|
Helaas, het GPS is geen wondermiddel. In sommige omstandigheden (omgevingen, toepassingen) is de prestatie van het systeem gering. De vraag naar onze positie kan dan niet, foutief of onvoldoende beantwoord worden. De beperkingen van het GPS hebben concreet te maken met:
- ontvangstmogelijkheden van het GPS-signaal;
- integriteit van het GPS-signaal;
- nauwkeurigheid van het GPS-signaal.
Ontvangstmogelijkheden van het GPS-signaal.
Het juist functioneren van een GPS-ontvanger hangt samen met de onverstoorde ontvangst van de signalen van op z'n minst vier satellieten. De signalen planten zich voort via een 'line of sight' van de satelliet naar de ontvanger. De signalen worden nauwelijks doorgelaten door water, grond, muren en vele andere obstakels. Vanwege deze reden doen we weinig met het GPS onder water (duikboten) en onder de grond (mijnen, tunnels). Maar ook bomen, grote planten, gebouwen en bruggen kunnen zorgen voor een hinderlijke demping van de signalen. In veel gevallen zal de ontvangstbeperking van korte duur zijn. Echter in sommige omstandigheden (dichte/hoge bebouwing/begroeiing/bebossing) kan de toegang tot de signalen, van langdurig tot continue, onderbroken zijn.
Integriteit van het GPS-signaal.
Een GPS-ontvanger berekend een positie aan de hand van de gedecodeerde signalen. Alhoewel er in een vorm van foutcontrole voorzien is blijven foute oplossingen tot de mogelijkheden behoren. Als deze fouten niet gedetecteerd worden zal de gebruiker niet eens weten dat de verkregen positiebepaling fout was. Deze situatie kan in specifieke omstandigheden tot een catastrofe leiden. De civiele luchtvaart hecht, logisch, veel waarde aan de integriteit van het navigatie-systeem. Mogelijkheden tot verbetering van de integriteit zijn continue onderwerp van studie.
Nauwkeurigheid van het GPS-signaal.
Elk meet-systeem kent zijn beperkingen in de nauwkeurigheid waarmee de metingen verricht kunnen worden. De nauwkeurigheid kan beperkt zijn door de bouw van het systeem en de geldende wetten van de fysica. Getracht wordt de ontstane fouten (rekenkundig) te verwijderen dan wel te verkleinen.
Soorten GPS-fouten.
De GPS-metingen worden beïnvloed door fouten die geïntroduceerd worden in de satelliet daar waar het signaal gegenereerd en verzonden wordt, fouten die veroorzaakt worden doordat het signaal 'reist' van satelliet naar ontvanger en fouten ontstaan door de metingen in de ontvanger.
Satelliet fouten.
Het gaat hier enerzijds om fouten m.b.t. de berekende positie van de satelliet (baangegevens). Anderzijds gaat het om tijdfouten. De in de satelliet aanwezige atoomklokken hebben een zeer hoge kwaliteit maar zijn echter niet perfect. Het gecombineerde effect van deze twee fouten ligt in de orde van, gemiddeld, enkele meters.
Propagatie fouten.
De van de satellieten afkomstige signalen worden beïnvloed (vertraagd) tijdens hun 'reis' door de aardse atmosfeer. De atmosfeer heft zijn tol tweemaal. De lastig te voorspellen ionosfeer heeft van dag tot dag en van plaats tot plaats een wisselende uitwerking. In sommige omstandigheden kan de fout zo'n 30 meter, in verticale richting, bedragen. Ook het onderste gedeelte van de atmosfeer, de troposfeer, heeft een aandeel in de som van fouten. De fouten bedragen ongeveer zo'n 2,3 tot 23 meter in verticale richting, afhankelijk van de hoeveelheid en samenstelling van de te doorschrijden troposfeer.
Fouten in de ontvanger.
Ook de ontvanger draagt zijn steentje bij in deze opsomming van fouten. Naast fouten veroorzaakt door de interne klok van de ontvanger zijn ruisfouten verantwoordelijk voor onvolmaaktheden in de afstandsberekening.
GPS geometrie.
Niet alle hoeken zijn gelijk. Als de satellieten, waar we op dat moment de signalen van ontvangen en verwerken, dicht bij elkaar staan zal de nauwkeurigheid geringer zijn dan wanneer zij meer gespreid zouden staan. Het effect van deze geometrie wordt uitgedrukt in de 'Dilution Of Precision' factor. Deze DOP heeft rechtstreeks te maken met het aantal beschikbare satellieten.
|
