Kjóto, vybavený GPS navigací, je příklad jak GPS technologie může být aplikována v aktivitách rutiny.

GPS je používán osobami ve světě jako navigační pomoc v autech, letadlech a lodích. Systém může být také používán pro počítačem řízené kombajny, nákladní automobily v povrchových dolech a jiné vozidla. Ruční GPS přijímače mohou být používány horolezci a turisty. Piloti kluzáku používají nahraný signál prověřit jejich příchod do turnpoints v soutěžích. Nízké cenové GPS přijímače jsou často kombinovány ve svazku s PDA, počítači auta nebo vozidle sledovat systém. GPS vybavení je dokonce dostupné pro zrakově postižený.

Mapování

Více nákladné a přesné přijímače jsou používány geometry lokalizovat hranice, struktury a ukazovatele průzkumu, a pro stavbu silnice.

Geocaching

GPS přijímače vejdou do palety formátů, od zařízení začleněných do aut, telefonů a hlídání, k vyhrazeným zařízením takový ti ukázaný tady od výrobců Trimble, Garmin a Leica (příslušně, odešel spravit).

Dostupnost ručních GPS přijímačů pro cenu o $90 a nahoru (jak března 2005) vedl k rekreačním aplikacím včetně Geocaching. Geocaching zahrnuje používání ruční GPS jednotka k cestě do specifické délky a šíři k hledání objektů skrytý jiný Geocachers. Tato populární aktivita často zahrnuje chůzi nebo turistiku k přirozeným umístěním.

GPS použití cestujícími letadel

Většina leteckých linek dovolí pasažérské použití GPS jednotek na jejich letech, kromě během přistání a vzletu když jiná elektronická zařízení jsou také omezená. Dokonce ačkoli levné spotřebitelské GPS jednotky mají minimální riziko překážení, tam je ještě potenciál pro rušení. Protože této možnosti, nemnoho leteckých linek zamítne použití ručních přijímačů pro bezpečnost vyvozuje. Nicméně, jiné letecké linky integrují stopování letadla do místa-couvat se systémem televizní zábavy, dostupný všem cestujícím dokonce během vzletu a přistání.^[3]

Dokonce fixované systémy mohou používat GPS, aby dostal přesný čas. Tato anténa je připojena na střeše chaty obsahovat vědecký experiment potřebovat přesné načasování.

Odkaz přesného času

Mnoho systémů, které musí být přesně synchronizovány používá GPS jako zdroj přesného času. Například, GPS může být používán jako hodiny odkazu pro časové kódové generátory nebo NTP hodiny. Také, když dislokuje senzory (pro seismologii nebo jinou aplikaci sledování), GPS může být používán poskytovat každý aparát nahrávky se zdrojem přesného času, tak že doba událostí může být zaznamenána přesně. Komunikační sítě často se spoléhají na toto přesné načasování sycronize RF tvořit vybavení, vybavení sítě a multiplexers. Bez tohoto přesného načasování, sychronization chyby načasování by byly značné působit vysoce BER (kousl četnost chyb) a nebo nestálý TX/RX frekvence končit sporatic signálovou ztrátou, která je znána jak “měřit jitter”. Například, multiplexers by mohl ztratit celé rámce dat, která mohla způsobit upuštěné hovory.

Atomové hodiny na satelitech jsou dány k “GPS času”. GPS čas je počítán ve dnech, hodinách, minutách a sekundách, ve způsobu to je konvenční pro standardy času založené na rotaci Země. GPS čas není propojený na rotaci Země vůbec. GPS den je, jak zavírat se jak moci být dosáhl, 86400 sekund Sie International atomový měřit (Taiho), hlavní pochopení Terrestrial měřit (TT). GPS čas byl připravený číst stejný jako Coordinated univerzálie měřit (UTC) v roce 1980, ale protože GPS čas nezahrnuje sekundy skoku to má protože lišil se od UTC. GPS čas tak udržuje konstantu vyrovnanou od Taiho:

Tai (GPS) = GPS + 19 s

GPS čas netvrdí, že toto odbočilo z Taiho perfektně, ale GPS hodiny jsou řízeny k živobytí co nejvíce blízko. Tai (GPS) je obvykle uvnitř 20 ns Taiho, dělat to jeden z nejlepších pochopení Taiho.

