Дифференциальные системы DGPS

Дифференциальная система спутниковой навигации (DGPS) является усовершенствованием системы глобального позиционирования GPS. DGPS обеспечивает повышенную точность определения местоположения, вместо 15-метровой точности GPS до приблизительно 10 см в случае лучших реализаций DGPS.

DGPS использует сеть фиксированных наземных опорных станций для передачи разности между местоположениями, полученных со спутниковых систем и известных фиксированных положений. Эти станции передают разницу между известными псевдодальностями до спутников и фактическими кодовыми псевдодальностями. Приемники, в свою очередь, могут корректировать свои псевдодальности на ту же величину. Цифровой сигнал коррекции, как правило, транслируется на местном уровне через наземные передатчики меньшего диапазона.

Подобная система, которая передает корректировки орбитальных спутников вместо наземных передатчиков называется Wide-Area DGPS (ШЗДГСП) или Спутниковая система дифференциальной коррекции (SBAS - Satellite Based Augmentation System).

 

 

Референцная станция вычисляет дифференциальные поправки для своего собственного местоположения и текущего времени, однако пользователи могут находиться на расстоянии до 200 морских миль (370 км) от станции, и некоторые из компенсируемых ошибок меняются в зависимости от места: в частности, ошибки спутниковых эфемерид и ошибки, возникающие из-за ионосферных и тропосферных искажений. По этой причине точность DGPS уменьшается с увеличением расстояния от опорной станции. Проблема может усугубиться, если пользователь и станция не в состоянии обнаружить те же спутники.

 

 

Федеральный план по радионавигации Соединенных Штатов Америки и Рекомендации МАМС по производительности и мониторингу ДГНСС в полосе 283,5-325 кГц указывают вычисленную в 1993 году ошибку в 0,67 м на 100 км от места широковещательной передачи, но измерения точности через Атлантический океан, в Португалии, свидетельствуют о понижение точности всего 0,22 м на 100 км.

 

 

DGPS может относиться к любому типу наземной системы функционального дополнения (GBAS). Есть много операционных систем, используемых во всем мире. По данным береговой охраны США, 47 стран используют системы, подобные США NDGPS (Национальная Дифференциальная система глобального позиционирования).

 

 

Европейская сеть DGPS была по большей части разработана шведским и финским морскими департаментами в целях повышения безопасности на архипелаге между двумя странами.

В Великобритании и Ирландии, система была реализована в качестве помощи для морской помощи, чтобы заполнить пробел, оставленный после прекращения существования Decca Navigator System в 2000 году с сетью, имевшей 12 передатчиков, расположенных вдоль береговой линии и трех станций управления, созданная в 1998 году соответствующими Генеральными маячными службами этих стран - Trinity House, покрывающей Англию, Уэльс и Нормандские острова, Northern Lighthouse Board, охватывающую Шотландию и на острове Мэн и Commissioners of Irish Lights, охватывающей всю Ирландию. Передавая на частоте 300 кГц, система проходила испытания и два дополнительных передатчика были добавлены до того, как система была объявлена действующей в 2002 году.

 

 

Министерство транспорта США, совместно с Федеральной дорожной администрацией, Федеральной администрацией железнодорожного транспорта и Национальной геодезической службой назначили береговую охрану в качестве агентства, обслуживающую Национальную DGPS (NDGPS). Система является расширением предыдущей системы морской дифференциальной GPS (MDGPS), которую береговая охрана начала в конце 1980-х и завершила в марте 1999 года. NDGPS, в отличие от MDGPS, обеспечивает полный охват континентальной части Соединенных Штатов. Централизованное управление системой осуществляет Навигационный центр береговой охраны США, расположенный в Александрии, штат Вирджиния. В настоящее время в сети НДГСМ 85 станций по всей территории США. Они находятся в ведении Департамента США по навигации Центра национальной безопасности.

 

 

Канадская система аналогична американской системе, и в первую очередь существует для морского использования и покрывает побережье Атлантического и Тихого океана, а также в районе Великих озер и Сент-Лаврентия.

 

 

Австралия имеет три системы DGPS: одна в основном для морской навигации, передаёт свой сигнал на частоте длинных волн; другая используется для наземных исследований и наземной навигации и вещает корректировки на частоте Коммерческого радио. В то время как третья в аэропорту Сиднея в настоящее время проходит испытания на точность посадки воздушных судов (2011), в качестве резервного для системы посадки инструмента, по крайней мере до 2015 года. Поправки к положению воздушного судна транслируются на частоте авиационного УКВ диапазона.