Jak to działa?

 System składa się z 24 satelitów krążących na orbicie wokół naszej planety. Odbiorniki na Ziemi używają ich jako punktów odniesienia aby określić pozycję na ziemi.

Odbiornik GPS mierzy czas w jakim fale radiowe trafiają do niego z satelitów i używa tego czasu aby skalkulować odległość od satelity. Przynajmniej cztery satelity są potrzebne aby w miarę dokładnie określić pozycję na ziemi. Pozycja satelitów jest znana i na podstawie obliczonych odległości możliwe jest określenie współrzędnych geograficznych odbiornika.

Zastosowanie GPS.

GPS ma zastosowanie wszędzie gdzie potrzebne jest określenie położenia pojazdu/obiektu na ziemi. Początkowo GPS używany był do celów wojskowych. Obecnie ma coraz szersze zastosowanie w transporcie morskim, lotniczym i lądowym, geodezji, kartografii oraz w precyzyjnym rolnictwie, gdzie w ostatnim czasie bardzo szybko się rozwija.

Błędy GPS.

Standardowa dokładność GPS to ok. 3-5 metrów. Związane jest to z zakłóceniami związanymi z przej?ciem fal radiowych przez warstwy atmosfery, niedoskonałością zegarów w odbiornikach, odbiciami sygnału.

Korekcja błędów.

Dokładność rzędu 3-5 metrów jest zdecydowanie niewystarczająca dla celów precyzyjnego rolnictwa. W celu zwiększenia dokładności stosuje si? kila metod korekcji błędu GPS.

1. DGPS: tzw. Korekcja różnicowa:

a) Europejski system korekcji różnicowej występuje pod nazwą EGNOS.

W uproszczeniu, system korekcji różnicowej polega na współpracy dwóch odbiorników GPS. Jeden z nich jest na stałe osadzony w dokładnie określonym punkcie na ziemi, takie stanowisko nosi nazwę stacji referencyjnej. Drugi odbiornik to taki który pracuje np. Na naszej maszynie w celu określenia naszego położenia.

Zasada działania:

Stacja referencyjna odbiera sygnał z satelitów, na podstawie którego oblicza swoją pozycję GPS. Następnie określona pozycja GPS jest porównywana z rzeczywistym fizycznym/geograficznym położeniem stacji. Jeśli pozycje się pokrywaj? – błąd wynosi „zero”. Jeśli występują rozbieżności, to z bardzo dużym prawdopodobieństwem można stwierdzić ze wszystkie odbiorniki mobilne w okolicy stacji referencyjnej mają ten sam błąd co stacja. Określony błąd rozsyłany jest do odbiorników mobilnych poprzez satelity geostacjonarne i takim sposobem mo?liwe jest osi?gni?cie dokładności sub-metrowych. Urządzenia Trimble osiągają dokładności 15-20 cm wykorzystując korekcję EGNOS.

Bezpłatny sygnał EGNOS odbierany jest przez większość standardowych odbiorników GPS i nie wymaga dodatkowych opłat.

Na terenie Europy znajdują się 34 stałe stacje referencyjne (jedna w Warszawie), 4 stacje kontrolne oraz 6 stacji transmitujących sygnał korekcyjny poprzez 3 satelity geostacjonarne.

b) Korekcja OmniStar:

OmniSTAR jest wiodącym komercyjnym dostawcą korekcji różnicowej GPS

Podstawa działania jest bardzo podobna do EGNOS. Różnice występują w systemie przetwarzania danych, gdyż jest to system ogólnoświatowy, łączący kilka sieci kontrolno-obliczeniowych. Różnica również występuje w nadawaniu korekcji, sygnał korekcyjny rozsyłany jest przez własne satelity geostacjonarne w dwóch różnych częstotliwościach jednocześnie. Dzięki temu sygnał ten pozwala na uzyskanie dokładności 5-10 cm – Omnistar HP+. Dokładność taka wymaga zastosowania specjalistycznego odbiornika oraz wykupienia usługi abonamentowej na określony okres czasu.

OmniStar posiada około 100 stacji referencyjnych na całej ziemi, 3 globalne sieci kontrolno-obliczeniowe oraz 6 satelitów geostacjonarnych.

2. Korekcja RTK:

Najbardziej dokładna metoda lecz bardziej skomplikowania dla użytkownika. Polega na zastosowaniu własnej stacji referencyjnej oraz odbiorników zainstalowanych na maszynach. Stacja referencyjna oblicza błąd GPS, następnie błąd rozsyłany jest do odbiorników drogą radiową w czasie rzeczywistym. Ze względu na to, że odbiorniki pracują w niewielkiej odległości od stacji referencyjnej, oraz dzięki wyeliminowaniu drogi satelitarnej do przesyłu korekcji, osiągamy dokładność rzędu 1-2 cm. Korekcja jest bezpłatna.

                                                                                    rys. rozwiązanie TRK

3. Inne rozwiązania

W wielu częściach świata nie ma możliwości z korzystania z korekcji satelitarnej. Rozwiązaniem może być technologia opatentowana przez Trimble - OnPath Filter, która bez zewnętrznej korekcji umożliwia nawigację z dokładnością 30-45 cm, wystarczającą do wysiewu nawozów, oprysków i prac żniwnych.

rys. Zakłócenia związane z trudnym warunkami pracy

  Trimble OnPath Filter                                              

                             rys. bez włączonego filtra           z włączonym filtrem