GPS แม่นยำแค่ไหน?ทุกวันนี้ตัวรับสัญญาณ GPS แม่นยำสูงมาก เพราะการออกแบบแบบหลายช่องทางขนาน ตัวรับสัญญาณของเราล็อกเข้ากับดาวเทียมหลายดวงได้ทันทีที่เปิดใช้ครั้งแรก อุปกรณ์เหล่านั้นจะยังคงล็อกแบบติดตามแม้แต่ในป่าทึบหรือในเมืองใหญ่ที่มีตึกสูงมากมาย ปัจจัยทางบรรยากาศบางอย่างและแหล่งที่มาของความผิดพลาดอื่น ๆ อาจส่งผลต่อความแม่นยำของตัวรับสัญญาณ GPS ได้ ตัวรับสัญญาณ GPS ของ Garmin โดยปกติแล้วจะแม่นยำถึงในระยะ 10 เมตร ความแม่นยำจะดีขึ้นอีกเมื่ออยู่บนผืนน้ำ. Show
ความแม่นยำของตัวรับสัญญาณ GPS ของ Garmin ส่วนหนึ่งถูกปรับปรุงด้วยระบบการเสริมพื้นที่กว้างหรือ WAAS ความสามารถนี้สามารถพัฒนาความแม่นยำให้ดียิ่งกว่าระยะ 3 เมตร โดยการแก้ไขบรรยากาศ ไม่จำเป็นต้องมีอุปกรณ์เพิ่มเติมหรือค่าธรรมเนียมใด ๆ ในการใช้งานดาวเทียม WAAS และผู้ใช้งานยังสามารถเพิ่มความแม่นยำได้ด้วย Differential GPS (DGPS) ซึ่งจะแก้ไขระยะ GPS ให้ถูกต้องในระยะเฉลี่ย 1 ถึง 3 เมตร กองกำลังรักษาชายฝั่งสหรัฐฯปฏิบัติงานบริการการแก้ไข DGPS ที่พื้นฐานที่สุด ซึ่งประกอบไปด้วยเครือข่ายของหอบังคับการต่าง ๆ ที่รับสัญญาณ GPS และถ่ายทอดสัญญาณที่ถูกต้องด้วย Beacon ส่งสัญญาณ ในการที่จะรับสัญญาณที่ผ่านการแก้ไขแล้ว ผู้ใช้งานต้องมีตัวรับสัญญาณ Differential Beacon และเสาอากาศ Beacon เพิ่มเติมจาก GPS ที่มีอยู่ ระบบ GPS อื่น ๆยังมีระบบอื่น ๆ ที่คล้ายกับ GPS ในโลกนี้อยู่ ซึ่งทั้งหมดถูกจัดประเภทเป็นระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก (Global Navigation Satellite System) หรือ GNSS GLONASS คือระบบกลุ่มดาวเทียมที่สร้างขึ้นโดยรัสเซีย หน่วยงาน European Space Agency กำลังสร้าง Galileo ขณะที่จีนก็สร้าง BeiDou ตัวรับสัญญาณของ Garmin ส่วนมากติดตามทั้ง GLONASS และ GPS และบางตัวยังติดตาม BeiDou อีกด้วย ยิ่งติดตามดาวเทียมหลายดวงเท่าไหร่ โซลูชั่นก็จะยิ่งเชื่อถือได้มากขึ้นเท่านั้น คุณอาจติดตามดาวเทียมได้เกือบ 20 ดวงด้วยผลิตภัณฑ์รุ่นใหม่ ๆ ของ Garmin ระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก ( จีพีเอส ) แต่เดิมNavstar จีพีเอส , [1]เป็นดาวเทียม
radionavigationระบบเป็นเจ้าของโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาและดำเนินการโดยสหรัฐอเมริกาอวกาศกองทัพ
[2]เป็นหนึ่งในระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลก (GNSS)
ที่ให้ข้อมูลตำแหน่งทางภูมิศาสตร์และเวลาแก่เครื่องรับ GPSที่ใดก็ได้บนหรือใกล้โลกซึ่งมีเส้นสายตาที่ไม่มีสิ่งกีดขวางไปยังดาวเทียม GPS ตั้งแต่สี่ดวงขึ้นไป
[3] สิ่งกีดขวางเช่นภูเขาและสิ่งปลูกสร้างปิดกั้นผู้ที่ค่อนข้างอ่อนแอสัญญาณจีพีเอส GPS ไม่ต้องการให้ผู้ใช้ส่งข้อมูลใด ๆ และทำงานโดยไม่ขึ้นกับการรับโทรศัพท์หรืออินเทอร์เน็ตใด ๆ แม้ว่าเทคโนโลยีเหล่านี้จะช่วยเพิ่มประโยชน์ของข้อมูลตำแหน่ง GPS ได้ GPS ให้ความสามารถในการระบุตำแหน่งที่สำคัญแก่ผู้ใช้ทางทหารพลเรือนและเชิงพาณิชย์ทั่วโลก รัฐบาลสหรัฐอเมริกาเป็นผู้สร้างระบบดูแลรักษาและทำให้ทุกคนสามารถเข้าถึงได้อย่างอิสระด้วยเครื่องรับ GPS [4] โครงการ GPS เริ่มต้นโดยกระทรวงกลาโหมสหรัฐในปี 2516 โดยยานอวกาศต้นแบบลำแรกที่เปิดตัวในปี 2521 และกลุ่มดาวเต็ม 24 ดวงที่ปฏิบัติการในปี 2536 เดิมทีถูก จำกัด ให้ใช้โดยกองทัพสหรัฐอนุญาตให้ใช้งานพลเรือนได้ตั้งแต่ทศวรรษที่ 1980 ต่อไปนี้คำสั่งผู้บริหารจากประธานาธิบดีโรนัลด์เรแกน [5]ความก้าวหน้าทางเทคโนโลยีและความต้องการใหม่ ๆ ของระบบที่มีอยู่ในขณะนี้ได้นำไปสู่ความพยายามในการปรับปรุง GPS ให้ทันสมัยและใช้งานดาวเทียมGPS Block IIIAรุ่นต่อไปและระบบควบคุมการทำงาน (OCX) รุ่นต่อไป [6] คำประกาศจากรองประธานาธิบดีอัลกอร์และคณะบริหารคลินตันในปี 2541 ได้ริเริ่มการเปลี่ยนแปลงเหล่านี้ซึ่งได้รับอนุญาตจากรัฐสภาสหรัฐในปี 2543 ในช่วงทศวรรษที่ 1990 คุณภาพ GPS ถูกทำให้เสื่อมเสียโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาในโปรแกรมที่เรียกว่า "Selective Availability"; นี้ถูกยกเลิกเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม 2000 ตามกฎหมายที่ลงนามโดยประธานาธิบดีบิลคลินตัน[7] บริการ GPS ให้บริการโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาซึ่งสามารถเลือกปฏิเสธการเข้าถึงระบบได้เช่นเดียวกับที่เกิดขึ้นกับกองทัพอินเดียในปี 2542 ในช่วงสงครามคาร์กิลหรือลดระดับบริการได้ตลอดเวลา [8]ด้วยเหตุนี้หลายประเทศจึงได้พัฒนาหรืออยู่ระหว่างการติดตั้งระบบนำทางด้วยดาวเทียมระดับโลกหรือระดับภูมิภาคอื่น ๆ ระบบดาวเทียมนำทางทั่วโลกของรัสเซีย ( GLONASS ) ได้รับการพัฒนาร่วมกับ GPS แต่ได้รับความเดือดร้อนจากการครอบคลุมทั่วโลกจนถึงกลางทศวรรษ 2000 [9]สามารถเพิ่ม GLONASS ลงในอุปกรณ์ GPS ทำให้มีดาวเทียมมากขึ้นและช่วยให้แก้ไขตำแหน่งได้รวดเร็วและแม่นยำมากขึ้นภายในระยะสองเมตร (6.6 ฟุต) [10]ของจีนBeidou ระบบนำทางผ่านดาวเทียมเริ่มบริการทั่วโลกในปี 2018 และเสร็จสิ้นการใช้งานเต็มรูปแบบในปี 2020 [11]นอกจากนี้ยังมีสหภาพยุโรปวางระบบกาลิเลโอและอินเดียNavIC Quasi-Zenith Satellite System (QZSS) ของญี่ปุ่นเป็นระบบเสริมที่ใช้ดาวเทียม GPS เพื่อเพิ่มความแม่นยำของ GPS ในเอเชีย - โอเชียเนียโดยการนำทางด้วยดาวเทียมเป็นอิสระจาก GPS ซึ่งกำหนดไว้สำหรับปี 2566 [12] เมื่อความพร้อมใช้งานที่เลือกถูกยกขึ้นในปี 2000 GPS มีความแม่นยำประมาณห้าเมตร (16 ฟุต) ขั้นตอนล่าสุดของการปรับปรุงความแม่นยำใช้แถบ L5 และตอนนี้ใช้งานได้เต็มรูปแบบแล้ว เครื่องรับ GPS ที่เปิดตัวในปี 2018 ที่ใช้แถบ L5 จะมีความแม่นยำสูงกว่ามากโดยระบุตำแหน่งได้ภายใน 30 เซนติเมตร (11.8 นิ้ว) [13] [14] ประวัติศาสตร์โครงการ GPS เปิดตัวในสหรัฐอเมริกาในปี 1973 เพื่อเอาชนะข้อ จำกัด ของระบบนำทางรุ่นก่อนหน้านี้[15]รวมแนวคิดจากหลายรุ่นก่อนหน้านี้รวมถึงการศึกษาการออกแบบทางวิศวกรรมในช่วงปี 1960 กระทรวงกลาโหมสหรัฐพัฒนาระบบซึ่ง แต่เดิมใช้ 24 