Анализ ошибок для Глобальной Системы Позиционирования

Анализ ошибок для Глобальной системы позиционирования важен для понимания того, как работает GPS, и для определения величины ожидаемой ошибки. GPS вносит поправки на ошибки часов приемника и другие эффекты, но все еще есть остаточные ошибки, которые не исправляются. Положение приемника GPS вычисляется на основе данных, полученных со спутников. Ошибки зависят от геометрического разбавления точности и источников, перечисленных в таблице ниже.

Источники ошибок пользовательского эквивалентного диапазона (UERE)

Источник	Эффект (м)
Прибытие сигнала C/A	±3
Прибытие сигнала P(Y)	±0,3
Ионосферные эффекты	±5
Ошибки эфемерид	±2,5
Ошибки спутниковых часов	±2
Многолучевое искажение	±1
Тропосферные эффекты	±0,5
${\displaystyle \ 3\sigma _{R}}$С/А	±6,7
${\displaystyle \ 3\sigma _{R}}$П(Г)	±6,0

Пользовательские эквивалентные погрешности дальности (UERE) показаны в таблице. Существует также численная погрешность с оценочным значением, , около 1 метра (3 фута 3 дюйма). Стандартные отклонения, , для грубого/приемного (C/A) и точного кодов также показаны в таблице. Эти стандартные отклонения вычисляются путем извлечения квадратного корня из суммы квадратов отдельных компонентов (т. е. RSS для квадратного корня суммы квадратов). Чтобы получить стандартное отклонение оценки положения приемника, эти погрешности дальности должны быть умножены на соответствующее разбавление членов точности, а затем RSS с числовой погрешностью. Ошибки электроники являются одним из нескольких эффектов, ухудшающих точность, описанных в таблице выше. В совокупности автономные гражданские определения горизонтального положения GPS обычно имеют точность около 15 метров (50 футов). Эти эффекты также снижают точность более точного кода P(Y). Однако развитие технологий привело к тому, что в настоящее время точность определения местоположения гражданскими GPS-устройствами при ясном небе составляет в среднем около 5 метров (16 футов) по горизонтали. ${\displaystyle \ \sigma _{num}}$${\displaystyle \ \sigma _{R}}$

Термин «погрешность диапазона, эквивалентная пользователю» (UERE) относится к погрешности компонента в расстоянии от приемника до спутника. Эти погрешности UERE указаны как ± ошибки, что подразумевает, что они являются несмещенными или имеют нулевое среднее значение. Поэтому эти погрешности UERE используются при вычислении стандартных отклонений. Стандартное отклонение ошибки в положении приемника, , вычисляется путем умножения PDOP (Position Dilution Of Precision) на , стандартное отклонение погрешностей диапазона, эквивалентного пользователю. вычисляется путем извлечения квадратного корня из суммы квадратов стандартных отклонений отдельных компонентов. ${\displaystyle \ \sigma _{rc}}$${\displaystyle \ \sigma _{R}}$${\displaystyle \ \sigma _{R}}$

PDOP вычисляется как функция положения приемника и спутника. Подробное описание того, как вычислить PDOP, приведено в разделе Геометрическое разбавление точности вычислений (GDOP) .

${\displaystyle \ \sigma _{R}}$для кода C/A определяется по формуле:

${\displaystyle 3\sigma _{R}={\sqrt {3^{2}+5^{2}+2.5^{2}+2^{2}+1^{2}+0.5^{2}}}\,\mathrm {m} \,=\,6.7\,\mathrm {m} }$

Среднеквадратическое отклонение ошибки в оценке положения приемника , опять же для кода C/A, определяется по формуле: ${\displaystyle \ \sigma _{rc}}$

${\displaystyle \ \sigma _{rc}={\sqrt {PDOP^{2}\times \sigma _{R}^{2}+\sigma _{num}^{2}}}={\sqrt {PDOP^{2}\times 2.2^{2}+1^{2}}}\,\mathrm {m} }$

Диаграмма погрешности слева показывает взаимосвязь указанного положения приемника, истинного положения приемника и пересечения четырех сферических поверхностей.