GPS den je poznán v GPS signálech používat číslo týdnu spolu se dnem-- číslo týdnu. GPS týdenní nula začala v 00:00: 00 UTC (00:00: 19 Tai) 6. ledna 1980. Číslo týdnu je přenášeno v deset-kousl pole, a tak se zalomí dokola každý 1024 týdnů (7168 dnů). Přenášené týdenní číslo se vrátil k nule v 00:00: 19 Tai 22. srpna 1999 (23:59: 47 UTC 21. srpna 1999). GPS přijímače tak potřebují znát čas k uvnitř 3584 dnů aby správně interpretoval GPS časové znamení. Nové pole je přidáno k GPS navigační zprávě, která dodává číslo kalendářního roku v šestnáct-kousl pole, tak vykonávat tento disambiguation pro nějaké přijímače, které vědí o novém poli.

GPS navigační zpráva také zahrnuje rozdíl mezi GPS časem a UTC, který je 14 s jak 2006. Přijímače odečtou toto odbočil z GPS času aby zobrazoval UTC čas. Oni mohou dále nastavit UTC čas nastavit pro místní časové pásmo. Nové GPS jednotky budou zpočátku ukazovat chybné UTC hodiny, nebo ne pokoušet se ukazovat UTC hodiny vůbec, poté, co dosáhl GPS zámku poprvé. Nicméně, toto je obvykle opraveno uvnitř 15 minut, jakmile UTC vyrovnal zprávu je přijat poprvé. GPS-UTC vyrovnal pole je jen osm kousků, a tak se zalomí dokola každý 256 sekund skoku. Tam je také sekunda skoku kousek upozornění, k nápovědě GPS přijímače odškrtnou UTC správně přes sekundu skoku, ale jeho použití je znepokojující kvůli nedorozuměním ohledně jeho sémantiky.

Geofyzika a geologie

Vysoce precizní měření napětí crustal mohou být dělána s GPS tím, že najde poměrné vysídlení mezi GPS místy, jeden z kterého je převzat být pevný. Rozmanité stanice umístěný kolem aktivně měnící se oblasti (takový jako sopka nebo oblast rozrušení) moci být používán najít napětí a rychlosti místa vztažené ke stabilnímu odkazovému místě. Tato měření mohou pak jsou převrácená používat vztahy mezi stresem a napětí interpretovat zdroj a příčinu deformace. Například, měření deformace země kolem sopky mohou být používána intrepret zdroj a příčinu - hráz, práh, nebo jiné tělo pod povrchem.

Umístění-založené služby

GPS funkčnost otevře nové a inovační způsoby, jak používat hledání v mobilních telefonech. V budoucnosti mobilní jednotky mohly být vybavené GPS technologií, takový jako Assisted GPS, který mohl být spojený s nástroji hledání na internetu dovolovat uživatele ke klíčovým slovům hledání a mít jejich výsledky být vrátil to být typický pro jejich zeměpisná umístění.

Historie

Konstrukce GPS je umístěná částečně na podobném základě-založil systémy radionavigace, takový jak LORAN se vyvíjel v časných čtyřicátých létech, a použitý během 2. světové války. Další inspirace pro GPS systém přicházela, když Sovětský svaz vypustil první Sputnik v roce 1957. Skupina amerických vědců vedla o Dr. Richard B. Kershner sledoval Sputnik rozhlasové přenosy. Oni objevili, že, kvůli Doppler účinku, frekvence signálu být předán Sputnik byl vyšší, zatímco satelit se přiblížil, a nižší jak to pokračovalo pryč od nich. Oni pochopili to protože oni znali jejich přesné umístění na zeměkouli, oni mohli zaměřit kde satelit byl podél jeho orbita tím, že změří Doppler pokřivení. To bylo jen malý skok logiky si uvědomit, že hovořit byl také pravdivý; jestliže pozice satelitu byla známá pak oni mohli poznat jejich vlastní pozici na Zemi.

První satelitový navigační systém, tranzit, použitý americkým námořnictvem, byl nejprve úspěšně testovaný v roce 1960. Používat strukturu pěti satelitů, to mohlo poskytovat navigační opravu přibližně jednou na hodinu. V roce 1967 americké námořnictvo vyvinulo Timation satelit, který se ukázal jako schopnost umístit přesné hodiny ve vesmíru, technologie GPS systém spoléhá se na. V 70-tých letech, země-založená omega systém navigace, založený na signálovém fázovém srovnání, se stal prvním celosvětovým rozhlasovým navigačním systémem.