ดาวเทียม เริ่มแรกได้รับการพัฒนาเพื่อใช้งานโดยกองทัพสหรัฐอเมริกาและเริ่มใช้งานได้เต็มรูปแบบในปี 1995 อนุญาตให้ใช้งานพลเรือนได้ตั้งแต่ปี 1980 Roger L. EastonจากNaval Research Laboratory , Ivan A. การเดินทางจากThe Aerospace CorporationและBradford Parkinsonจากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ได้รับเครดิตในการคิดค้นสิ่งนี้ [16]ผลงานของGladys Westได้รับการยกย่องว่าเป็นเครื่องมือในการพัฒนาเทคนิคการคำนวณสำหรับการตรวจจับตำแหน่งดาวเทียมด้วยความแม่นยำที่จำเป็นสำหรับ GPS [17] การออกแบบ GPS ขึ้นอยู่กับระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุบนพื้นดินที่คล้ายคลึงกันเช่นLORANและDecca Navigatorซึ่งพัฒนาขึ้นในช่วงต้นทศวรรษที่ 1940 ในปีพ. ศ. 2498 ฟรีดวาร์ดวินเทอร์เบิร์กได้เสนอการทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไป - ตรวจจับเวลาที่ช้าลงในสนามโน้มถ่วงที่แข็งแกร่งโดยใช้นาฬิกาอะตอมที่แม่นยำซึ่งวางอยู่ในวงโคจรภายในดาวเทียมประดิษฐ์ ทฤษฎีสัมพัทธภาพพิเศษและทั่วไปทำนายว่านาฬิกาบนดาวเทียม GPS จะเห็นได้โดยผู้สังเกตการณ์ของโลกว่าจะทำงานเร็วกว่านาฬิกาบนโลกถึง 38 ไมโครวินาทีต่อวัน ตำแหน่งที่คำนวณโดย GPS จะทำให้เกิดความผิดพลาดอย่างรวดเร็วโดยสะสมเป็น 10 กิโลเมตรต่อวัน (6 ไมล์ / วัน) สิ่งนี้ได้รับการแก้ไขสำหรับในการออกแบบ GPS [18] รุ่นก่อนเมื่อสหภาพโซเวียตเปิดตัวดาวเทียมประดิษฐ์ดวงแรก ( Sputnik 1 ) ในปี 2500 นักฟิสิกส์ชาวอเมริกันสองคนคือ William Guier และ George Weiffenbach จากห้องปฏิบัติการฟิสิกส์ประยุกต์ (APL) ของมหาวิทยาลัย Johns Hopkinsตัดสินใจตรวจสอบการส่งสัญญาณวิทยุ [19]ภายในไม่กี่ชั่วโมงพวกเขาก็ตระหนักว่าเนื่องจากผลกระทบของDopplerพวกเขาสามารถระบุตำแหน่งที่ดาวเทียมอยู่ตามวงโคจรของมันได้ ผู้อำนวยการ APL อนุญาตให้พวกเขาเข้าถึงUNIVACเพื่อทำการคำนวณอย่างหนักที่จำเป็น ในช่วงต้นปีหน้า Frank McClure รองผู้อำนวยการ APL ได้ขอให้ Guier และ Weiffenbach ตรวจสอบปัญหาผกผันโดยระบุตำแหน่งของผู้ใช้โดยให้ดาวเทียม (ในขณะนั้นกองทัพเรือกำลังพัฒนาขีปนาวุธPolaris ที่ปล่อยเรือดำน้ำซึ่งทำให้พวกเขาต้องรู้ตำแหน่งของเรือดำน้ำ) ทำให้พวกเขาและ APL พัฒนาระบบTRANSIT [20]ในปีพ. ศ. 2502 ARPA (เปลี่ยนชื่อเป็นDARPAในปีพ. ศ. 2515) ยังมีบทบาทใน TRANSIT [21] [22] [23] TRANSIT ประสบความสำเร็จในการทดสอบครั้งแรกในปีพ. ศ. 2503 [24]มันใช้กลุ่มดาวของดาวเทียมห้าดวงและสามารถให้การแก้ไขการเดินเรือได้ประมาณหนึ่งครั้งต่อชั่วโมง ในปี 1967 กองทัพเรือสหรัฐพัฒนาTimationดาวเทียมซึ่งได้รับการพิสูจน์ความเป็นไปได้ของการวางนาฬิกาที่ถูกต้องในช่องว่างด้านเทคโนโลยีที่จำเป็นสำหรับ GPS ในปี 1970 ระบบนำทางOMEGAแบบภาคพื้นดินโดยอาศัยการเปรียบเทียบเฟสของการส่งสัญญาณจากสถานีคู่[25]กลายเป็นระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุระบบแรกของโลก ข้อ จำกัด ของระบบเหล่านี้ทำให้เกิดความต้องการโซลูชันการนำทางที่เป็นสากลมากขึ้นและมีความแม่นยำมากขึ้น แม้ว่าจะมีความต้องการอย่างกว้างขวางสำหรับการนำทางที่ถูกต้องในภาคการทหารและพลเรือน แต่แทบไม่มีสิ่งใดที่ถูกมองว่าเป็นเหตุผลสำหรับเงินหลายพันล้านดอลลาร์ที่จะต้องเสียค่าใช้จ่ายในการวิจัยการพัฒนาการติดตั้งและการดำเนินการของกลุ่มดาวเทียมนำทาง ในระหว่างการแข่งขันอาวุธสงครามเย็น ภัยคุกคามทางนิวเคลียร์ต่อการดำรงอยู่ของสหรัฐอเมริกาเป็นความต้องการที่ทำให้ต้นทุนนี้เป็นธรรมในมุมมองของรัฐสภาคองเกรสแห่งสหรัฐอเมริกา ผลการยับยั้งนี้เป็นสาเหตุที่ GPS ได้รับการสนับสนุน ยังเป็นสาเหตุของความลับสุดล้ำในเวลานั้น กลุ่มนิวเคลียร์ประกอบด้วยขีปนาวุธขีปนาวุธ (SLBM) ของกองทัพเรือสหรัฐฯพร้อมกับเครื่องบินทิ้งระเบิดยุทธศาสตร์ของกองทัพอากาศสหรัฐฯ (USAF) และขีปนาวุธข้ามทวีป (ICBMs) ถือว่าเป็นความสำคัญต่อการต่อต้านนิวเคลียร์ท่าทางมุ่งมั่นที่ถูกต้องของตำแหน่งที่เปิดตัว SLBM เป็นแรงคูณ การนำทางที่แม่นยำจะช่วยให้เรือดำน้ำขีปนาวุธของสหรัฐฯสามารถแก้ไขตำแหน่งได้อย่างแม่นยำก่อนที่จะเปิดตัว SLBM [26] USAF ซึ่งมีสองในสามของกลุ่มนิวเคลียร์ก็มีข้อกำหนดสำหรับระบบนำทางที่แม่นยำและเชื่อถือได้มากขึ้น กองทัพเรือสหรัฐฯและกองทัพอากาศสหรัฐฯกำลังพัฒนาเทคโนโลยีของตนเองควบคู่กันไปเพื่อแก้ปัญหาที่เป็นปัญหาเดียวกัน เพื่อเพิ่มความสามารถในการอยู่รอดของ ICBM มีข้อเสนอให้ใช้แพลตฟอร์มการเปิดตัวมือถือ (เทียบได้กับSS-24และSS-25ของโซเวียต) ดังนั้นความจำเป็นในการแก้ไขตำแหน่งการเปิดตัวจึงมีความคล้ายคลึงกับสถานการณ์ SLBM ในปีพ. ศ. 2503 กองทัพอากาศได้เสนอระบบนำทางด้วยคลื่นวิทยุที่เรียกว่า MOSAIC (MObile System for Accurate ICBM Control) ซึ่งโดยพื้นฐานแล้วเป็น 3-D LORAN การศึกษาติดตามโครงการ 57 ได้รับการดำเนินการในปี 2506 และเป็น "ในการศึกษานี้ว่าแนวคิด GPS เกิด" ในปีเดียวกันนั้นแนวคิดดังกล่าวได้ดำเนินการในชื่อโครงการ 621B ซึ่งมี "คุณลักษณะหลายอย่างที่คุณเห็นใน GPS" [27]และสัญญาว่าจะเพิ่มความแม่นยำให้กับเครื่องบินทิ้งระเบิดของกองทัพอากาศและ ICBM การอัปเดตจากระบบ Navy TRANSIT ช้าเกินไปสำหรับการปฏิบัติการของกองทัพอากาศด้วยความเร็วสูง Naval Research Laboratory (NRL) อย่างต่อเนื่องทำให้ความก้าวหน้าของพวกเขากับTimation (เวลานำทาง) ดาวเทียมเปิดตัวครั้งแรกในปี 1967 เปิดตัวที่สองในปี 1969 ด้วยที่สามในปี 1974 ถือเป็นครั้งแรกนาฬิกาอะตอมเข้าสู่วงโคจรและที่สี่เปิดตัวในปี 1977 [28 ] GPS รุ่นก่อนที่สำคัญอีกประการหนึ่งมาจากสาขาอื่นของกองทัพสหรัฐอเมริกา ในปีพ. ศ. 2507 กองทัพสหรัฐอเมริกาได้โคจรรอบดาวเทียมลำดับแรกของการเรียงลำดับตามลำดับระยะ ( SECOR ) ที่ใช้สำหรับการสำรวจทางภูมิศาสตร์ [29]ระบบ SECOR รวมเครื่องส่งสัญญาณภาคพื้นดินสามเครื่องในตำแหน่งที่ทราบซึ่งจะส่งสัญญาณไปยังช่องสัญญาณดาวเทียมในวงโคจร สถานีภาคพื้นดินแห่งที่สี่ในตำแหน่งที่ไม่ถูกกำหนดสามารถใช้สัญญาณเหล่านั้นเพื่อกำหนดตำแหน่งได้อย่างแม่นยำ ดาวเทียม SECOR ดวงสุดท้ายเปิดตัวในปี พ.