Для определения местоположения, которое вычисляет GPS-приемник, требуется текущее время, местоположение спутника и измеренная задержка полученного сигнала. Точность местоположения в первую очередь зависит от местоположения спутника и задержки сигнала.

Для измерения задержки приемник сравнивает битовую последовательность, полученную со спутника, с внутренне сгенерированной версией. Сравнивая восходящие и нисходящие фронты битовых переходов, современная электроника может измерять смещение сигнала с точностью до одного процента от ширины битового импульса, или приблизительно 10 наносекунд для кода C/A. Поскольку сигналы GPS распространяются со скоростью света , это составляет погрешность около 3 метров. ${\displaystyle {\frac {0.01\times 300,000,000\ \mathrm {m/s} }{(1.023\times 10^{6}/\mathrm {s} )}}}$

Этот компонент точности определения местоположения может быть улучшен в 10 раз с использованием сигнала P(Y) с более высокой скоростью передачи чипов. Предполагая тот же самый процент точности ширины импульса бита, высокочастотный сигнал P(Y) обеспечивает точность около 30 сантиметров. ${\displaystyle {\frac {(0.01\times 300,000,000\ \mathrm {m/s} )}{(10.23\times 10^{6}/\mathrm {s} )}}}$

Непостоянство атмосферных условий влияет на скорость сигналов GPS при прохождении через атмосферу Земли , особенно через ионосферу. Исправление этих ошибок является существенной проблемой для повышения точности определения местоположения GPS. Эти эффекты минимальны, когда спутник находится прямо над головой, и становятся сильнее для спутников, расположенных ближе к горизонту, поскольку путь через атмосферу длиннее (см. воздушная масса ). Как только приблизительное местоположение приемника известно, можно использовать математическую модель для оценки и компенсации этих ошибок.

Ионосферная задержка микроволнового сигнала зависит от его частоты. Она возникает из-за ионизированной атмосферы (см. Общее содержание электронов ). Это явление известно как дисперсия и может быть рассчитано путем измерения задержек для двух или более частотных диапазонов, что позволяет оценить задержки на других частотах. ^[1] Некоторые военные и дорогие гражданские приемники обзорного класса вычисляют атмосферную дисперсию из различных задержек на частотах L1 и L2 и применяют более точную коррекцию. Это можно сделать в гражданских приемниках без расшифровки сигнала P(Y), передаваемого на L2, путем отслеживания несущей волны вместо модулированного кода. Чтобы облегчить это на более дешевых приемниках, новый гражданский кодовый сигнал на L2, называемый L2C, был добавлен к спутникам Block IIR-M, которые были впервые запущены в 2005 году. Он позволяет напрямую сравнивать сигналы L1 и L2, используя кодированный сигнал вместо несущей волны.

Эффекты ионосферы обычно изменяются медленно и могут быть усреднены с течением времени. Для любой конкретной географической области их можно легко рассчитать, сравнив измеренное GPS положение с известным обследованным местоположением. Эта поправка также действительна для других приемников в том же общем местоположении. Несколько систем отправляют эту информацию по радио или другим каналам связи, чтобы позволить приемникам L1-only вносить ионосферные поправки. Ионосферные данные передаются через спутник в спутниковых системах дифференциальной коррекции (SBAS), таких как широкополосная система дифференциальной коррекции (WAAS) (доступна в Северной Америке и на Гавайях), EGNOS (Европа и Азия), многофункциональная спутниковая система дифференциальной коррекции (MSAS) (Япония) и GPS Aided Geo Augmented Navigation (GAGAN) (Индия), которая передает их на частоте GPS с использованием специальной псевдослучайной шумовой последовательности (PRN), поэтому требуются только один приемник и антенна.

