Análisis de errores para el Sistema de Posicionamiento Global

El análisis de errores para el Sistema de Posicionamiento Global es importante para comprender cómo funciona el GPS y para saber qué magnitud de error se debe esperar. El GPS realiza correcciones para los errores del reloj del receptor y otros efectos, pero aún quedan errores residuales que no se corrigen. La posición del receptor GPS se calcula en función de los datos recibidos de los satélites. Los errores dependen de la dilución geométrica de la precisión y de las fuentes enumeradas en la siguiente tabla.

Los errores de rango equivalente del usuario (UERE) se muestran en la tabla. También hay un error numérico con un valor estimado , de aproximadamente 1 metro (3 pies 3 pulgadas). Las desviaciones estándar, , para los códigos grueso/adquisición (C/A) y preciso también se muestran en la tabla. Estas desviaciones estándar se calculan tomando la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de los componentes individuales (es decir, RSS para la suma de los cuadrados de la raíz). Para obtener la desviación estándar de la estimación de la posición del receptor, estos errores de rango deben multiplicarse por la dilución adecuada de la precisión${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {número}}$${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {R}}$términos y luego RSS'ed con el error numérico. Los errores electrónicos son uno de los varios efectos que degradan la precisión descritos en la tabla anterior. Cuando se toman en conjunto, las correcciones de posición horizontal del GPS civil autónomo suelen tener una precisión de unos 15 metros (50 pies). Estos efectos también reducen la exactitud del código P(Y) más preciso. Sin embargo, el avance de la tecnología significa que en el presente, las posiciones de GPS civiles bajo una vista clara del cielo tienen una precisión promedio de aproximadamente 5 metros (16 pies) horizontalmente.

El término error de rango equivalente de usuario (UERE) se refiere al error de un componente en la distancia del receptor a un satélite. Estos errores UERE se dan como ± errores, lo que implica que son errores no sesgados o de media cero. Por lo tanto, estos errores UERE se utilizan para calcular las desviaciones estándar. La desviación estándar del error en la posición del receptor, , se calcula multiplicando PDOP (dilución de precisión de la posición) por , la desviación estándar de los errores de rango equivalentes del usuario. se calcula tomando la raíz cuadrada de la suma de los cuadrados de las desviaciones estándar de los componentes individuales.${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {rc}}$${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {R}}$${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {R}}$

PDOP se calcula en función de las posiciones del receptor y del satélite. En la sección Dilución geométrica del cálculo de precisión (GDOP) se proporciona una descripción detallada de cómo calcular PDOP .

${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {R}}$ para el código C/A viene dado por:

La desviación estándar del error en la posición estimada del receptor , nuevamente para el código C/A viene dada por:${\ estilo de visualización \ \ sigma _ {rc}}$

Concepción artística del satélite GPS Block II-F en órbita

Diagrama de error geométrico que muestra la relación típica de la posición indicada del receptor, la intersección de las superficies de la esfera y la posición real del receptor en términos de errores de pseudodistancia, PDOP y errores numéricos

Los relojes de los satélites se ralentizan por su velocidad orbital, pero se aceleran por su distancia fuera del pozo gravitacional de la Tierra.