První experimentální Block-já GPS satelit byl vypuštěn v únoru 1978.^[4] GPS satelity byly zpočátku vyrobeny Rockwell mezinárodní a nyní vyráběl Lockheed jiřičkou.

V roce 1983, po sovětu interceptor letadla sestřelila civilní letadlo KAL 007 v omezeném sovětském vzdušném prostoru, zabíjet všech 269 osob v výboru, Ronald Reagan oznámil, že GPS systém by byl vyrobený dostupný pro civilní použití jakmile to bylo dokončeno.

1985, deset experimentálnější Block-já satelity byly vypuštěné potvrdit pojetí. První moderní Block-II satelit byl vypuštěn na 14. únoru 1989, dosáhl parafovat operační schopnost prosincem 1993^[5] a kompletní struktura 24 satelitů byla na oběžné dráze 17. lednem 1994.

V roce 1996, rozpoznávat důležitost GPS k civilním uživatelům stejně jako vojenští uživatelé, prezident Bill Clinton vydal politickou směrnici^[6] deklarovat GPS být dvojí-používat systém a zakládat Interagency GPS výkonnou radu řídit to jako národní výhoda.

V roce 1998, vicepresident Al Gore oznámil plány aktualizovat GPS se dvěma novými civilními signály pro zvýrazněnou uživatelskou správnost a spolehlivost, zvláště s ohledem na bezpečí letectví.

V roce 2004, prezident George W. Bush aktualizoval národní politiku, nahrazovat tabuli s National prostor-založil umístění, navigaci a časovací výkonný výbor.

Nejnedávnější start byl v září 2005. Nejstarší GPS satelit ještě v provozu byl vypuštěn v únoru 1989.

Technický popis

Satelity

GPS satelit na poličce testu

GPS systém používá satelitové souhvězdí přinejmenším 24 aktivních družic ve středních kruhových dráhách. Souhvězdí zahrnuje tři náhradní satelity na oběžné dráze, v případě jakéhokoliv neúspěchu. Každý satelit obíhá Zemi přesně dvakrát každý den u výšky 20,200 kilometrů (12,600 mílí). Orbity jsou zarovnány tak přinejmenším čtyři satelity jsou vždy uvnitř řada zraku od téměř nějaké místo na Zemi. ^[7] Tam jsou čtyři aktivní družice v každém šest okružních letadel. Každá orbita je nakloněná 55 mír od rovníkového letadla, a pravý ascension stoupání uzly jsou odděleny šedesáti mírami. ^[8]

Dráhy letu satelitů jsou změřeny pěti stanicemi monitoru ve světě (Havaj, Kwajalein, Ascension ostrov, Diego Garcia, Colorado jara). Mistrovský dispečink, u Schriever AFB, zpracuje jejich spojená pozorování a pošle aktualizace satelitům přes stanice u Ascension ostrova, Diego Garcia, a Kwajalein. Aktualizace seřídí atomových hodin v výboru každý satelit k uvnitř jedné mikrosekundě, a také nastavit ephemeris satelitů je interní okružní model k zápasu pozorování satelitů od země. ^[9]

Každý satelit opakovaně re-vysílá přesný čas podle jeho vnitřních atomových hodin spolu s balíkem digitálních dat. Data zahrnují okružní prvky satelitové přesné pozice, satelitových stavových zpráv a kalendáře přibližné pozice každého jiného aktivního GPS satelitu. Kalendář nechá GPS přijímače používají data z nejsilnějšího satelitového signálu lokalizovat jiné satelity.

Přijímače

GPS přijímače spočítají jejich současný postoj (rozsahový, délka, povýšení), a přesný čas, používat proces trilateration. Toto zahrnuje měření vzdálenosti k přinejmenším čtyři satelity tím, že porovná satelitové kódované časové znamení (PRN kódové) přenosy. Přijímač spočítá orbitu každého satelitu založeného na informacích zakódovaných v jejich rádiových signálech a míry vzdálenost do každého satelitu, volal pseudorange, založený na časovém zpoždění od když satelitové signály byly poslány, než oni byli přijati.

Aby změřil zpoždění, satelit opakovaně posílá 1,023 kousl dlouhé pseudo náhodné pořadí; přijímač spočítá totožnou sekvenci od známého semenového čísla a posunů to dokud ne dvě sekvence si odpovídají. Každý satelit používá různou sekvenci, který nechá je sdílet stejné radiové frekvence, používání Code divizní vícenásobný přístup, zatímco ještě dovolí přijímačům poznat každý satelit.