Влажность также вызывает переменную задержку, что приводит к ошибкам, похожим на ионосферную задержку, но возникающим в тропосфере . Этот эффект более локализован, чем ионосферные эффекты, изменяется быстрее и не зависит от частоты. Эти особенности делают точное измерение и компенсацию ошибок влажности более сложными, чем ионосферные эффекты. ^[2]

Атмосферное давление также может изменять задержку приема сигналов из-за сухих газов, присутствующих в тропосфере (78% N2, 21% O2, 0,9% Ar...). Его влияние меняется в зависимости от местной температуры и атмосферного давления вполне предсказуемым образом, используя законы идеальных газов. ^[3]

На сигналы GPS также могут влиять проблемы многолучевого распространения , когда радиосигналы отражаются от окружающей местности: зданий, стен каньона, твердой почвы и т. д. Эти задержанные сигналы вызывают ошибки измерения, которые различны для каждого типа сигнала GPS из-за его зависимости от длины волны. ^[4]

Для уменьшения ошибок многолучевого распространения были разработаны различные методы, в частности, узкий интервал между корреляторами. Для многолучевого распространения с большой задержкой приемник сам может распознать непреднамеренный сигнал и отбросить его. Для решения проблемы многолучевого распространения с меньшей задержкой от сигнала, отраженного от земли, могут использоваться специализированные антенны (например, антенна с дроссельной кольцевой антенной ) для уменьшения мощности сигнала, принимаемого антенной. Отражения с короткой задержкой сложнее отфильтровать, поскольку они мешают истинному сигналу, вызывая эффекты, почти неотличимые от обычных колебаний атмосферной задержки.

Эффекты многолучевого распространения гораздо менее выражены в движущихся транспортных средствах. Когда антенна GPS движется, ложные решения, использующие отраженные сигналы, быстро перестают сходиться, и только прямые сигналы приводят к стабильным решениям.

Хотя данные эфемерид передаются каждые 30 секунд, сама информация может быть устаревшей до двух часов. Изменчивость давления солнечного излучения ^[5] косвенно влияет на точность GPS из-за ее влияния на ошибки эфемерид. Если требуется быстрое время первого определения (TTFF), можно загрузить действительные эфемериды на приемник, и в дополнение к установке времени определение местоположения может быть получено менее чем за десять секунд. Такие данные эфемерид можно разместить в Интернете, чтобы их можно было загрузить в мобильные устройства GPS. ^[6] См. также Assisted GPS .

Атомные часы спутников испытывают шум и ошибки дрейфа часов . Навигационное сообщение содержит исправления этих ошибок и оценки точности атомных часов. Однако они основаны на наблюдениях и могут не указывать на текущее состояние часов.

Эти проблемы, как правило, очень незначительны, но могут привести к неточности в несколько метров (десятков футов). ^[7]

Для очень точного позиционирования (например, в геодезии ) эти эффекты можно устранить с помощью дифференциальной GPS : одновременное использование двух или более приемников в нескольких точках съемки . В 1990-х годах, когда приемники были довольно дорогими, были разработаны некоторые методы квазидифференциальной GPS, использующие только один приемник, но повторное занятие точек измерения. В Техническом университете Вены метод был назван qGPS , и было разработано программное обеспечение для постобработки. ^{[ необходима цитата ]}

Ранее GPS включала функцию под названием Selective Availability ( SA ), которая добавляла преднамеренные, изменяющиеся во времени ошибки до 100 метров (328 футов) к общедоступным навигационным сигналам. Это было сделано для того, чтобы лишить противника возможности использовать гражданские приемники GPS для наведения точного оружия.

Ошибки SA на самом деле псевдослучайны, генерируются криптографическим алгоритмом из секретного начального ключа, доступного только авторизованным пользователям (военным США, их союзникам и нескольким другим пользователям, в основном правительству) со специальным военным GPS-приемником. Простого обладания приемником недостаточно; ему все еще нужен строго контролируемый ежедневный ключ.

До того, как он был отключен 2 мая 2000 года, типичные ошибки SA составляли около 50 м (164 фута) по горизонтали и около 100 м (328 футов) по вертикали. ^[8] Поскольку SA влияет на каждый приемник GPS в данной области почти одинаково, фиксированная станция с точно известным положением может измерять значения ошибок SA и передавать их на локальные приемники GPS, чтобы они могли исправить свои определения местоположения. Это называется дифференциальным GPS (DGPS). DGPS также исправляет несколько других важных источников ошибок GPS, в частности, ионосферную задержку, поэтому он продолжает широко использоваться, даже несмотря на то, что SA был отключен. Неэффективность SA перед лицом широко доступного DGPS была распространенным аргументом для отключения SA, и это было наконец сделано по приказу президента Клинтона в 2000 году. ^[9]

Услуги DGPS широко доступны как из коммерческих, так и из государственных источников. К последним относятся WAAS и сеть морских навигационных маяков LF Береговой охраны США . Точность поправок зависит от расстояния между пользователем и приемником DGPS. По мере увеличения расстояния ошибки на двух участках также не будут коррелировать, что приведет к менее точным дифференциальным поправкам.