ศ. 2512 [30] การพัฒนาด้วยการพัฒนาแบบคู่ขนานเหล่านี้ในทศวรรษ 1960 จึงตระหนักได้ว่าระบบที่เหนือกว่าสามารถพัฒนาได้โดยการสังเคราะห์เทคโนโลยีที่ดีที่สุดจาก 621B, Transit, Timation และ SECOR ในโปรแกรมแบบหลายบริการ ข้อผิดพลาดของตำแหน่งการโคจรของดาวเทียมซึ่งเกิดจากการเปลี่ยนแปลงของสนามแรงโน้มถ่วงและการหักเหของเรดาร์ระหว่างกันจะต้องได้รับการแก้ไข ทีมที่นำโดย Harold L Jury จาก Pan Am Aerospace Division ในฟลอริดาตั้งแต่ปี 1970–1973 ใช้การดูดซึมข้อมูลแบบเรียลไทม์และการประมาณค่าแบบวนซ้ำเพื่อลดข้อผิดพลาดที่เป็นระบบและเหลืออยู่ในระดับที่จัดการได้เพื่อให้สามารถนำทางได้อย่างแม่นยำ [31] ในช่วงวันหยุดสุดสัปดาห์วันแรงงานในปี 1973 ที่ประชุมประมาณสิบสองนายทหารที่เพนตากอนกล่าวถึงการสร้างที่กลาโหมระบบนำทางผ่านดาวเทียม (DNSs) ในการประชุมครั้งนี้มีการสร้างการสังเคราะห์จริงที่กลายเป็น GPS ต่อมาในปีนั้นโปรแกรม DNSS มีชื่อว่าNavstar [32] Navstar มักถูกมองว่าเป็นคำย่อของ "ระบบการนำทางโดยใช้การกำหนดเวลาและระยะห่าง" อย่างไม่ถูกต้อง แต่ไม่เคยพิจารณาเช่นนี้โดยสำนักงานโครงการร่วม GPS (TRW อาจเคยสนับสนุนระบบการนำทางอื่นที่ใช้ตัวย่อนั้น) [33]ด้วยดาวเทียมของแต่ละบุคคลที่จะถูกเชื่อมโยงกับชื่อ Navstar (เช่นเดียวกับรุ่นก่อนระบบขนส่งมวลชนและ Timation) ซึ่งเป็นชื่อที่ครอบคลุมมากขึ้นอย่างเต็มที่ถูกใช้ในการระบุกลุ่มของดาวเทียม Navstar ที่Navstar-GPS[34]ดาวเทียมต้นแบบ" Block I " สิบดวงถูกปล่อยออกมาระหว่างปี 1978 ถึง 1985 (หน่วยเพิ่มเติมถูกทำลายจากความล้มเหลวในการปล่อย) [35] ผลของไอโอโนสเฟียร์ต่อการส่งสัญญาณวิทยุได้รับการตรวจสอบในห้องปฏิบัติการธรณีฟิสิกส์ของAir Force Cambridge Research Laboratoryเปลี่ยนชื่อเป็น Air Force Geophysical Research Lab (AFGRL) ในปี 1974 AFGRL ได้พัฒนาแบบจำลอง Klobuchar สำหรับคำนวณการแก้ไขไอโอโนสเฟียร์ไปยังตำแหน่ง GPS [36]บันทึกเป็นผลงานของนักวิทยาศาสตร์อวกาศชาวออสเตรเลีย Elizabeth Essex-Cohen ที่ AFGRL ในปี 1974 เธอกังวลกับความโค้งของเส้นทางของคลื่นวิทยุ ( การหักเหของบรรยากาศ ) ที่ข้ามผ่านชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์จากดาวเทียม NavSTAR [37] หลังจากที่สายการบินเกาหลี 007เป็นโบอิ้ง 747ที่แบก 269 คนถูกยิงในปี 1983 หลังจากที่พลัดหลงเข้าไปในสหภาพโซเวียตของน่านฟ้าห้าม , [38]ในบริเวณใกล้เคียงของซาคาลินและเกาะ Moneronประธานาธิบดีโรนัลด์เรแกนออกทำสั่ง GPS อิสระที่มีอยู่สำหรับ การใช้งานของพลเรือนเมื่อได้รับการพัฒนาอย่างเพียงพอแล้วเป็นผลดีทั่วไป [39]ดาวเทียม Block II ดวงแรกเปิดตัวเมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2532 [40]และดาวเทียมดวงที่ 24 เปิดตัวในปี พ.ศ. 2537 ค่าโปรแกรม GPS ณ จุดนี้ไม่รวมค่าอุปกรณ์ของผู้ใช้ แต่รวมถึงค่าใช้จ่ายของ การปล่อยดาวเทียมมีมูลค่าประมาณ 5 พันล้านดอลลาร์สหรัฐ (ดอลลาร์ในปีนั้น) [41] ในขั้นต้นสัญญาณที่มีคุณภาพสูงสุดถูกสงวนไว้สำหรับการใช้งานทางทหารและสัญญาณที่มีอยู่สำหรับการใช้งานพลเรือนถูกจงใจสลายตัวในนโยบายที่เรียกว่าSelective ห้องว่าง สิ่งนี้เปลี่ยนไปเมื่อประธานาธิบดีบิลคลินตันลงนามเมื่อวันที่ 1 พฤษภาคม พ.ศ. 2543 คำสั่งนโยบายให้ปิด Selective Availability เพื่อให้ความถูกต้องเช่นเดียวกันกับพลเรือนที่จ่ายให้กับกองทัพ คำสั่งดังกล่าวเสนอโดยรัฐมนตรีว่าการกระทรวงกลาโหมสหรัฐวิลเลียมเพอร์รีในแง่ของการเติบโตอย่างกว้างขวางของบริการGPS ที่แตกต่างกันโดยอุตสาหกรรมเอกชนเพื่อปรับปรุงความแม่นยำของพลเรือน ยิ่งไปกว่านั้นกองทัพสหรัฐฯกำลังพัฒนาเทคโนโลยีเพื่อปฏิเสธการให้บริการ GPS แก่ฝ่ายตรงข้ามที่อาจเกิดขึ้นในระดับภูมิภาค [42] นับตั้งแต่มีการติดตั้งใช้งานสหรัฐอเมริกาได้ดำเนินการปรับปรุงบริการ GPS หลายอย่างรวมถึงสัญญาณใหม่สำหรับการใช้งานทั่วไปและเพิ่มความแม่นยำและความสมบูรณ์ให้กับผู้ใช้ทุกคนในขณะเดียวกันก็รักษาความเข้ากันได้กับอุปกรณ์ GPS ที่มีอยู่ การปรับปรุงระบบดาวเทียมให้ทันสมัยเป็นความคิดริเริ่มอย่างต่อเนื่องของกระทรวงกลาโหมสหรัฐผ่านการซื้อกิจการดาวเทียมหลายชุดเพื่อตอบสนองความต้องการที่เพิ่มขึ้นของกองทัพพลเรือนและตลาดการค้า ในช่วงต้นปี 2015 เครื่องรับ GPS คุณภาพสูงเกรดFAA Standard Positioning Service (SPS) ให้ความแม่นยำในแนวนอนที่ดีกว่า 3.5 เมตร (11 ฟุต) [43]แม้ว่าหลายปัจจัยเช่นคุณภาพของเครื่องรับและปัญหาด้านบรรยากาศอาจส่งผลต่อความแม่นยำนี้ . GPS เป็นกรรมสิทธิ์และดำเนินการโดยรัฐบาลสหรัฐอเมริกาในฐานะทรัพยากรของประเทศ กระทรวงกลาโหมเป็นผู้ดูแลระบบ GPS ระหว่างคณะกรรมการบริหารจีพีเอส (IGEB)เรื่องคุม GPS นโยบายจากปี 1996 ถึงปี 2004 หลังจากนั้นพื้นที่ตามตำแหน่งแห่งชาติ, นำทางและกำหนดเวลาคณะกรรมการบริหารก่อตั้งขึ้นโดยคำสั่งของประธานาธิบดีในปี 2004 เพื่อให้คำแนะนำและประสานงานหน่วยงานของรัฐบาลกลางและหน่วยงานในเรื่องที่เกี่ยวข้องกับ GPS และระบบที่เกี่ยวข้อง [44]คณะกรรมการบริหารเป็นประธานร่วมกันโดยรองเลขาธิการกลาโหมและการขนส่ง สมาชิกรวมถึงเจ้าหน้าที่เทียบเท่าระดับจากหน่วยงานของรัฐการค้าและความมั่นคงแห่งมาตุภูมิของหัวหน้าร่วมของพนักงานและองค์การนาซ่า ส่วนประกอบของสำนักงานบริหารของประธานาธิบดีมีส่วนร่วมในฐานะผู้สังเกตการณ์ของคณะกรรมการบริหารและประธาน FCC มีส่วนร่วมในฐานะผู้ประสานงาน กฎหมายกำหนดให้กระทรวงกลาโหมสหรัฐฯ "คงไว้ซึ่งบริการกำหนดตำแหน่งมาตรฐาน (ตามที่กำหนดไว้ในแผนการนำทางวิทยุของรัฐบาลกลางและข้อกำหนดสัญญาณบริการระบุตำแหน่งมาตรฐาน) ซึ่งจะพร้อมใช้งานอย่างต่อเนื่องทั่วโลก" และ "พัฒนามาตรการเพื่อ ป้องกันการใช้ GPS และการเพิ่มประสิทธิภาพที่ไม่เป็นมิตรโดยไม่รบกวนการใช้งานของพลเรือนอย่างไม่เหมาะสม " ไทม์ไลน์และความทันสมัยสรุปดาวเทียม [45] [46] [47]
