Глобальная система позиционирования (GPS) — это глобальная спутниковая навигационная система. Система GPS была разработана Министерством обороны США. Она была основана в 1973 году с целью создания более совершенной навигационной системы для замены предыдущих навигационных систем.
Обычные спутниковые приемники сравнивают сигнал, отправленный со спутника, с внутренне сгенерированной копией того же сигнала. Приемник должен задержать сигнал, чтобы они совпали. Задержка — это время, необходимое для приема сигнала, которое можно использовать для определения расстояния до спутника.
Точность измерения основана на способности электроники приемника точно сравнивать два сигнала. Как правило, приемники способны выравнивать сигналы примерно до 1% от одного бита. Это соответствует точности приемника 0,01 микросекунды, поскольку система GPS отправляет бит каждые 0,98 микросекунды. Что касается расстояния, то точность до 3 метров. Однако другие эффекты вносят ошибки, и точность нескорректированного сигнала составляет около 15 метров.
Кинематика в реальном времени (RTK) основана на использовании измерений фазы несущей сигнала GPS, когда одна опорная станция обеспечивает поправки в реальном времени. Это позволяет добиться сантиметровой точности. RTK также можно использовать с российской ГЛОНАСС, китайским компасом или Европейским Союзом Galileo. Carrier-Phase Enhancement или CPGPS — еще одно распространенное название RTK GPS.
Системы RTK используют одну базовую станцию вместе с мобильным устройством. Базовая станция повторно передает измеренную фазу несущей. Мобильное устройство сравнивает свои собственные измерения фазы с данными, полученными от базовой станции. Это позволяет единицам вычислять их относительное положение с точностью до миллиметра. Однако абсолютная точность зависит от точности положения базовой станции. Как правило, это обеспечивает точность в 1 сантиметр по горизонтали и 2 сантиметра по вертикали.
Поскольку для точной работы требуется подключение к базовой станции, RTK имеет ограниченное применение для общей навигации. Однако он идеально подходит для геодезии. Базовая станция расположена в известном месте измерения. Затем мобильное устройство, подключенное к базовой станции, может создать точную карту, выполнив измерения относительно этой точки.
Быстрый статический GPS — один из самых точных методов GPS. Требуется как минимум два GPS-приемника. Один приемник всегда остается на контрольной станции, а другой постепенно перемещается из одной точки в другую. Сеанс проводится для каждой точки, но время намного меньше, чем при статических измерениях. Необработанные данные GPS постоянно записываются, а затем обрабатываются с помощью программного обеспечения для обработки данных GPS.