Во время войны в Персидском заливе 1990–91 годов нехватка военных GPS-устройств заставила многих солдат и их семьи покупать легкодоступные гражданские устройства. Избирательная доступность существенно затрудняла использование этих GPS американскими военными на поле боя, поэтому военные приняли решение отключить их на время войны.

В 1990-х годах FAA начало оказывать давление на военных, чтобы они навсегда отключили SA. Это сэкономило бы FAA миллионы долларов каждый год на обслуживании их собственных радионавигационных систем. Количество добавленных ошибок было «установлено на ноль» ^[10] в полночь 1 мая 2000 года после заявления президента США Билла Клинтона , что позволило пользователям получить доступ к безошибочному сигналу L1. Согласно директиве, индуцированная ошибка SA была изменена, чтобы не добавлять никаких ошибок к публичным сигналам (код C/A). Указ Клинтона требовал, чтобы SA был установлен на ноль к 2006 году; это произошло в 2000 году, когда американские военные разработали новую систему, которая обеспечивает возможность отказывать в GPS (и других навигационных услугах) враждебным силам в определенной зоне кризиса, не влияя на остальной мир или собственные военные системы. ^[10]

19 сентября 2007 года Министерство обороны США объявило, что будущие спутники GPS III не смогут реализовать SA, ^[11] в конечном итоге сделав эту политику постоянной. ^[12]

Другое ограничение GPS, антиспуфинг, остается включенным. Он шифрует P-код , чтобы его нельзя было подделать передатчиком, отправляющим ложную информацию. Немногие гражданские приемники когда-либо использовали P-код, и точность, достигаемая с помощью публичного кода C/A, была намного лучше, чем изначально ожидалось (особенно с DGPS ), настолько, что политика антиспуфинга относительно мало влияет на большинство гражданских пользователей. Отключение антиспуфинга в первую очередь принесет пользу геодезистам и некоторым ученым, которым нужны чрезвычайно точные позиции для экспериментов, таких как отслеживание движения тектонических плит.

Теория относительности вводит несколько эффектов, которые необходимо учитывать при работе с точными измерениями времени. Согласно специальной теории относительности , время течет по-разному для объектов, находящихся в относительном движении. Это известно как кинетическое замедление времени : в инерциальной системе отсчета, чем быстрее движется объект, тем медленнее кажется его время (измеряемое часами системы). Общая теория относительности также учитывает влияние гравитации на ход времени. В контексте GPS наиболее заметной поправкой, введенной общей теорией относительности, является гравитационное замедление времени : часы, расположенные глубже в гравитационном потенциальном колодце (т. е. ближе к притягивающему телу), тикают медленнее.

Специальная теория относительности предсказывает, что по мере увеличения скорости объекта (в заданной системе отсчета) его время замедляется (измеряемое в этой системе отсчета). Например, частота атомных часов, движущихся с орбитальными скоростями GPS, будет идти медленнее, чем стационарных часов, в раз, где орбитальная скорость v = 4 км/с, а c = скорость света. Результатом является ошибка около -7,2 мкс/день на спутнике. Специальный релятивистский эффект обусловлен постоянным движением часов GPS относительно невращающейся приблизительно инерциальной системы отсчета с центром в Земле . Короче говоря, часы на спутниках замедляются на скорость спутника. Этот эффект замедления времени был измерен и проверен с помощью GPS. ${\displaystyle {v^{2}}/{2c^{2}}\approx 10^{-10}}$

Специальная теория относительности позволяет сравнивать часы только в плоском пространстве-времени , что не учитывает гравитационные эффекты на течение времени. Согласно общей теории относительности, наличие гравитирующих тел (например, Земли) искривляет пространство-время, что делает сравнение часов не таким простым, как в специальной теории относительности. Однако часто можно объяснить большую часть расхождений введением гравитационного замедления времени , замедления времени вблизи гравитирующих тел. В случае GPS приемники находятся ближе к Земле, чем спутники, в результате чего часы на высоте спутника идут быстрее в 5×10−10 раз ^, или примерно +45,8 мкс/день. Этот гравитационный сдвиг частоты можно измерить. На ранних этапах разработки некоторые ^{[ кто? ]} считали, что на GPS не повлияют эффекты общей теории относительности, но эксперимент Хафеле–Китинга показал, что это будет так.