รางวัลAir Force Space Commander มอบรางวัลให้แก่ Gladys Westในขณะที่เธอได้รับการแต่งตั้งให้เข้าสู่ Air Force Space และ Missile Pioneers Hall of Fame สำหรับงาน GPS ของเธอเมื่อวันที่ 6 ธันวาคม 2018 เมื่อวันที่ 10 กุมภาพันธ์ พ.ศ. 2536 สมาคมการบินแห่งชาติได้เลือกทีม GPS เป็นผู้ชนะรางวัลRobert J. Collier Trophyในปี 1992 ซึ่งเป็นรางวัลการบินอันทรงเกียรติที่สุดของสหรัฐอเมริกา ทีมนี้รวมนักวิจัยจาก Naval Research Laboratory, USAF, Aerospace Corporation , Rockwell International Corporation และIBM Federal Systems Company การอ้างอิงดังกล่าวเป็นเกียรติแก่พวกเขา "สำหรับการพัฒนาที่สำคัญที่สุดสำหรับการนำทางที่ปลอดภัยและมีประสิทธิภาพและการเฝ้าระวังทางอากาศและยานอวกาศนับตั้งแต่มีการนำทางด้วยคลื่นวิทยุเมื่อ 50 ปีก่อน" นักพัฒนา GPS สองคนได้รับรางวัลNational Academy of Engineering Charles Stark Draper Prizeสำหรับปี 2546:
นักพัฒนาระบบ GPS Roger L. Eastonได้รับรางวัลNational Medal of Technologyเมื่อวันที่ 13 กุมภาพันธ์ 2549 [65] Francis X. Kane (พ.อ. USAF, เกษียณอายุ) ได้รับการแต่งตั้งให้เข้าร่วมใน US Air Force Space และ Missile Pioneers Hall of Fame ที่ Lackland AFB, San Antonio, Texas, 2 มีนาคม 2010 สำหรับบทบาทของเขาในการพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและการออกแบบทางวิศวกรรม แนวคิดของ GPS ดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการ 621B ในปี 1998 เทคโนโลยีจีพีเอสได้รับการแต่งตั้งให้เข้าไปในพื้นที่มูลนิธิ เทคโนโลยีอวกาศฮอลล์ออฟเฟม [66] เมื่อวันที่ 4 ตุลาคม 2554 สหพันธ์อวกาศนานาชาติ (IAF) ได้มอบรางวัลครบรอบ 60 ปีของระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS) ซึ่งได้รับการเสนอชื่อโดยสมาชิก IAF สถาบันการบินและอวกาศแห่งอเมริกา (AIAA) คณะกรรมการเกียรตินิยมและรางวัลของ IAF ยอมรับถึงความเป็นเอกลักษณ์ของโปรแกรม GPS และบทบาทที่เป็นแบบอย่างในการสร้างความร่วมมือระหว่างประเทศเพื่อประโยชน์ของมนุษยชาติ [67] Gladys West ได้รับการแต่งตั้งให้เข้าสู่ Air Force Space และ Missile Pioneers Hall of Fame ในปี 2018 เพื่อรับรู้ถึงผลงานด้านการคำนวณของเธอซึ่งนำไปสู่ความก้าวหน้าของเทคโนโลยี GPS [68] เมื่อวันที่ 12 กุมภาพันธ์ 2019 สมาชิกผู้ก่อตั้งโครงการ 4 คนได้รับรางวัล Queen Elizabeth Prize for Engineering พร้อมกับประธานคณะกรรมการตัดสินโดยระบุว่า "วิศวกรรมเป็นรากฐานของอารยธรรมไม่มีรากฐานอื่นใดทำให้สิ่งต่างๆเกิดขึ้นและนั่นคือสิ่งที่แน่นอน สิ่งที่ผู้ได้รับรางวัลได้ทำในวันนี้ - พวกเขาทำให้สิ่งต่างๆเกิดขึ้นพวกเขาเขียนขึ้นใหม่ในลักษณะสำคัญของโครงสร้างพื้นฐานของโลกของเรา " [69] แนวคิดพื้นฐานปัจจัยพื้นฐานตัวรับสัญญาณ GPS คำนวณตำแหน่งของตัวเองและเวลาบนพื้นฐานของข้อมูลที่ได้รับจากจีพีเอสหลายดาวเทียม ดาวเทียมแต่ละดวงมีการบันทึกตำแหน่งและเวลาที่แม่นยำและส่งข้อมูลนั้นไปยังเครื่องรับ ดาวเทียมมีนาฬิกาปรมาณูที่เสถียรมากซึ่งจะซิงโครไนซ์กับนาฬิกาภาคพื้นดิน การลอยตัวใด ๆ จากเวลาที่คงไว้บนพื้นดินจะได้รับการแก้ไขทุกวัน ในทำนองเดียวกันตำแหน่งดาวเทียมเป็นที่รู้จักด้วยความแม่นยำสูง เครื่องรับ GPS ก็มีนาฬิกาเช่นกัน แต่มีความเสถียรน้อยกว่าและมีความแม่นยำน้อยกว่า เนื่องจากความเร็วของคลื่นวิทยุมีค่าคงที่และไม่ขึ้นกับความเร็วของดาวเทียมเวลาหน่วงระหว่างเวลาที่ดาวเทียมส่งสัญญาณและเครื่องรับสัญญาณได้รับจึงเป็นสัดส่วนกับระยะทางจากดาวเทียมไปยังเครื่องรับ อย่างน้อยต้องมีดาวเทียมสี่ดวงอยู่ในมุมมองของเครื่องรับเพื่อคำนวณปริมาณที่ไม่รู้จักสี่ดวง (พิกัดตำแหน่งสามตำแหน่งและการเบี่ยงเบนสัญญาณนาฬิกาจากเวลาดาวเทียม) คำอธิบายโดยละเอียดเพิ่มเติมดาวเทียม GPS แต่ละดวงถ่ายทอดสัญญาณอย่างต่อเนื่อง ( คลื่นพาหะพร้อมการมอดูเลต ) ซึ่งรวมถึง:
ตามแนวคิดเครื่องรับจะวัด TOAs (ตามนาฬิกาของตัวเอง) ของสัญญาณดาวเทียมสี่ดวง จาก TOAs และ TOTs เครื่องรับจะสร้างค่าtime of flight (TOF) สี่ค่าซึ่ง (ตามความเร็วแสง) โดยประมาณเทียบเท่ากับช่วงรับ - ดาวเทียมบวกความแตกต่างของเวลาระหว่างเครื่องรับและดาวเทียม GPS คูณด้วยความเร็วแสง ซึ่งเรียกว่าเป็นช่วงหลอก จากนั้นเครื่องรับจะคำนวณตำแหน่งสามมิติและการเบี่ยงเบนของนาฬิกาจาก TOF ทั้งสี่ ในทางปฏิบัติตำแหน่งเครื่องรับ (ในพิกัดคาร์ทีเซียนสามมิติกับจุดกำเนิดที่ศูนย์กลางของโลก) และออฟเซ็ตของนาฬิกาเครื่องรับที่สัมพันธ์กับเวลา GPS จะคำนวณพร้อมกันโดยใช้สมการการนำทางเพื่อประมวลผล TOF สถานที่ตั้งของการแก้ปัญหารับของโลกเป็นศูนย์กลางมักจะถูกแปลงเป็นรุ้ง , เส้นแวงและความสูงเมื่อเทียบกับรูปแบบโลกรูปวงรี ความสูงแล้วอาจถูกแปลงต่อไปความสูงเมื่อเทียบกับจีออยด์ซึ่งเป็นหลักหมายถึงระดับน้ำทะเล อาจมีการแสดงพิกัดเหล่านี้เช่นบนจอแสดงแผนที่เคลื่อนที่หรือบันทึกหรือใช้โดยระบบอื่นเช่นระบบแนะนำยานพาหนะ เรขาคณิตของผู้ใช้ดาวเทียมแม้ว่าโดยปกติจะไม่เกิดขึ้นอย่างชัดเจนในการประมวลผลเครื่องรับ แต่ความแตกต่างของเวลาตามแนวคิดของการมาถึง (TDOAs) จะกำหนดรูปทรงเรขาคณิตของการวัด TDOA แต่ละตัวสอดคล้องกับไฮเพอร์โบลอยด์ของการปฏิวัติ (ดูMultilateration ) เส้นที่เชื่อมต่อดาวเทียมทั้งสองที่เกี่ยวข้อง (และส่วนขยาย) เป็นแกนของไฮเพอร์โบลอยด์ เครื่องรับจะอยู่ที่จุดที่ไฮเปอร์โบลอยด์สามตัวตัดกัน [70] [71] บางครั้งมีการกล่าวอย่างไม่ถูกต้องว่าตำแหน่งของผู้ใช้อยู่ที่จุดตัดของสามทรงกลม แม้ว่าจะมองเห็นภาพได้ง่ายกว่า แต่ก็เป็นกรณีนี้ก็ต่อเมื่อเครื่องรับมีนาฬิกาที่ซิงโครไนซ์กับนาฬิกาดาวเทียม (กล่าวคือเครื่องรับจะวัดช่วงที่แท้จริงของดาวเทียมมากกว่าความแตกต่างของช่วง) มีประโยชน์ด้านประสิทธิภาพที่ชัดเจนสำหรับผู้ใช้ที่ถือนาฬิกาที่ซิงโครไนซ์กับดาวเทียม สิ่งสำคัญที่สุดคือต้องใช้ดาวเทียมเพียงสามดวงในการคำนวณโซลูชันตำแหน่ง หากเป็นส่วนสำคัญของแนวคิด GPS ที่ผู้ใช้ทุกคนจำเป็นต้องพกนาฬิกาซิงโครไนซ์อาจมีดาวเทียมจำนวนน้อยที่ใช้งานได้ แต่ค่าใช้จ่ายและความซับซ้อนของอุปกรณ์ผู้ใช้จะเพิ่มขึ้น ตัวรับสัญญาณในการทำงานอย่างต่อเนื่องคำอธิบายข้างต้นเป็นตัวแทนของสถานการณ์เริ่มต้นของผู้รับ เครื่องรับส่วนใหญ่มีอัลกอริทึมการติดตามซึ่งบางครั้งเรียกว่าตัวติดตามซึ่งรวมชุดการวัดดาวเทียมที่รวบรวมในช่วงเวลาต่างๆเข้าด้วยกันโดยใช้ประโยชน์จากข้อเท็จจริงที่ว่าตำแหน่งเครื่องรับที่ต่อเนื่องมักจะอยู่ใกล้กัน หลังจากประมวลผลชุดการวัดแล้วเครื่องติดตามจะคาดการณ์ตำแหน่งเครื่องรับที่ตรงกับการวัดดาวเทียมชุดถัดไป เมื่อมีการรวบรวมการวัดใหม่เครื่องรับจะใช้รูปแบบการถ่วงน้ำหนักเพื่อรวมการวัดใหม่เข้ากับการคาดการณ์ตัวติดตาม โดยทั่วไปตัวติดตามสามารถ (a) ปรับปรุงตำแหน่งตัวรับและความแม่นยำของเวลา (b) ปฏิเสธการวัดที่ไม่ดีและ (c) ประมาณความเร็วและทิศทางของเครื่องรับ ข้อเสียของตัวติดตามคือการเปลี่ยนแปลงความเร็วหรือทิศทางสามารถคำนวณได้ด้วยความล่าช้าเท่านั้นและทิศทางที่ได้รับนั้นจะไม่แม่นยำเมื่อระยะทางที่เดินทางระหว่างการวัดสองตำแหน่งลดลงต่ำกว่าหรือใกล้กับข้อผิดพลาดแบบสุ่มของการวัดตำแหน่ง หน่วย GPS สามารถใช้การวัดDoppler shiftของสัญญาณที่ได้รับเพื่อคำนวณความเร็วได้อย่างแม่นยำ [72]ระบบนำทางขั้นสูงเพิ่มเติมใช้เซ็นเซอร์เพิ่มเติมเช่นเข็มทิศหรือระบบนำทางเฉื่อยเพื่อเสริม GPS แอปพลิเคชันที่ไม่ใช่การนำทางGPS ต้องใช้ดาวเทียมสี่ดวงขึ้นไปเพื่อให้สามารถมองเห็นได้เพื่อการนำทางที่ถูกต้อง การแก้ปัญหาของสมการการนำทางจะให้ตำแหน่งของเครื่องรับพร้อมกับความแตกต่างระหว่างเวลาที่นาฬิกาออนบอร์ดของผู้รับเก็บไว้กับเวลาที่แท้จริงของวันดังนั้นจึงไม่จำเป็นต้องมีนาฬิกาตามตัวรับที่แม่นยำและอาจใช้งานไม่ได้ . การประยุกต์ใช้งานสำหรับ GPS เช่นการถ่ายโอนเวลาจังหวะสัญญาณไฟจราจรและการประสานของสถานีฐานโทรศัพท์มือถือ , ให้ใช้ราคาถูกนี้และช่วงเวลาที่มีความแม่นยำสูง แอพพลิเคชั่น GPS บางตัวใช้เวลานี้ในการแสดงผลหรือนอกเหนือจากการคำนวณตำแหน่งพื้นฐานห้ามใช้เลย แม้ว่าจะต้องใช้ดาวเทียมสี่ดวงสำหรับการทำงานปกติ แต่ก็มีผลน้อยกว่าในกรณีพิเศษ หากรู้จักตัวแปรหนึ่งตัวเครื่องรับสามารถกำหนดตำแหน่งได้โดยใช้ดาวเทียมเพียงสามดวง ตัวอย่างเช่นเรือหรือเครื่องบินอาจรู้จักระดับความสูง บางตัวรับสัญญาณ GPS อาจจะใช้เบาะแสเพิ่มเติมหรือสมมติฐานเช่นการนำสุดท้ายทราบระดับความสูง , คำนวณ , นำร่องเฉื่อยหรือรวมทั้งข้อมูลจากคอมพิวเตอร์ของยานพาหนะที่จะให้ตำแหน่งที่ (อาจจะเสื่อมโทรม) เมื่อน้อยกว่าสี่ดาวเทียมสามารถมองเห็นได้ [73] [74] [75] โครงสร้างGPS ปัจจุบันประกอบด้วยสามส่วนหลัก ๆ นี่คือส่วนของพื้นที่ส่วนควบคุมและกลุ่มผู้ใช้ [76]เราพลอวกาศพัฒนารักษาและการดำเนินงานและการควบคุมพื้นที่กลุ่ม ดาวเทียม GPS ถ่ายทอดสัญญาณจากอวกาศและเครื่องรับ GPS แต่ละเครื่องจะใช้สัญญาณเหล่านี้ในการคำนวณตำแหน่งสามมิติ (ละติจูดลองจิจูดและความสูง) และเวลาปัจจุบัน [77] ส่วนพื้นที่ดาวเทียม GPS block II-A ที่ยังไม่เปิดตัวซึ่งจัดแสดงอยู่ที่ San Diego Air & Space Museum ตัวอย่างภาพของกลุ่มดาว GPS ดาวเทียม 24 ดวงที่เคลื่อนที่โดยที่โลกหมุน สังเกตว่าจำนวน ดาวเทียมในมุมมองจากจุดที่กำหนดบนพื้นผิวโลกเปลี่ยนแปลงไปตามเวลาอย่างไร ประเด็นในตัวอย่างนี้คือใน Golden, Colorado, USA ( 39 ° 44′49″ น. 105 ° 12′39″ ต / 39.7469 °น. 105.2108 °ต / 39.7469; -105.2108). ส่วนอวกาศ (SS) ประกอบด้วยดาวเทียม 24 ถึง 32 ดวงหรือยานอวกาศ (SV) ในวงโคจรของโลกขนาดกลางและยังรวมถึงอะแดปเตอร์น้ำหนักบรรทุกไปยังบูสเตอร์ที่จำเป็นในการส่งขึ้นสู่วงโคจร การออกแบบ GPS แต่เดิมเรียกว่า 24 SVs แปดในแต่ละสามวงกลมประมาณวงโคจร , [78]แต่ตอนนี้ก็มีการปรับเปลี่ยนถึงหกระนาบวงโคจรดาวเทียมที่มีสี่แต่ละ [79]ระนาบวงโคจรทั้งหกมีความเอียงประมาณ 55 ° (เอียงเมื่อเทียบกับเส้นศูนย์สูตรของโลก ) และคั่นด้วยการขึ้นไปทางขวา 60 ° ของโหนดจากน้อยไปหามาก (มุมตามแนวเส้นศูนย์สูตรจากจุดอ้างอิงไปยังจุดตัดของวงโคจร) [80]ระยะเวลาการโคจรเป็นหนึ่งครึ่งวันดาวฤกษ์คือ 11 ชั่วโมงและ 58 นาทีเพื่อให้ดาวเทียมผ่านสถานเดียว[81]หรือเกือบสถานที่เดียวกัน[82]ทุกวัน วงโคจรถูกจัดเรียงเพื่อให้ดาวเทียมอย่างน้อยหกดวงอยู่ในแนวสายตาจากทุกที่บนพื้นผิวโลก (ดูภาพเคลื่อนไหวทางด้านขวา) [83]ผลลัพธ์ของวัตถุประสงค์นี้ก็คือดาวเทียมทั้งสี่ดวงไม่ได้มีระยะห่างเท่ากัน (90 °) ในแต่ละวงโคจร โดยทั่วไปความแตกต่างเชิงมุมระหว่างดาวเทียมในแต่ละวงโคจรจะอยู่ห่างกัน 30 °, 105 °, 120 °และ 105 °ซึ่งรวมเป็น 360 ° [84] โคจรที่ระดับความสูงประมาณ 20,200 กม. (12,600 ไมล์); รัศมีวงโคจรประมาณ 26,600 กิโลเมตร (16,500 ไมล์) [85]แต่ละ SV ทำให้สองวงโคจรที่สมบูรณ์ในแต่ละวันดาวฤกษ์ซ้ำเดียวกันพื้นติดตามในแต่ละวัน [86]สิ่งนี้มีประโยชน์มากในระหว่างการพัฒนาเพราะแม้จะมีดาวเทียมเพียงสี่ดวง แต่การจัดตำแหน่งที่ถูกต้องหมายความว่าทั้งสี่ดวงสามารถมองเห็นได้จากจุดเดียวเป็นเวลาสองสามชั่วโมงในแต่ละวัน สำหรับการปฏิบัติการทางทหารสามารถใช้การทำซ้ำแทร็กภาคพื้นดินเพื่อให้แน่ใจว่าครอบคลุมพื้นที่การรบที่ดี ณ เดือนกุมภาพันธ์ 2562, [87]มีดาวเทียม 31 ดวงในกลุ่มดาว GPS โดย 27 ดวงถูกใช้งานในช่วงเวลาที่กำหนดโดยส่วนที่เหลือจะจัดสรรเป็นแบบสแตนด์บาย รุ่นที่ 32 เปิดตัวในปี 2018 แต่ในเดือนกรกฎาคม 2019 ยังอยู่ในระหว่างการประเมิน ดาวเทียมที่ปลดประจำการจำนวนมากขึ้นอยู่ในวงโคจรและมีจำหน่ายเป็นอะไหล่ ดาวเทียมเพิ่มเติมช่วยเพิ่มความแม่นยำในการคำนวณตัวรับสัญญาณ GPS โดยให้การวัดซ้ำซ้อน ด้วยจำนวนดาวเทียมที่เพิ่มขึ้นกลุ่มดาวจึงเปลี่ยนเป็นการจัดเรียงแบบไม่สม่ำเสมอ การจัดเตรียมดังกล่าวแสดงให้เห็นถึงการปรับปรุงความแม่นยำ แต่ยังช่วยเพิ่มความน่าเชื่อถือและความพร้อมใช้งานของระบบเมื่อเทียบกับระบบที่สม่ำเสมอเมื่อดาวเทียมหลายดวงล้มเหลว [88]ด้วยกลุ่มดาวที่ขยายใหญ่ขึ้นโดยปกติแล้วดาวเทียมเก้าดวงจะสามารถมองเห็นได้จากจุดใดก็ได้บนพื้นดินได้ตลอดเวลาทำให้มั่นใจได้ว่ามีความซ้ำซ้อนอย่างมากในจำนวนดาวเทียมขั้นต่ำสี่ดวงที่จำเป็นสำหรับตำแหน่ง ส่วนควบคุมสถานีภาคพื้นดินจอภาพที่ใช้ 1984-2007, การแสดงที่ กองทัพอากาศและพิพิธภัณฑ์ Space ขีปนาวุธ ส่วนควบคุม (CS) ประกอบด้วย:
