GPS — спутники, определяющие ваше положение
17 июля 1995 года GPS достиг полной эксплуатационной готовности с 24 спутниками. Гражданский стандарт предусматривал горизонтальную ошибку не более 100 м в течение 95% времени при оговорённых условиях.
Source: gps.gov
GPS (1995)
Global Positioning System — спутниковая навигационная система, разработанная Министерством обороны США. Каждый спутник передаёт точный временной сигнал; приёмник использует не менее четырёх спутников для вычисления положения методом трилатерации.
Относительность
Точность требует релятивистских поправок:
- Специальная теория относительности: часы спутника из-за скорости отстают примерно на 7 мкс/сутки
- Общая теория относительности: из-за более слабой гравитации идут быстрее примерно на 45 мкс/сутки
- Итоговая поправка: около +38 мкс/сутки
Развитие
| Поколение | Период | Типичная точность |
|---|---|---|
| Гражданский GPS L1 (SPS) | 1995 | ≤ 100 м по горизонтали в 95% времени |
| Двухчастотный GPS | 2000-е+ | несколько метров |
| Современные сервисы коррекции | сегодня | дециметры и сантиметры в специализированных приложениях |
Псевдодальность и положение
Псевдодальность — кажущееся расстояние от спутника до приёмника, полученное умножением измеренного временного интервала сигнала на скорость света. Оно включает смещения часов и задержки распространения. На номинальной орбите GPS суммарный релятивистский эффект ускоряет ход спутниковых часов примерно на 38,6 мкс в сутки относительно наземного эталона. После суток без компенсации этого эффекта произведение c × 38,6 мкс соответствует смещению псевдодальности примерно на 11,6 км. Из этого значения нельзя вывести суточную ошибку определения положения. Приёмник одновременно оценивает смещение собственных часов и три координаты. В идеализированной модели общий сдвиг может быть поглощён поправкой часов. Влияние неодинаковых ошибок на положение зависит от геометрии спутников.
Гражданская служба GPS в 1995 году
В 1995 году стандартная гражданская служба позиционирования США (SPS) устанавливала предел горизонтальной ошибки 100 м в течение 95% времени на интервале 24 часа в любой точке Земли при выполнении условий покрытия, доступности и надёжности. Режим избирательной доступности преднамеренно ухудшал гражданский сигнал. Его отключили в мае 2000 года.
Источники
- Гражданский стандарт, июнь 1995 года, приложение A §5
- Отключение избирательной доступности, май 2000 года
- Уравнения приёмника и относительность, техническая записка NIST 1385
Редакционное примечание
Исправление от 9 ноября 2026 года: уточнён гражданский стандарт 1995 года и проведено различие между смещением псевдодальности и ошибкой положения. Исправление и переводы подготовлены с помощью ИИ. Обложка — концептуальная иллюстрация, созданная ИИ, без изображения конкретного спутника.