Jakmile umístění a vzdálenost každého satelitu je znána, přijímač by měl teoreticky být lokalizován u křižovatky čtyř fiktivních koulí, jeden kolem každého satelitu, s poloměrem stejným s časem zpoždění mezi satelitem a přijímačem násobeným rychlostí rozhlasu signalizuje. V praxi, GPS výpočty jsou více komplex pro několik důvodů. Jedna komplikace je ten GPS přijímače nemají atomové hodiny, tak přesný čas není známý když signály přijdou. Naštěstí, dokonce relativně jednoduché hodiny uvnitř přijímače poskytují přesné srovnání načasování signálů od různých satelitů. Přijímač je schopný stanovit přesně, když signály byly přijaty tím, že nastaví jeho vnitřní hodiny (a proto poloměry koulí) tak že koule protínají blízký jeden bod.

Jeden z největších problémů pro GPS správnost je to střídání atmosférické podmínky mění rychlost GPS signálů nepředvídatelně, zatímco oni projdou ionosphere. Účinek je minimalizován když satelit je přímo horní a zvětšuje se k obzoru, zatímco satelitové signály musí cestovat přes větší “tloušťka” ionosphere jako zvýšení úhlu. Jednou přijímačové tvrdé umístění je znáno, interní matematický model může být zvyklý na odhad a korigovat pro chybu.

Protože ionospheric zpoždění ovlivní rychlost rozhlasových vln rozdílně založených na jejich frekvencích, druhé kmitočtové pásmo (L2) byl zvyklý na nápovědu odstranit tento druh chyby. Nějaký vojenský a drahý průzkum-civilista stupně přijímače mohou srovnávat rozdíl mezi L1 a L2 frekvence k měřícímu atmosférickému zpoždění a aplikovat přesné opravy.

GPS signály mohou také být postižené multipath záležitostmi, kde rádiové signály odrážejí pryč obklopující terén - stavby, stěny kaňonu, tvrdá půda, etc. Toto zpoždění v sahání přijímač způsobí nesprávnost. Paleta přijímačových technik, nejvíce pozoruhodně Narrow Correlator rozestup, byli rozvinutí snížit chyby multipath. Na dlouho zpoždění multipath, přijímač sám může rozpoznat svéhlavý signál a odhodit to. K adrese kratší zpoždění multipath kvůli odražení signálu mimo zemi, specializované antény mohou být používány. Tato forma multipath je tvrdější k filtru ven, zatímco to je jen mírně zdržel se jak se vyrovnal přímému signálu, vyvolání účinků téměř nerozeznatelné od fluktuací rutiny v atmosférickém zpoždění.

Mnoho GPS přijímačů může přenášet data pozice k PC nebo jiné zařízení používat NMEA 0183 protokolu. NMEA 2000^[10] je novější a méně široce adoptovaný protokol. Oba jsou proprietární, a být řízen na pro-základ zisku nás-založená národní Marine elektronická asociace. Odkazy na NMEA protokoly byly sestaveny z veřejného archivu, dovolovat otevřené zdrojové nástroje jako gpsd číst protokol bez porušení Intellectual vlastnických zákonů.

Frekvence

Několik frekvencí tvoří GPS elektromagnetické spektrum:

• L1 (1575.42 MHz):
  Vysílá veřejně použitelný hrubý-získání (C #inword-slash) kód stejně jako šifrovaná preciznost P (Y) kód.
• L2 (1227.60 MHz):
  Obvykle vysílá jediný P (Y) kód. Šifrovací požadované klíče k přímo použití P (Y) kód být těsně řízen vládou USA a být obecně poskytován jediný k vojenském použití. Klíče jsou měněny denně. V zášti ne mít P (Y) kódový šifrovací klíč, několik špičkového GPS přijímače výrobcové mají vyvinuté techniky pro využití tento signál (v kole-o způsobu) zvětšit správnost a odstranit chybu způsobenou ionosphere. Rozpoznávat civilní potřebu zvýšené správnosti, “modernizovaný” IIR-M (IIR-14 (M) a pozdnější) satelity nesou civilní signál překládaný se zlepšeným vojenským signálem na obou L1 a L2 frekvence.
• L3 (1381.05 MHz):
  Nese signál pro GPS souhvězdí je role alternativy odhalovat raketu/starty rakety (doplňovat obranu podporovat satelity programu), nukleární detonace, a jiné vysokoenergetické infračervené události.
• L4 (1841.40 MHz):
  Bytí studovalo na další ionospheric opravu.
• L5 (1176.45 MHz):
  Navrhoval pro použití jako civilní bezpečí-- život (Sol) signalizuje. Tato frekvence se dostane do mezinárodně chráněného rozsahu pro aeronautickou navigaci, slibný malý nebo žádné rušení za všech okolností. První Block IIF satelit, který by poskytoval tento signál je připravený být vypuštěn v roce 2008.