MCS ยังสามารถเข้าถึงเสาอากาศภาคพื้นดินของ US Air Force Satellite Control Network (AFSCN) (สำหรับความสามารถในการสั่งการและการควบคุมเพิ่มเติม) และสถานีตรวจสอบNGA ( National Geospatial-Intelligence Agency ) เส้นทางการบินของดาวเทียมมีการติดตามโดยทุ่มเทสถานีควบคุมกองทัพอวกาศในฮาวาย , ควา Atoll , เกาะสวรรค์ , ดิเอโกการ์เซีย , โคโลราโดสปริงส์และCape Canaveralพร้อมกับร่วมกันสถานีจอภาพพังงาดำเนินการในประเทศอังกฤษอาร์เจนตินาเอกวาดอร์บาห์เรน , ออสเตรเลียและวอชิงตัน ดี.ซี. [89]ข้อมูลการติดตามถูกส่งไปยัง MCS ที่ฐานทัพอากาศ Schriever 25 กม. (16 ไมล์) ESE ของโคโลราโดสปริงส์ซึ่งดำเนินการโดยกองเรือปฏิบัติการอวกาศที่ 2 (2 SOPS) ของกองทัพอวกาศสหรัฐ จากนั้น SOPS 2 ตัวจะติดต่อกับดาวเทียม GPS แต่ละดวงอย่างสม่ำเสมอด้วยการอัปเดตการนำทางโดยใช้เสาอากาศภาคพื้นดินเฉพาะหรือใช้ร่วมกัน (AFSCN) (เสาอากาศภาคพื้นดินสำหรับ GPS โดยเฉพาะจะอยู่ที่Kwajalein , เกาะ Ascension , Diego GarciaและCape Canaveral ) การอัปเดตเหล่านี้จะซิงโครไนซ์นาฬิกาอะตอมบนดาวเทียมให้อยู่ภายในไม่กี่นาโนวินาทีของกันและกันและปรับความแปรปรวนของแบบจำลองการโคจรภายในของดาวเทียมแต่ละดวง การอัปเดตถูกสร้างขึ้นโดยตัวกรอง Kalmanที่ใช้อินพุตจากสถานีตรวจสอบภาคพื้นดินข้อมูลสภาพอากาศในอวกาศและอินพุตอื่น ๆ [90] การซ้อมรบของดาวเทียมไม่แม่นยำตามมาตรฐาน GPS ดังนั้นในการเปลี่ยนวงโคจรของดาวเทียมดาวเทียมจะต้องถูกทำเครื่องหมายว่าไม่แข็งแรงดังนั้นเครื่องรับจึงไม่ได้ใช้งาน หลังจากการซ้อมรบดาวเทียมวิศวกรจะติดตามวงโคจรใหม่จากพื้นดินอัปโหลด ephemeris ใหม่และทำเครื่องหมายว่าดาวเทียมกลับมาแข็งแรงอีกครั้ง ปัจจุบันส่วนควบคุมการปฏิบัติงาน (OCS) ทำหน้าที่เป็นส่วนควบคุมของบันทึก ให้ความสามารถในการปฏิบัติงานที่รองรับผู้ใช้ GPS และช่วยให้ GPS ทำงานและทำงานได้ตามข้อกำหนด OCS ประสบความสำเร็จในการแทนที่คอมพิวเตอร์เมนเฟรมในยุค 1970 ที่ฐานทัพอากาศ Schriever ในเดือนกันยายน 2550 หลังจากการติดตั้งระบบดังกล่าวช่วยให้สามารถอัปเกรดและเป็นรากฐานสำหรับสถาปัตยกรรมการรักษาความปลอดภัยใหม่ที่สนับสนุนกองกำลังติดอาวุธของสหรัฐฯ OCS จะยังคงเป็นระบบควบคุมภาคพื้นดินของบันทึกจนกว่าเซ็กเมนต์ใหม่ Next Generation GPS Operation Control System [6] (OCX) จะได้รับการพัฒนาและใช้งานได้อย่างสมบูรณ์ ความสามารถใหม่ที่ OCX มอบให้จะเป็นรากฐานที่สำคัญในการปฏิวัติความสามารถในภารกิจของ GPS ทำให้[91] US Space Force สามารถปรับปรุงบริการปฏิบัติการ GPS ให้กับกองกำลังรบของสหรัฐฯพันธมิตรทางแพ่งและผู้ใช้ในประเทศและต่างประเทศมากมาย โปรแกรม GPS OCX จะช่วยลดต้นทุนกำหนดการและความเสี่ยงทางเทคนิค ได้รับการออกแบบมาเพื่อให้ประหยัดค่าใช้จ่ายอย่างยั่งยืน50% [92]ผ่านสถาปัตยกรรมซอฟต์แวร์ที่มีประสิทธิภาพและโลจิสติกส์ตามประสิทธิภาพ นอกจากนี้ GPS OCX คาดว่าจะมีค่าใช้จ่ายน้อยกว่าค่าใช้จ่ายในการอัปเกรด OCS หลายล้านในขณะที่ให้ความสามารถสี่เท่า โปรแกรม GPS OCX เป็นส่วนสำคัญของความทันสมัยของ GPS และให้การปรับปรุงการประกันข้อมูลที่สำคัญเหนือโปรแกรม GPS OCS ในปัจจุบัน
เมื่อวันที่ 14 กันยายน พ.ศ. 2554 [93]กองทัพอากาศสหรัฐประกาศเสร็จสิ้นการทบทวนการออกแบบเบื้องต้นของ GPS OCX และยืนยันว่าโปรแกรม OCX พร้อมสำหรับการพัฒนาขั้นต่อไป โปรแกรม GPS OCX พลาดเหตุการณ์สำคัญและกำลังผลักดันให้เปิดตัวในปี 2564 ซึ่งผ่านพ้นกำหนดเดิมมา 5 ปี ตามที่สำนักงานบัญชีของรัฐบาลแม้กำหนดเส้นตายใหม่นี้ก็ดูสั่นคลอน [94] กลุ่มผู้ใช้เครื่องรับ GPS มีหลายรูปแบบตั้งแต่อุปกรณ์ที่รวมอยู่ในรถยนต์โทรศัพท์และนาฬิกาไปจนถึงอุปกรณ์เฉพาะเช่นสิ่งเหล่านี้ เป็นครั้งแรกที่หน่วย GPS แบบพกพา Leica WM 101 แสดงที่ พิพิธภัณฑ์วิทยาศาสตร์แห่งชาติของชาวไอริชที่ เมย์นู กลุ่มผู้ใช้ (สหรัฐฯ) ประกอบด้วยผู้ใช้งานทางทหารในสหรัฐฯและพันธมิตรหลายแสนคนของบริการระบุตำแหน่ง GPS ที่ปลอดภัยและผู้ใช้พลเรือนเชิงพาณิชย์และวิทยาศาสตร์หลายสิบล้านรายของบริการกำหนดตำแหน่งมาตรฐาน โดยทั่วไปเครื่องรับ GPS ประกอบด้วยเสาอากาศซึ่งปรับตามความถี่ที่ส่งมาจากดาวเทียมตัวรับ - โปรเซสเซอร์และนาฬิกาที่มีความเสถียรสูง (มักเป็นคริสตัลออสซิลเลเตอร์ ) นอกจากนี้ยังอาจรวมถึงจอแสดงผลสำหรับให้ข้อมูลตำแหน่งและความเร็วแก่ผู้ใช้ เครื่องรับมักจะอธิบายด้วยจำนวนช่องสัญญาณ: นี่หมายถึงจำนวนดาวเทียมที่สามารถตรวจสอบพร้อมกันได้ จากเดิม จำกัด ไว้ที่สี่หรือห้าตัวซึ่งเพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องในช่วงหลายปีที่ผ่านมาจนถึงปี 2550โดยทั่วไปแล้วเครื่องรับจะมีช่องระหว่าง 12 ถึง 20 ช่อง แม้ว่าจะมีผู้ผลิตเครื่องรับหลายราย แต่เกือบทั้งหมดใช้ชิปเซ็ตตัวใดตัวหนึ่งที่ผลิตขึ้นเพื่อจุดประสงค์นี้ [ ต้องการอ้างอิง ] โมดูลตัวรับสัญญาณ GPS แบบOEMทั่วไป ขนาด 15 มม. × 17 มม. (0.6 นิ้ว× 0.7 นิ้ว) เครื่องรับ GPS อาจรวมอินพุตสำหรับการแก้ไขที่แตกต่างกันโดยใช้รูปแบบRTCM SC-104 โดยทั่วไปจะอยู่ในรูปแบบของพอร์ต RS-232ที่ความเร็ว 4,800 บิต / วินาที ข้อมูลจะถูกส่งในอัตราที่ต่ำกว่ามากซึ่งจำกัดความแม่นยำของสัญญาณที่ส่งโดยใช้ RTCM [ ต้องการอ้างอิง ]เครื่องรับที่มีตัวรับ DGPS ภายในสามารถทำได้ดีกว่าเครื่องรับที่ใช้ข้อมูล RTCM ภายนอก [ ต้องการอ้างอิง ]ณ ปี 2549แม้แต่หน่วยต้นทุนต่ำก็มักจะมีเครื่องรับWide Area Augmentation System (WAAS) เครื่องรับ GPS ทั่วไปพร้อมเสาอากาศในตัว เครื่องรับ GPS จำนวนมากสามารถถ่ายทอดข้อมูลตำแหน่งไปยังพีซีหรืออุปกรณ์อื่น ๆ โดยใช้โปรโตคอลNMEA 0183 แม้ว่าโปรโตคอลนี้ถูกกำหนดอย่างเป็นทางการโดย National Marine