Header image  
 
  
 
 
 
 


Systemy wspomagające GPS

 

Aby spełnić specyficzne oczekiwania użytkowników dotyczące precyzji pozycjonowania, nawigacji oraz pomiaru czasu dostępnych jest szereg systemów wspomagających działanie GPS. Precyzja pomiaru rzędu kilkunastu metrów okazała się zbyt mała dla takich dziedzin jak lotnictwo lub w portach morskich gdzie niezbędna jest precyzyjna lokalizacja obiektu.
Systemem wspomagającym jest każdy system wspomagający GPS poprzez zapewnienie większej dokładności, rzetelności, niezawodności, dostępności, lub jeśli w jakikolwiek inny sposób poprawia pozycjonowanie, nawigacje i pomiar czasu, który nie jest częścią samego systemu GPS. Systemy te obliczają i przesyłają różnicowe dane korekcyjne i działają nie samodzielnie lecz jako uzupełnienie systemu GPS, a w przyszłości także Galilieo oraz innych.

Differential Global Positioning System (DGPS)
DGPS jest naziemnym systemem wspomagania użytkowników zwiększającym dokładność i kompletność danych GPS dostępnym dla użytkowników na lądzie i wodzie. Pozwala on uzyskać precyzję pomiaru do 1m. Poprawki są transmitowane do użytkowników drogą RTCM, CRM lub łączy VHF albo GPRS. Systemy są popularne w nawigacji nadmorskiej oraz portowej. Obecnie w trakcie rozwoju jest system High Accuracy DGPS (HA-DGPS), którego celem będzie zwiększenie wydajności i  dokładności w całym obszarze zasięgu zapewniając precyzję od 10 do 15 centymetrów. DGPS zbudowany jest zgodnie z międzynarodowymi standardami a ponad 50 krajów na całym świecie wprowadziło podobne systemy.

Satellite Based Augumentation System (SBAS)
Jak nazwa wskazuje jest to satelitarny system wspomagania nawigacji gdzie w odróżnieniu od DGPS sygnały różnicowe i informacje o wiarygodności GNSS transmitowane są za pomocą satelitów geostacjonarnych. Tak jak DGPS system jest oparty na sieci stacji naziemnych. System ten wspomaga przede wszystkim nawigację satelitarną statków powietrznych we wszystkich fazach lotu. Obecnie istnieją trzy systemy SBAS – europejski EGNOS, amerykański WASS i japoński MSAS. Jest wiele krajów zainteresowanych systemem SBAS lecz najbardziej zaawansowane są prace nad indyjskim systemem GAGAN (GPS-aided Geosynchronous Augmented Navigation System). Wszystkie rodzaje systemów są kompatybilne i w pełni współpracują ze wszystkimi dostępnymi rodzajami systemów GNSS.
Rząd indyjski planuje uruchomić w pełni działający system w 2011 kosztem 170 milionów $.  Będzie się on składał docelowo z 18 stacji monitorujących oraz głównej stacji kontrolnej. Ma on zapewnić dokładność na poziomie 1m i objąć swoim zasięgiem około stu lotnisk indyjskich oraz południową i wschodnią część Azji. System indyjski będzie w pełni kompatybilny z pozostałymi systemami SBAS.
Dziś możliwości systemów SBAS są szeroko wykorzystywane w innych dziedzinach, ponieważ ich sygnał GPS może być przetwarzany przez zwykłe odbiorniki bez dodatkowego wyposażenia.
Aktualnie pokrycie przez system SBAS prezentuje się w następujący sposób:

Europan Geostationary Navigation Overlay Service (EGNOS)

System stosowany w Europie, administrowany przez Eurocontrol, Europejską Agencję Kosmiczną oraz Komisję Europejską. Zadaniem systemu jest wprowadzenie poprawek różnicowych zapewniając znaczne zwiększenie dokładność w trzech wymiarach oraz weryfikacja danych pochodzących z systemu GPS, sprawdzając czy nie wystąpiły błędy podczas transmisji lub czy nie doszło do awarii któregoś z satelitów. System składa się z segmentu kosmicznego obejmującego Europę czyli trzech satelitów geostacjonarnych oraz segmentu naziemnego czyli szeregu stacji naziemnych w tym 6 stacji transmitujących poprawki do satelitów (NLES - Navigation Land Earth Station), 4 stacji kontrolnych obliczających poprawki i przetwarzających informacje (MCC - Mission Control Center) oraz 34 stacji obserwacyjno-pomiarowych odbierających dane z systemu satelitów GPS (RIMS - Ranging and Integrity Monitoring Stations) z których jedna znajduje się w Warszawie. System został uruchomiony w Lipcu 2005 z dostępnością 99% i wykorzystywany jest do sterowania ruchem pociągów, wykorzystywany podczas niektórych akcji ratunkowych oraz oczywiście do precyzyjnego nawigowania samolotów.

Wide Area Augmentation System (WAAS)

Kolejny z systemów WAAS jest to system obejmujący swoim zasięgiem obszar Stanów Zjednoczonych i działający na podobnej zasadzie jak Egnos, z tą różnicą że korzysta z niego również wojsko wykorzystując dodatkowy zastrzeżony sygnał z systemu GPS.
Struktura systemu jest podobna do systemu europejskiego i składa się z 27 naziemnych stacji referencyjnych, 5 centrów obliczeniowo-kontrolno-nadawczych i 2 satelitów geostacjonarnych.
Był to pierwszy z tego rodzaju systemów na świecie. 10 lipca 2003r. system został zatwierdzony do wykorzystywania w lotnictwie.

Multifuncional Satellite-Based Augmentation System (MSAS)

System działający na takich samych zasadach jak systemy powyżej obejmujący swoim zasięgiem teren Japonii, dostępny od 27 września 2007r. Jest to najmłodszy z tego rodzajów systemów, administrowany przez Kobe Aeronautical Stellite Center.

Continuously Operating Reference Station (CORS):
Amerykańska sieć, która jest zarządzana przez National Oceanic & Atmospheric Administration, archiwizuje i udostępnia dane GPS w celu precyzyjnego lokalizowania i modelowania zachowań atmosferycznych głównie poprzez graficzną prezentację uzyskanych wyników obliczeń. System CORS  jest modernizowany tak aby móc wspierać użytkowników w czasie rzeczywistym.

International GNSS Service (IGS):
IGS jest siecią ponad 350 stacji monitoringu GPS z 200 organizacji w 80 krajach. Zadaniem systemu jest dostarczanie najwyższej jakości danych w standardzie  Globalnego Systemu Nawigacji Satelitarnej (GNSS) w celu wspierania badań naukowych o Ziemi, wspomagania wszelkiego rodzaju aplikacji i działań. Około 100 stacji IGS przekazują swoje dane w ciągu jednej godziny od pobrania.

Istnieje wiele innych systemów dostępnych na całym świecie, zarówno rządowych jak i komercyjnych.