GPS a relativnost

Hodiny na satelitech jsou také postižené jak specialitou tak obecnou relativností, který přiměje je, aby dosáhl mírně rychlejší míry než dělat hodiny na zemském povrchu. Toto se rovná rozporu asi 38 mikrosekund na den. Odpovídat za toto, standard frekvence on-board běhy satelitů mírně pomalejší než jeho požadovaná rychlost na Zemi, u 10.22999999543 MHz místo toho 10.23 MHz.^[11] Toto vyrovnalo je praktická demonstrace teorie relativity ve skutečném systému; to je přesně to předpovídalo teorií, uvnitř limitů přesnosti měření.

Neil Ashby představoval dobrý účet jak tyto opravy relativistic jsou aplikovány, proč, a jejich závažnosti, v Fyzika dnes (Květen 2002).^[12] Zda relativnost musí být považována za pouhou opravu k Newtonian GPS teorii, nebo, poněkud, jako nutné založení čističe (a více základní) GPS teorie, je současně dolů debata. Bartolomé Coll nedávno vyvinul základní pojmy nutné pro plně relativistic teorii Positioning systémů.^[13]

Ceny

Dva GPS vývojáři přjímali National akademie inženýrství obchodník s textilem Charlese Starka rok ceny 2003:

• Dobývání Ivana, vysloužilý prezident korporace vzdušného prostoru a inženýr u Massachusettsa zavedou technologie, založil východisko pro GPS, zlepšovat se ve druhé světové válce přistát-založený rozhlasový systém volal LORAN (Long-rozsah Radio Aid k Navigation).
• Bradford Parkinson, učitel aeronautiky a astronautiky na Stanford univerzitě, vyvinul systém.

Jeden GPS vývojář, Roger L. Easton, přjímal National medaile technologie 13. února 2006 u Bílého domu.^[14]

10. února 1993, národní Aeronautic asociace vybrala Global navigační systém tým jako vítězové 1992 trofeje Roberta J. Colliera, nejprestižnější letecká cena ve Spojených státech. Tento tým sestává z výzkumníků od Naval výzkumné laboratoře, amerického letectva, korporace vzdušného prostoru, Rockwell mezinárodní společnosti a IBM federálních systémů společnost. Pochvalná zmínka doprovázet představení trofeje ctí GPS tým “pro nejvíce významný vývoj pro bezpečnou a účinnou navigaci a dozor vzduchu a kosmickou loď od zavedení radionavigace před 50 roky.”

Techniky zlepšit GPS přesnost

Přesnost GPS může být zlepšena v množství cest:

• Diferencovanost GPS (DGPS) moci zlepšit normální GPS přesnost 4-20 metry k 1-3 metry.^[15] DGPS používá síť pevných GPS přijímačů spočítat rozdíl mezi jejich skutečnou známou pozicí a pozicí jak počítal jejich přijatým GPS signálem. “rozdíl” je vysílán jako místní FM signál, dovolovat mnoho civilních GPS přijímačů k “opravě” signál pro velmi zlepšenou správnost.
• Široká oblast systém zvětšování (WAAS). Toto používá sérii země stanice odkazu spočítat GPS opravné zprávy, který být nahrán k sérii dalších satelitů ve geosynchronous orbitě pro přenos do GPS přijímačů, včetně informace o ionospheric zpožděních, individuální satelitové hodinové unášení, a podobná. Ačkoli jediný nemnoho WAAS satelitů je současně dostupné jak 2004, to je doufal, že nakonec WAAS bude poskytovat dostatečnou spolehlivost a správnost že to může být užité na kritické aplikace takový jako GPS-založený nástroj přiblíží se v letectví (dostávat letadlo do podmínek malý nebo žádná viditelnost). Aktuální WAAS systém jen funguje pro Ameriku Northa (kde stanice odkazu jsou lokalizovány), a kvůli umístění satelitu systém je jen obecně použitelný ve východních a západních pobřežních regionech. Nicméně, varianty WAAS systému jsou vyvinuty v Evropě (EGNOS, euro Geostationary navigace překryvová služba), a Japonsko (MSAS, Multi-funkční satelit systém zvětšování), který být prakticky totožný s WAAS.
• Místní oblast systém zvětšování (LAAS). Toto je podobné WAAS, v té podobné opravě data jsou používána. Ale v tomto případě, data opravy jsou přenášena od místního zdroje, typicky u letiště nebo dalšího umístění kde přesné umístění je potřebováno. Tato data opravy jsou typicky užitečná pro jediný o třicet k padesáti poloměru kilometru kolem vysílače.
• Využití DGPS pro povznesení vedení (Okraj) je úsilí integrovat DGPS do přesnosti provázené munice takový jako spojený přímý útok munice (JDAM).
• Nosič-povznesení fáze (CPGPS). Tato technika využije 1.575 GHz L1 nosná vlna k aktu jako druh signálu hodin, řešit dvojznačnost způsobenou změnami v umístění přechodu pulsu (logika 1-0 nebo 0-1) C/PRN signalizuje. Problém se vynoří ze skutečnosti, že přechod od 0-1 nebo 1-0 na C/signál není okamžitý, to vyžaduje nenulové množství času, a tak korelace (satelit-přijímačové sekvenční lícování) operace je nedokonalá. Úspěšná korelace mohla být definována v množství různých míst podél povstání/padajícího okraje pulsu, který předá chyby načasování. CPGPS vyřeší tento problém tím, že používá L1 nosič, který má periodu 1/1000 to C/šířka kousku, definovat bod přeměny místo toho. Fázová rozdílná chyba v normálních GPS množstvích k 2-3 m dvojznačnost. CPGPS pracování k uvnitř 1 % dokonalého přechodu lícování může dosáhnout 3 mm dvojznačnost; ve skutečnosti, CPGPS spojený s DGPS normálně si uvědomí 20-30 cm správnost.
• Široké oblastní GPS povznesení (Plat) je pokus zlepšit GPS přesnost tím, že poskytuje přesnější satelitové hodiny a ephemeris (okružní) data k specificky-vybavené přijímače.
• Poměrné Kinematic umístění (RKP) je jiný přístup pro přesný GPS-založený navigační systém. V tomto přístupu, přesné určení signálu rozsahu může být vyřešeno ke správnosti méně než 10 centimetrů. Toto je děláno tím, že vyřeší množství cyklů ve kterém signál je přenášel a přjímal přijímačem. Toto může být provedeno tím, že používá kombinace diferencovanosti GPS (DGPS) oprava data, odeslání GPS signálu fázovat informace a dvojznačnostní rozlišovací techniky přes statistické testy — možná se zpracováním v reálném čase (real-time kinematic umístění, RTK).
• Mnoho automobilů, které používají GPS kombinuje GPS jednotku s gyroskopem a zlepšení rychloměru, dovolit počítači udržovat nepřetržité navigační řešení výpočtem bez zaměření když stavby, terén nebo tunely blokují satelit signalizuje. Toto je podobné v principu ke kombinaci GPS a navigaci inertial používané v lodích a letadlech, ale méně přesný a méně drahý protože to jen zastoupí krátká období.

Výběrová dostupnost

Když to bylo nejprve dislokováno, GPS obsahoval rys volal Výběrová dostupnost (nebo SA) to představilo úmyslné chyby nahoru k sto metrů do veřejně dostupných navigačních signálů, dělat to těžký k použití pro řízení dlouhých rozsahových raket k přesným cílům. Další správnost byla dostupná v signálu, ale v zašifrované formě to bylo jen dostupné armádě Spojených států, jeho spojenci a nemnoho jiní, většinou uživatelé vlády.

SA typicky přidal chyby signálu nahoru k asi 10 m vodorovně a 30 m svisle. Nesprávnost civilního signálu byla uváženě kódoval tak jak se neměnit velmi rychle, například celá východní americká oblast by mohla číst 30 m pryč, ale 30 m pryč všude a ve stejném směru. Aby zlepšil užitečnost GPS pro navigaci civilisty, Diferencovanost GPS byl používán mnoha civilními GPS přijímači velmi zlepšit přesnost.