Electronics Association (NMEA) [95]อ้างอิงถึงโปรโตคอลนี้ได้รับการรวบรวมจากบันทึกสาธารณะช่วยให้เครื่องมือมาเปิดเช่นGPSDอ่านโปรโตคอลโดยไม่ละเมิดทรัพย์สินทางปัญญากฎหมาย [ ต้องการคำชี้แจง ]มีโปรโตคอลที่เป็นกรรมสิทธิ์อื่น ๆ เช่นกันเช่นโปรโตคอลSiRFและMTK ตัวรับสัญญาณสามารถเชื่อมต่อกับอุปกรณ์อื่น ๆ โดยใช้วิธีการรวมทั้งการเชื่อมต่อแบบอนุกรม, USBหรือบลูทู ธ แอพพลิเคชั่นแม้ว่าเดิมจะเป็นโครงการทางทหาร แต่ GPS ถือเป็นเทคโนโลยีที่ใช้งานได้สองระบบซึ่งหมายความว่ามีการใช้งานพลเรือนที่สำคัญเช่นกัน GPS กลายเป็นเครื่องมือที่มีการใช้งานอย่างแพร่หลายและมีประโยชน์สำหรับการค้าการใช้งานทางวิทยาศาสตร์การติดตามและการเฝ้าระวัง เวลาที่แม่นยำของ GPS ช่วยอำนวยความสะดวกในการทำกิจกรรมในชีวิตประจำวันเช่นการธนาคารการใช้งานโทรศัพท์มือถือและแม้แต่การควบคุมกริดพลังงานโดยอนุญาตให้มีการสลับมือปิดที่ซิงโครไนซ์ได้ดี [77] พลเรือนนี้ เสาอากาศที่ติดตั้งบนหลังคาของกระท่อมที่มีการทดลองทางวิทยาศาสตร์ที่ต้องเวลาที่แม่นยำ แอปพลิเคชันสำหรับพลเรือนจำนวนมากใช้องค์ประกอบพื้นฐานสามอย่างของ GPS อย่างน้อยหนึ่งอย่าง ได้แก่ ตำแหน่งที่แน่นอนการเคลื่อนไหวสัมพัทธ์และการถ่ายโอนเวลา
ข้อ จำกัด ในการใช้งานพลเรือนรัฐบาลสหรัฐควบคุมการส่งออกเครื่องรับพลเรือนบางส่วน เครื่องรับ GPS ทั้งหมดที่สามารถทำงานได้สูงกว่า 60,000 ฟุต (18 กม.) เหนือระดับน้ำทะเลและ 1,000 kn (500 ม. / วินาที 2,000 กม. / ชม. 1,000 ไมล์ต่อชั่วโมง) หรือออกแบบหรือดัดแปลงเพื่อใช้กับขีปนาวุธและเครื่องบินไร้คนขับถูกจัดประเภทเป็นอาวุธยุทโธปกรณ์ (อาวุธ) ซึ่งหมายความว่าต้องมีใบอนุญาตส่งออกของกระทรวงการต่างประเทศ [117] กฎนี้ใช้แม้กระทั่งหน่วยพลเรือนอย่างเดียวอย่างอื่นที่รับเฉพาะความถี่ L1 และรหัส C / A (หยาบ / การได้มา) การปิดใช้งานการดำเนินการที่สูงกว่าขีด จำกัด เหล่านี้จะยกเว้นเครื่องรับจากการจัดประเภทเป็นอาวุธ การตีความของผู้ขายแตกต่างกัน กฎหมายถึงการทำงานที่ทั้งระดับความสูงและความเร็วเป้าหมาย แต่เครื่องรับบางตัวจะหยุดทำงานแม้ว่าจะหยุดนิ่งก็ตาม สิ่งนี้ทำให้เกิดปัญหากับการปล่อยบอลลูนวิทยุสมัครเล่นบางรุ่นที่มีความยาวถึง 30 กม. (100,000 ฟุต) เป็นประจำ ขีด จำกัด เหล่านี้ใช้กับหน่วยหรือส่วนประกอบที่ส่งออกจากสหรัฐอเมริกาเท่านั้น มีการค้าที่เพิ่มขึ้นในส่วนประกอบต่างๆรวมถึงหน่วย GPS จากประเทศอื่น ๆ เหล่านี้ขายด่วนเป็นITARฟรี ทหารการติดชุดคำแนะนำ GPS กับ ระเบิดใบ้มีนาคม 2546 M982 Excalibur GPS แนะนำ กระสุนปืนใหญ่ ในปี 2009 แอพพลิเคชั่น GPS ทางทหาร ได้แก่ :
การนำทางแบบ GPS ถูกใช้ครั้งแรกในสงครามในสงครามอ่าวเปอร์เซียปี 1991ก่อนที่ GPS จะได้รับการพัฒนาอย่างสมบูรณ์ในปี 1995 เพื่อช่วยCoalition Forcesในการนำทางและดำเนินการซ้อมรบในสงคราม สงครามยังแสดงให้เห็นถึงช่องโหว่ของ GPS ที่จะติดขัดเมื่อกองกำลังอิรักติดตั้งอุปกรณ์ติดขัดในเป้าหมายที่มีแนวโน้มที่จะส่งเสียงวิทยุรบกวนการรับสัญญาณ GPS ที่อ่อนแอ [123] ช่องโหว่ของ GPS ในการติดขัดเป็นภัยคุกคามที่เพิ่มขึ้นอย่างต่อเนื่องเมื่ออุปกรณ์ติดขัดและประสบการณ์เพิ่มขึ้น [124] [125]มีรายงานว่าสัญญาณ GPS ติดขัดหลายครั้งในช่วงหลายปีที่ผ่านมาเพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหาร ดูเหมือนว่ารัสเซียจะมีวัตถุประสงค์หลายประการสำหรับพฤติกรรมนี้เช่นการข่มขู่เพื่อนบ้านในขณะที่ทำลายความเชื่อมั่นในการพึ่งพาระบบของอเมริกาการส่งเสริมทางเลือก GLONASS ของพวกเขาขัดขวางการฝึกซ้อมทางทหารของตะวันตกและปกป้องทรัพย์สินจากโดรน [126]จีนใช้ติดขัดที่จะกีดกันเครื่องบินสอดแนมสหรัฐใกล้เข้าร่วมประกวดหมู่เกาะสแปรตลี [127] เกาหลีเหนือได้ติดตั้งปฏิบัติการติดขัดครั้งใหญ่หลายครั้งใกล้ชายแดนเกาหลีใต้และนอกชายฝั่งทำให้เที่ยวบินการขนส่งสินค้าและการประมงหยุดชะงัก [128] การบอกเวลาวินาทีกระโดดแม้ว่านาฬิกาส่วนใหญ่จะได้เวลามาจากเวลาสากลเชิงพิกัด (UTC) แต่นาฬิกาอะตอมบนดาวเทียมจะตั้งค่าเป็น "เวลา GPS" ความแตกต่างคือเวลา GPS ไม่ได้รับการแก้ไขให้ตรงกับการหมุนของโลกดังนั้นจึงไม่มีวินาทีอธิกสุรทินหรือการแก้ไขอื่น ๆ ที่เพิ่มเป็นระยะ ๆ ใน UTC เวลา GPS ถูกตั้งค่าให้ตรงกับ UTC ในปี 1980 แต่หลังจากนั้นก็เปลี่ยนไป การขาดการแก้ไขหมายความว่าเวลาของ GPS จะยังคงชดเชยอย่างต่อเนื่องกับInternational Atomic Time (TAI) (TAI - GPS = 19 วินาที) การแก้ไขเป็นระยะจะดำเนินการกับนาฬิกาออนบอร์ดเพื่อให้ตรงกับนาฬิกากราวด์ [129] ข้อความนำทาง GPS มีความแตกต่างระหว่างเวลา GPS และ UTC ณ เดือนมกราคม 2560เวลา GPS เร็วกว่า UTC 18 วินาทีเนื่องจากมีการเพิ่มอธิกวินาทีใน UTC ในวันที่ 31 ธันวาคม 2016 [130]ผู้รับลบค่าชดเชยนี้ออกจากเวลา GPS เพื่อคำนวณ UTC และค่าโซนเวลาที่ระบุ หน่วย GPS ใหม่อาจไม่แสดงเวลา UTC ที่ถูกต้องจนกว่าจะได้รับข้อความชดเชย UTC ฟิลด์ออฟเซ็ต GPS-UTC สามารถรองรับได้ 255 วินาทีอธิกสุรทิน (แปดบิต) ความแม่นยำเวลาจีพีเอสเป็นทฤษฎีที่ถูกต้องเกี่ยวกับ 14 นาโนวินาทีเนื่องจากการดริฟท์นาฬิกาที่นาฬิกาอะตอมมีประสบการณ์ในการส่งสัญญาณจีพีเอสเทียบกับเวลาปรมาณูระหว่างประเทศ [131]เครื่องรับส่วนใหญ่สูญเสียความแม่นยำในการแปลความหมายของสัญญาณและมีความแม่นยำเพียง 100 นาโนวินาทีเท่านั้น [132] [133] รูปแบบเมื่อเทียบกับรูปแบบปีเดือนและวันของปฏิทินเกรกอเรียนวันที่ GPS จะแสดงเป็นตัวเลขสัปดาห์และตัวเลขแบบวินาทีต่อสัปดาห์ หมายเลขสัปดาห์จะถูกส่งเป็นฟิลด์สิบบิตในข้อความการนำทาง C / A และ P (Y) ดังนั้นจึงกลายเป็นศูนย์อีกครั้งทุกๆ 1,024 สัปดาห์ (19.6 ปี) ศูนย์ GPS สัปดาห์เริ่มต้นเวลา 00:00:00 UTC (00:00:19 TAI) ของวันที่ 6 มกราคม 1980 และจำนวนสัปดาห์กลายเป็นศูนย์อีกครั้งเป็นครั้งแรกเวลา 23:59:47 น. UTC ของวันที่ 21 สิงหาคม 2542 (00 : 00: 19 TAI 22 สิงหาคม 2542) เกิดขึ้นครั้งที่สองเวลา 23:59:42 UTC ของวันที่ 6 เมษายน 2019 ในการระบุวันที่ตามหลักเกรกอเรียนในปัจจุบันเครื่องรับ GPS จะต้องระบุวันที่โดยประมาณ (ถึงภายใน 3,584 วัน) เพื่อแปลสัญญาณวันที่ GPS ได้อย่างถูกต้อง เพื่อแก้ไขข้อกังวลนี้ในอนาคตข้อความ GPS Civil Navigation (CNAV) ที่ทันสมัยจะใช้ฟิลด์ 13 บิตซึ่งจะเกิดซ้ำทุกๆ 8,192 สัปดาห์ (157 ปี) เท่านั้นซึ่งจะคงอยู่จนถึงปี 2137 (157 ปีหลังจากศูนย์สัปดาห์ GPS) การสื่อสารสัญญาณการนำทางที่ส่งโดยดาวเทียม GPS จะเข้ารหัสข้อมูลที่หลากหลายรวมถึงตำแหน่งดาวเทียมสถานะของนาฬิกาภายในและความสมบูรณ์ของเครือข่าย สัญญาณเหล่านี้ถูกส่งบนความถี่พาหะสองความถี่ที่แยกจากกันซึ่งเป็นเรื่องปกติของดาวเทียมทั้งหมดในเครือข่าย มีการใช้การเข้ารหัสสองแบบที่แตกต่างกัน: การเข้ารหัสสาธารณะที่เปิดใช้งานการนำทางที่มีความละเอียดต่ำกว่าและการเข้ารหัสแบบเข้ารหัสที่ใช้โดยกองทัพสหรัฐฯ รูปแบบข้อความรูปแบบข้อความ GPS