В совокупности эти источники замедления времени заставляют часы на спутниках отставать на 38,6 микросекунд в день относительно часов на Земле. Это разница в 4,465 частей на 10 ¹⁰ . ^[13] Без коррекции ошибки примерно в 11,4 км/день накапливались бы в положении. ^[14] Эта начальная ошибка псевдодальности исправляется в процессе решения навигационных уравнений . Кроме того, эллиптические, а не идеально круговые, орбиты спутников приводят к тому, что эффекты замедления времени и гравитационного сдвига частоты изменяются со временем. Этот эффект эксцентриситета приводит к тому, что разница в скорости хода часов между спутником GPS и приемником увеличивается или уменьшается в зависимости от высоты спутника.

Чтобы компенсировать несоответствие, стандарту частоты на борту каждого спутника перед запуском задается смещение частоты, заставляя его работать немного медленнее желаемой частоты на Земле; в частности, на 10,22999999543 МГц вместо 10,23 МГц. ^[15] Поскольку атомные часы на борту спутников GPS точно настроены, это делает систему практическим инженерным приложением научной теории относительности в реальных условиях. ^[16] Размещение атомных часов на искусственных спутниках для проверки общей теории Эйнштейна было предложено Фридвардтом Винтербергом в 1955 году . ^[17]

Чтобы рассчитать величину суточного замедления времени, испытываемого спутниками GPS относительно Земли, нам необходимо отдельно определить величины, обусловленные скоростью и высотой спутника, и сложить их.

Величина, обусловленная скоростью, определяется с помощью преобразования Лоренца . Время, измеренное объектом, движущимся со скоростью, изменяется на (обратную величину) фактора Лоренца : ${\displaystyle v}$

${\displaystyle {\frac {1}{\gamma }}={\sqrt {1-{\frac {v^{2}}{c^{2}}}}}}$

Для малых значений v/c это приблизительно равно:

${\displaystyle {\frac {1}{\gamma }}\approx 1-{\frac {v^{2}}{2c^{2}}}}$

Спутники GPS движутся со скоростью3874 м/с относительно центра Земли. ^[15] Таким образом, определяем:

${\displaystyle {\frac {1}{\gamma }}\approx 1-{\frac {3874^{2}}{2\left(2.998\times 10^{8}\right)^{2}}}\approx 1-8.349\times 10^{-11}}$

Эта разница8,349 × 10 ⁻¹¹ представляет собой долю, на которую часы спутников идут медленнее, чем стационарные часы. Затем она умножается на количество наносекунд в сутках:

${\displaystyle -8.349\times 10^{-11}\times 60\times 60\times 24\times 10^{9}\approx -7214{\text{ ns}}}$

То есть часы спутников отстают от часов Земли на 7214 наносекунд в сутки из-за их скорости.

Обратите внимание, что эта скорость3874 м/с измеряется относительно центра Земли, а не ее поверхности, где находятся приемники GPS (и пользователи). Это происходит потому, что эквипотенциал Земли делает чистое замедление времени равным по всей ее геодезической поверхности. ^[18] То есть, сочетание специальных и общих эффектов делает чистое замедление времени на экваторе равным таковому на полюсах, которые, в свою очередь, находятся в состоянии покоя относительно центра. Поэтому мы используем центр в качестве точки отсчета для представления всей поверхности.