Během války v Zálive, nedostatku vojenských GPS jednotek a široké dostupnosti civilisty ones mezi personál skončil vyřazovat Selective dostupnost. V 90-tých letech FAA začal nutit armádu sejít z SA permanentně. Toto by ušetřilo FAA milióny dolarů každý rok v udržování jejich vlastních rozhlasových navigačních systémů. Armáda vydržela pro většinu z devadesátých lét, ale SA byl nakonec vypnut^[16] v roce 2000 následovat oznámení pak nás prezident Bill Clinton, poskytnout uživatelům přístup k undegraded L1 signalizuje.

Americká armáda rozvinula schopnost k místně popírat GPS (a jiné služby navigace) k nepřátelským sílám ve specifické oblasti krize bez ovlivňovat zbytek světa nebo jeho vlastní vojenské systémy. Takový Válčení navigace použije techniky takové jak místní přetížení nahradit neomalenou, celosvětovou degradaci k civilním GPS službám ten SA reprezentoval.

Vojenský (a vybral civilistu) uživatelé ještě si užijí některých technických výhod, které mohou dávat rychlejší satelitový zámek a zvýšenou správnost. Zvýšená správnost přijde většinou od bytí schopného používat oba L1 a L2 frekvence a tak lépe kompenzovat rozlišné signálové zpoždění v ionosphere (vidět nahoře).

• SA oznámení

GPS stopování

GPS navigace používat TomTom software

GPS systém stopování používá GPS určovat umístění vozidla, osobu nebo mazlíčka a zaznamenat pozici u pravidelných intervalů aby vytvořil soubor dráhy nebo žurnál aktivit. Zaznamenaná data mohou být uložena uvnitř jednotky stopování nebo to může být předáno k centrálnímu umístění nebo internetu-připojený počítač, používat buněčný modem, 2-rádio cesty, nebo satelit. Toto dovolí datům být ohlásen v reálném čase, používat jeden webový prohlížeč založil nástroje nebo přizpůsobil software.

GPS přetížení

Přetížení nějakého systému radionavigace, včetně satelitu založená navigace, je možný. Americké letectvo řídilo GPS přetížení cvičí v roce 2003 a oni také mají GPS anti-schopnosti spoofing. V roce 2002, detailní popis jak stavět krátký rozsah GPS L1 C/jammer byl vydáván v Phrack záležitosti 60^[17] anonymním autorem. Tam také byl přinejmenším jeden dobře zdokumentovaný případ neúmyslného přetížení, to hledalo zpátky do nefunkční televizní antény předzesilovač.^[18] Jestliže silnější signály byly vytvořeny úmyslně, oni mohli potenciálně střetávat se s leteckými GPS přijímači uvnitř řady zraku. Podle Johna Ruleye, AVweb, “IFR piloti by měli mít nouzový plán v případě GPS selhávat”.^[19] Přijímačová autonomní bezúhonost sledovat (RAIM), rys nějakého letectví a námořních přijímačů, je navrhnut poskytovat varování pro uživatele jestliže mačká nebo další problém je zachycen. Tam jsou také incidenty neúmyslného přetížení. GPS signály mohou také být rušeny přirozenými geomagnetickýma bouřkami, převážně u vysokých šířek.^[20]

GPS jammers velikost krabice cigarety být údajně dostupný z Ruska, jejich účinnost je v pochybnost po jejich použití v irácké válce. Vláda USA věří, že takový jammers byl také používán příležitostně během americké invaze Afghánistánu. Někteří úředníci věří, že jammers mohly být používány přitahovat preciznost-provázené munice k non-infrastruktura bojovníka, jiní úředníci věří, že jammers jsou kompletně neúčinné. V jednom případě, jammers může být atraktivní cíle pro anti-ozařovací rakety. Jammers malého výkonu by měl omezenou vojenskou užitečnost a vysoké elektrické jammers by šly snadno najít a zničit. Během irácké války, americká armáda prohlašovala, že zničí GPS jammer s GPS-řízená puma. ^[21]

Jiné systémy

Rusko operuje nezávislý systém volal GLONASS (GLObal Navigation Satellite System), ačkoli se jen dvanácti aktivními družicemi jak 2004, systém je omezené užitečnosti. Tam jsou plány obnovit GLONASS k plné operaci 2008. Evropská unie vyvine Galileo jako alternativa k GPS, plánoval být v provozu 2010. Čína a Francie také rozvinou jiné satelitové navigační systémy.