Árbók VFÍ/TFÍ - 01.06.2003, Blaðsíða 171

Bandaríkjastjórn tryggir að nákvæmni GPS sé innan við 13 m í 95% tilfella alls staðar í
heiminum. Þetta þýðir að meðalnákvæmni er frá 3 m til 5 m. Vegna þess hvernig eftirliti
með útsendingum GPS-hnattanna er háttað í stjórnstöðvum GPS þá getur liðið nokkur
tími frá því að bilun verður í gervihnetti, þar til hún uppgötvast. A þessum tíma getur
staðsetning reiknast röng án þess að notendur verði þess varir. Sem dæmi má nefna að
klukkur í GPS-hnöttunum hafa bilað og valdið skekkjum upp á tugi kílómetra í staðsetn-
ingarmælingum í fleiri mínútur. Nú síðast gerðist þetta á þessu ári og olli það verulegum
titringi innan notendasamfélags GPS.
Annar skurðpunkturinn er valinn
sem hin rétta staðsetning
Staðsetning í GNSS-kerfi byggist á nákvæmum
tímamælingum á merkjasendingum frá gervihnött-
unum. Hefðbundið GPS-tæki er með klukku sem
byggir á kristaltifi líkt og í góðum armbandsúrum.
Nákvæmni þessarar klukku er ekki nægjanleg og
því er hún leiðrétt með nokkurra sekúndna millibili
frá fjórum atómklukkum sem hver gervihnöttur ber.
Jafnvel þótt atómklukkur gervihnattanna skekkist
aðeins um nanósekúndur á nokkurra ára tímabili,
þá eru þær einnig leiðréttar reglulega frá jörðu.
Gervihnettirnir senda tímastimplaðan gagnastraum
til jarðar sem notaður er til að ákvarða nákvæma
fjarlægð frá GPS-hnöttunum til notanda. I gagna-
straumnum eru einnig nákvæmar upplýsingar um
sporbrautarstaðsetningu gervihnattanna. Til stað-
setningar í þrívídd þarf að minnsta kosti gagna-
merki frá fjórum gervihnöttum. Þrír þeirra eru
notaðir til fjarlægðamælinga og einn er notaður til
tímalæsingar. Staðsetningin er fundin með því að
ímynda sér að þrjár kúlur með miðju í hverjum
gervihnetti og radíus sem nemur mældri fjarlægð
milli viðkomandi gervihnattar og notanda. Yfirborð kúlnanna þriggja skerast í tveimur
punktum. Mynd 2 sýnir með lauslegum hætti hvernig þetta er hugsað. Annar punkturinn
er staðsetning notandans á eða nálægt yfirborði jarðar en hinn er það langt frá yfirborði
jarðar að hann er augljóslega rangur. Þegar fjarlægðarmælingar eru til staðar frá fleirum
en þremur gervihnöttum þá er aðeins einn skurðpunktur mögulegur. A mynd 3 má sjá
hvernig notandinn nýtir sér gagnastraumana frá GNSS-gervihnöttunum.
Mynd2. Skurður fjarlægða milli þriggja GNSS-
hnatta gefur staðsetningu.
Viðbrögð flugsins gegn þessu eru mismunandi eftir
því í hvaða þáttum flugsins er verið að nota GPS.
Fyrir leiðarflug og grunnaðflug er krafist að not-
endatæki séu búin „Receiver Autonomus Integrity
Monitoring" (RAIM) virkni. RAIM krefst þess að
fleiri en fjórir gervihnettir séu í sjónmáli. Staðsetning
er stöðugt fundin og borin saman með mismunandi
samsetningu af fjórum gervihnöttum. Líkurnar á því
að sama bilun komi upp í fleiri en einum gervihnetti
á sama tíma eru minni en flugið gerir kröfur til. Fyrir
nákvæmnisaðflug gerir flugið ekki aðeins kröfu um
aukningu á heilleika heldur einnig á nákvæmni og
tiltakanleika. Til að mæta þessum kröfum eru notuð
víðfeðm leiðréttingakerfi fyrir aðflugslágmörk niður
í 250 fet yfir jörðu en smáfeðm leiðréttingakerfi fyrir
aðflugslágmörk undir 250 fetum. Nokkur víðfeðm
leiðréttingarkerfi eru í undirbúningi en um mitt
þetta ár var fyrsta víðfeðma leiðréttingakerfið,
Kynning og tæknigreinar fyrirtækja og stofnana
1 6 7