Величина расширения под действием силы тяжести определяется с помощью уравнения гравитационного замедления времени :

${\displaystyle {\frac {t_{r}}{t_{\infty }}}={\sqrt {1-{\frac {2GM}{rc^{2}}}}}}$

где — время, прошедшее на расстоянии от центра Земли, — время, прошедшее для далекого наблюдателя. ${\displaystyle t_{r}}$${\displaystyle r}$${\displaystyle t_{\infty }}$

Для малых значений это приблизительно равно: ${\displaystyle GM/(rc^{2})}$

${\displaystyle {\frac {t_{r}}{t_{\infty }}}\approx 1-{\frac {GM}{rc^{2}}}}$

Определите разницу между временем спутника и временем Земли : ${\displaystyle \Delta t}$${\displaystyle t_{r_{\text{GPS}}}}$${\displaystyle t_{r_{\text{Earth}}}}$

${\displaystyle \Delta t\approx (1-{\frac {GM}{r_{\text{GPS}}c^{2}}})-(1-{\frac {GM}{r_{\text{Earth}}c^{2}}})={\frac {GM}{r_{\text{Earth}}c^{2}}}-{\frac {GM}{r_{\text{GPS}}c^{2}}}}$

Радиус Земли составляет 6 357 км (на полюсах), что составляет = 6 357 000 м, а высота спутников составляет 20 184 км ^[15], что составляет радиус их орбиты = 26 541 000 м. Подставляя эти данные в приведенное выше уравнение, с массой Земли M =${\displaystyle r_{\text{Earth}}}$${\displaystyle r_{\text{GPS}}}$5,974 × 10 ²⁴ , Г =6,674 × 10 ⁻¹¹ , и с =2,998 × 10 ⁸ (все в единицах СИ ), дает:

${\displaystyle \Delta t\approx 5.307\times 10^{-10}}$

Это представляет собой долю, на которую часы на высоте спутников тикают быстрее, чем на поверхности Земли. Затем она умножается на количество наносекунд в сутках:

${\displaystyle 5.307\times 10^{-10}\times 60\times 60\times 24\times 10^{9}\approx 45850{\text{ ns}}}$

То есть часы спутников спешат на 45850 наносекунд в сутки из-за гравитационного замедления времени.

Эти эффекты суммируются и дают (округленно до 10 нс):

45850 – 7210 = 38640 нс

Таким образом, часы спутников отстают примерно на 38 640 наносекунд в день или на 38,6 мкс в день из-за релятивистских эффектов в целом.

Чтобы компенсировать этот прирост, частоту часов GPS необходимо замедлить на величину:

5,307 × 10 ⁻¹⁰ –  8,349 × 10 ⁻¹¹ =4,472 × 10 ⁻¹⁰

Эта дробь вычитается из 1 и умножается на предварительно настроенную тактовую частоту 10,23 МГц:

(1 –  4,472 × 10 ⁻¹⁰ ) × 10,23 = 10,22999999543

То есть нам нужно замедлить тактовую частоту с 10,23 МГц до 10,22999999543 МГц, чтобы свести на нет оба эффекта замедления времени.

Обработка наблюдений GPS также должна компенсировать эффект Саньяка . Шкала времени GPS определена в инерциальной системе, но наблюдения обрабатываются в геоцентрической, фиксированной на Земле (совместно вращающейся) системе. Таким образом, для преобразования из инерциальной системы в систему ECEF применяется преобразование координат. Результирующая коррекция времени выполнения сигнала имеет противоположные алгебраические знаки для спутников в восточном и западном небесных полушариях. Игнорирование этого эффекта приведет к ошибке восток-запад порядка сотен наносекунд или десятков метров в положении. ^[19]

Поскольку сигналы GPS на наземных приемниках, как правило, относительно слабы, естественные радиосигналы или рассеяние сигналов GPS могут снизить чувствительность приемника, что затруднит или сделает невозможным обнаружение и отслеживание спутниковых сигналов.

