Hvor nøyaktig er GPS-posisjonering nøyaktig?

Det kommer an på. GPS-satellitter kringkaster signalene sine i verdensrommet med en viss nøyaktighet, men hva du mottar avhenger av tilleggsfaktorer, inkludert satellittgeometri, signalblokkering, atmosfæriske forhold og mottakerdesignfunksjoner/kvalitet.

GPS-aktiverte smarttelefoner er for eksempel vanligvis nøyaktige innenfor en radius på 4,9 m (16 fot) under åpen himmel. Imidlertid forverres nøyaktigheten deres nær bygninger, broer og trær.

Avanserte brukere øker GPS-nøyaktigheten med doble frekvensmottakere og/eller utvidelsessystemer. Disse kan muliggjøre sanntidsposisjonering innen noen få centimeter, og langtidsmålinger på millimeternivå.

Mange ting kan forringe GPS-posisjoneringsnøyaktigheten. Vanlige årsaker inkluderer

• Satellittsignalblokkering på grunn av bygninger, broer, trær osv.

• Innendørs eller underjordisk bruk

• Signaler som reflekteres fra bygninger eller vegger ('multipath')

• Tegneserie av GPS-signaler som blokkeres og reflekteres av bygninger

Langt mindre vanlige årsaker kan inkludere

• Radiointerferens eller jamming

• Store solstormer

• Satellittvedlikehold/manøvrer skaper midlertidige hull i dekningen

• Feilaktig utformede enheter som ikke er i samsvar med spesifikasjonene for GPS-grensesnittet

I mange tilfeller fungerer en enhets GPS-maskinvare bra, men kartprogramvaren er defekt. For eksempel blir brukere ofte villedet av

• Feil tegnede kart

• Feilmerkede virksomheter og andre interessepunkter

• Manglende veier, bygninger, lokalsamfunn mv.

• Feil estimerte gateadresser

Regjeringen er forpliktet til å tilby GPS med nøyaktighetsnivåene spesifisert i GPS Standard Positioning Service (SPS) Performance Standard.

Nøyaktighetsforpliktelsene gjelder ikke GPS-enheter, men snarere signalene som sendes i rommet. For eksempel forplikter regjeringen seg til å kringkaste GPS-signalet i verdensrommet med en daglig global gjennomsnittlig brukeravstandsfeil (URE) på ≤2,0 m (6,6 fot), med 95 % sannsynlighet, på tvers av alle friske satellitter i konstellasjonsspor. Faktisk ytelse er vanligvis mye bedre. 20. april 2021 var den globale gjennomsnittlige URE for alle satellitter ≤0,643 m (2,1 fot), 95 % av tiden.

For å være tydelig, er ikke URE brukernøyaktighet. Brukernøyaktighet avhenger av en kombinasjon av satellittgeometri, URE og lokale faktorer som signalblokkering, atmosfæriske forhold og mottakerdesignfunksjoner/kvalitet.

Det pågående GPS-moderniseringsprogrammet vil ytterligere forbedre nøyaktigheten for sivile og militære brukere.

Som med posisjonering avhenger hastighetsnøyaktigheten til GPS av mange faktorer.

Regjeringen gir GPS-signalet i verdensrommet med en global gjennomsnittlig brukerområdehastighetsfeil (URRE) på ≤0,006 m/sek over et hvilket som helst 3-sekunders intervall, med 95 % sannsynlighet.

Dette tiltaket må kombineres med andre faktorer utenfor myndighetenes kontroll, inkludert satellittgeometri, signalblokkering, atmosfæriske forhold og mottakerdesignfunksjoner/kvalitet, for å beregne en bestemt mottakers hastighetsnøyaktighet.

GPS-tidsoverføring er en vanlig metode for å synkronisere klokker og nettverk til Coordinated Universal Time (UTC). Regjeringen distribuerer UTC som vedlikeholdt av US Naval Observatory (USNO) via GPS-signalet i verdensrommet med en tidsoverføringsnøyaktighet i forhold til UTC(USNO) på ≤30 nanosekunder (milliarddeler av et sekund), 95 % av tiden. Denne ytelsesstandarden forutsetter bruk av en spesialisert tidsoverføringsmottaker på et fast sted.

Bruk av to GPS-frekvenser forbedrer nøyaktigheten ved å korrigere signalforvrengninger forårsaket av jordens atmosfære. GPS-utstyr med dobbel frekvens er kommersielt tilgjengelig for sivil bruk, men kostnadene og størrelsen har begrenset det til profesjonelle bruksområder.