Точность GPS повысили до сантиметров

Исследователи работают над усовершенствованием глобальной системы позиционирования (GPS), которое позволит более точно измерять высоту, особенно в горных районах.

Пока новое программное обеспечение находится в стадии разработки, но первые испытания продемонстрировали сантиметровую точность позиционирования, в том числе и по высоте, в течение 97% времени.

Исследователи надеются, что их программное обеспечение, исправляющее ошибки в навигации, поможет улучшить точность вертикальных измерений в потенциально опасных районах на больших высотах. Кроме точной навигации для путешественников и транспорта, новая технология позволит контролировать районы с мягкой рыхлой землей, склонные к оползням, а также оценивать таяние ледников на горных вершинах.

GPS широко используется на транспорте, однако измерение высоты всегда происходит с меньшей точностью, чем измерение горизонтальных координат.

Ученые из Университета Вармии и Мазур в Польше протестировали программное обеспечение, которое позволяет повысить точность определения трехмерных координат до нескольких сантиметров. Такой высокий уровень точности не нужен для управления транспортными средствами, однако он необходим, например, для регистрации небольших сдвигов верхних слоев почвы и других научных и прикладных целей.

В горных районах, где высота может сильно разниться даже на небольшом расстоянии, добиться сантиметровой точности чрезвычайно трудно

Точность определения высоты с помощью GPS остается сложной проблемой. Спутники передают информацию с помощью радиоволн на приемник GPS пользователя и на опорный приемник, после чего вычисляются координаты. Однако спутниковые сигналы должны проходить сквозь атмосферу Земли, что приводит к временным задержкам, влияющим на точность позиционирования. Если приемник пользователя и опорный приемник находятся на разной высоте, возникает ошибка в вертикальных координатах. Так, в горных районах, где высота может сильно разниться даже на небольшом расстоянии, добиться сантиметровой точности чрезвычайно трудно.

Ученые решили скорректировать ошибку позиционирования из-за взаимодействия электронов и тропосферной рефракции. Для этого тропосферная задержка была тщательно изучена с использованием базовых моделей атмосферы Земли и опытных приемников GPS, размешенных на склонах Карпатских гор. На различных высотах были установлены две пары приемников. Первая пара была расположена на расстоянии 72 км друг от друга с перепадом высот в 32 метра. Вторая пара - на расстоянии 66 километров, с перепадом высот в 380 метров.

С помощью специального программного обеспечения, разработанного в Университете Огайо, были испытаны три различных метода повышения GPS-приемников. Один из них и продемонстрировал ожидаемый результат: сантиметровую точность на протяжении 97% времени.