Космическая погода ухудшает работу GPS двумя способами: прямыми помехами от шума солнечных радиовсплесков в том же диапазоне частот ^[20] или рассеянием радиосигнала GPS в ионосферных неоднородностях, называемых мерцанием. ^[21] Обе формы ухудшения следуют 11-летнему солнечному циклу и достигают максимума при максимуме солнечных пятен, хотя они могут произойти в любое время. Солнечные радиовсплески связаны с солнечными вспышками и корональными выбросами массы (CME) ^[22] , и их воздействие может повлиять на прием на половине Земли, обращенной к Солнцу. Мерцание чаще всего происходит в тропических широтах, где это ночное явление. Оно происходит реже в высоких широтах или средних широтах, где магнитные бури могут привести к мерцанию. ^[23] Помимо создания мерцания, магнитные бури могут создавать сильные ионосферные градиенты, которые ухудшают точность систем SBAS. ^[24]

В автомобильных GPS-приемниках металлические элементы ветровых стекол ^[25] , такие как антиобледенители или тонировочные пленки для окон автомобиля ^[26], могут действовать как клетка Фарадея , ухудшая прием внутри автомобиля.

Искусственные электромагнитные помехи ( ЭМП ) также могут нарушать или заглушать сигналы GPS. В одном хорошо документированном случае было невозможно принимать сигналы GPS во всей гавани Мосс-Лэндинг, Калифорния, из-за непреднамеренного глушения, вызванного неисправными предварительными усилителями телевизионной антенны. ^{[27] [28]} Преднамеренное глушение также возможно. Как правило, более сильные сигналы могут мешать работе приемников GPS, когда они находятся в пределах радиодиапазона или прямой видимости. В 2002 году подробное описание того, как построить глушитель GPS L1 C/A ближнего действия, было опубликовано в интернет-журнале Phrack . ^[29]

Правительство США сообщило, что такие глушители время от времени применялись во время войны в Афганистане , а американские военные уничтожили шесть глушителей GPS во время войны в Ираке , включая тот, который был уничтожен бомбой с GPS-наведением, отметив неэффективность глушителей, использованных в той ситуации. ^[30] Глушитель GPS относительно легко обнаружить и локализовать, что делает его привлекательной целью для противорадиационных ракет . Министерство обороны Великобритании провело испытания системы глушения в Западной части Великобритании 7 и 8 июня 2007 года. ^{[ необходима цитата ]}

Некоторые страны разрешают использование ретрансляторов GPS для приема сигналов GPS в помещениях и в труднодоступных местах; в то время как в других странах это запрещено, поскольку ретранслируемые сигналы могут вызывать многолучевые помехи для других приемников GPS, которые получают данные как со спутников GPS, так и с ретранслятора. В Великобритании Ofcom теперь разрешает использование ретрансляторов GPS/GNSS ^[31] в режиме «облегченного лицензирования».

Из-за возможности как естественного, так и искусственного шума продолжают разрабатываться многочисленные методы борьбы с помехами. Первый — не полагаться на GPS как на единственный источник. По словам Джона Рули, « пилоты IFR должны иметь запасной план на случай неисправности GPS». ^[32] Автономный мониторинг целостности приемника (RAIM) — это функция, включенная в некоторые приемники, предназначенная для предупреждения пользователя в случае обнаружения помех или другой проблемы. Американские военные также развернули с 2004 года свой модуль селективной доступности / защиты от спуфинга (SAASM) в усовершенствованном оборонном GPS-приемнике (DAGR). ^[33] В демонстрационных видеороликах было показано, что DAGR обнаруживает помехи и сохраняет захват зашифрованных сигналов GPS во время помех, из-за которых гражданские приемники теряют захват.

• GPS-дополнение

• Grewal, Mohinder S.; Weill, Lawrence Randolph; Andrews, Angus P. (2001). Глобальные системы позиционирования, инерциальная навигация и интеграция. John Wiley and Sons. ISBN 978-0-471-35032-3.
• Паркинсон; Спилкер (1996). Глобальная система позиционирования. Американский институт аэронавтики и астрономии. ISBN 978-1-56347-106-3.
• Вебб, Стивен (2004). Не от мира сего: сталкивающиеся вселенные, браны, струны и другие дикие идеи современной физики. Springer. ISBN 0-387-02930-3. Получено 16.08.2013 .

На Викискладе есть медиафайлы по теме «Глобальная система позиционирования».

• GPS.gov — веб-сайт для всеобщего образования, созданный правительством США.
• Стандарт производительности GPS SPS — официальная спецификация стандартной службы позиционирования (версия 2008 г.).
• Стандарт производительности GPS SPS — официальная спецификация стандартной службы позиционирования (версия 2001 г.).