ดาวเทียม GPS แต่ละดวงถ่ายทอดข้อความการนำทางอย่างต่อเนื่องบนความถี่L1 (C / A และ P / Y) และ L2 (P / Y) ในอัตรา 50 บิตต่อวินาที (ดูบิตเรต ) แต่ละข้อความใช้เวลา 750 วินาที ( 12+1 / 2นาที) ให้เสร็จสมบูรณ์ โครงสร้างข้อความมีรูปแบบพื้นฐานของเฟรมยาว 1500 บิตซึ่งประกอบด้วยห้าเฟรมย่อยแต่ละเฟรมย่อยมีความยาว 300 บิต (6 วินาที) เฟรมย่อย 4 และ 5 มีการคอมมิวเตตย่อย 25 ครั้งในแต่ละข้อความดังนั้นข้อความข้อมูลที่สมบูรณ์จึงต้องมีการส่งแบบเต็ม 25 เฟรม แต่ละเฟรมย่อยประกอบด้วย 10 คำแต่ละ 30 บิตยาว ดังนั้นด้วย 300 บิตในเฟรมย่อยคูณด้วย 5 เฟรมย่อยในเฟรมคูณ 25 เฟรมในข้อความแต่ละข้อความจะมีความยาว 37,500 บิต ที่อัตราการส่งของ 50-bit / s นี้จะช่วยให้ 750 วินาทีในการส่งทั้งข้อความปูม (GPS) เฟรม 30 วินาทีแต่ละเฟรมเริ่มต้นอย่างแม่นยำในนาทีหรือครึ่งนาทีตามที่ระบุโดยนาฬิกาอะตอมบนดาวเทียมแต่ละดวง [134] เฟรมย่อยแรกของแต่ละเฟรมเข้ารหัสหมายเลขสัปดาห์และเวลาภายในสัปดาห์[135]รวมทั้งข้อมูลเกี่ยวกับความสมบูรณ์ของดาวเทียม เฟรมย่อยที่สองและสามประกอบด้วยephemerisซึ่งเป็นวงโคจรที่แม่นยำสำหรับดาวเทียม เฟรมย่อยที่สี่และห้าประกอบด้วยปูมซึ่งมีวงโคจรหยาบและข้อมูลสถานะของดาวเทียมมากถึง 32 ดวงในกลุ่มดาวรวมถึงข้อมูลที่เกี่ยวข้องกับการแก้ไขข้อผิดพลาด ดังนั้นเพื่อให้ได้ตำแหน่งดาวเทียมที่ถูกต้องจากข้อความที่ส่งนี้ผู้รับจะต้อง demodulate ข้อความจากดาวเทียมแต่ละดวงที่รวมอยู่ในโซลูชันเป็นเวลา 18 ถึง 30 วินาที ในการรวบรวมปูมที่ส่งทั้งหมดผู้รับจะต้อง demodulate ข้อความเป็นเวลา 732 ถึง 750 วินาทีหรือ 12+1 / 2นาที [136] ดาวเทียมทั้งหมดออกอากาศด้วยความถี่เดียวกันเข้ารหัสสัญญาณโดยใช้การแบ่งรหัสที่ไม่ซ้ำกันหลายการเข้าถึง (CDMA) เพื่อให้เครื่องรับสามารถแยกแยะดาวเทียมแต่ละดวงออกจากกันได้ ระบบใช้การเข้ารหัส CDMA สองประเภทที่แตกต่างกัน: รหัสหยาบ / การได้มา (C / A) ซึ่งประชาชนทั่วไปสามารถเข้าถึงได้และรหัสที่แม่นยำ (P (Y)) ซึ่งเข้ารหัสเพื่อให้เฉพาะกองทัพสหรัฐฯและอื่น ๆ ประเทศนาโต้ที่ได้รับอนุญาตให้เข้าถึงรหัสเข้ารหัสสามารถเข้าถึงได้ [137] ephemeris ได้รับการอัปเดตทุก 2 ชั่วโมงและมีความเสถียรเพียงพอเป็นเวลา 4 ชั่วโมงโดยมีข้อกำหนดสำหรับการอัปเดตทุกๆ 6 ชั่วโมงหรือนานกว่านั้นในสภาวะที่ไม่เป็นไปตามข้อกำหนด โดยทั่วไปปูมจะอัปเดตทุก 24 ชั่วโมง นอกจากนี้ข้อมูลในช่วงสองสามสัปดาห์ต่อจากนี้จะถูกอัปโหลดในกรณีที่มีการอัปเดตการส่งซึ่งทำให้การอัปโหลดข้อมูลล่าช้า [ ต้องการอ้างอิง ] ความถี่ดาวเทียมภาพรวมความถี่ GPS [138] : 607
ดาวเทียมทั้งหมดออกอากาศด้วยความถี่สองความถี่เดียวกันคือ 1.57542 GHz (สัญญาณ L1) และ 1.2276 GHz (สัญญาณ L2) เครือข่ายดาวเทียมใช้เทคนิคการแพร่กระจายคลื่นความถี่ CDMA [138] : 607ซึ่งข้อมูลข้อความบิตเรตต่ำจะถูกเข้ารหัสด้วยลำดับการสุ่มหลอก (PRN) อัตราสูงซึ่งแตกต่างกันไปสำหรับดาวเทียมแต่ละดวง ผู้รับจะต้องทราบรหัส PRN สำหรับดาวเทียมแต่ละดวงเพื่อสร้างข้อมูลข้อความจริงขึ้นมาใหม่ รหัส C / A สำหรับการใช้งานพลเรือนส่งข้อมูลที่ 1.023 ล้านชิปต่อวินาทีในขณะที่รหัส P สำหรับการใช้งานทางทหารของสหรัฐฯจะส่งข้อมูลที่ 10.23 ล้านชิปต่อวินาที การอ้างอิงภายในที่แท้จริงของดาวเทียมคือ 10.22999999543 MHz เพื่อชดเชยเอฟเฟกต์เชิงสัมพัทธภาพ[139] [140]ที่ทำให้ผู้สังเกตการณ์บนโลกรับรู้การอ้างอิงเวลาที่แตกต่างกันเมื่อเทียบกับเครื่องส่งสัญญาณในวงโคจร ผู้ให้บริการ L1 ถูกมอดูเลตโดยทั้งรหัส C / A และ P ในขณะที่ผู้ให้บริการ L2 จะถูกมอดูเลตโดยรหัส P เท่านั้น [84]รหัส P สามารถเข้ารหัสเป็นรหัสที่เรียกว่า P (Y) ซึ่งใช้ได้เฉพาะกับอุปกรณ์ทางทหารที่มีคีย์ถอดรหัสที่เหมาะสมเท่านั้น ทั้งรหัส C / A และ P (Y) ให้เวลาที่แน่นอนของวันแก่ผู้ใช้ สัญญาณ L3 ที่ความถี่ 1.38105 GHz ใช้ในการส่งข้อมูลจากดาวเทียมไปยังสถานีภาคพื้นดิน ข้อมูลนี้ใช้โดยระบบตรวจจับการระเบิดนิวเคลียร์ของสหรัฐอเมริกา (NUDET) (USNDS) เพื่อตรวจจับค้นหาและรายงานการระเบิดนิวเคลียร์ (NUDETs) ในชั้นบรรยากาศของโลกและพื้นที่ใกล้เคียง [141]การใช้งานอย่างหนึ่งคือการบังคับใช้สนธิสัญญาห้ามทดสอบนิวเคลียร์ กำลังศึกษาแถบ L4 ที่ 1.379913 GHz สำหรับการแก้ไขไอโอโนสเฟียร์เพิ่มเติม [138] : 607 คลื่นความถี่ L5 ที่ 1.17645 GHz ถูกบันทึกอยู่ในกระบวนการของจีพีเอสทันสมัย ความถี่นี้อยู่ในช่วงที่ได้รับการคุ้มครองในระดับสากลสำหรับการนำทางทางการบินโดยสัญญาว่าจะมีการรบกวนเพียงเล็กน้อยหรือไม่มีเลยในทุกสถานการณ์ ดาวเทียม Block IIF ดวงแรกที่ให้สัญญาณนี้ได้เปิดตัวในเดือนพฤษภาคม 2010 [142]ในวันที่ 5 กุมภาพันธ์ 2016 ได้มีการเปิดตัวดาวเทียม Block IIF ครั้งที่ 12 และรอบสุดท้าย [143] L5 ประกอบด้วยส่วนประกอบพาหะสองส่วนที่อยู่ในเฟสกำลังสองซึ่งกันและกัน ส่วนประกอบของผู้ให้บริการแต่ละตัวคือปุ่มเปลี่ยนสองเฟส (BPSK) ที่มอดูเลตโดยรถไฟบิตแยกกัน "L5 ซึ่งเป็นสัญญาณ GPS พลเรือนตัวที่สามจะรองรับแอพพลิเคชั่นด้านความปลอดภัยในชีวิตสำหรับการบินและมอบความพร้อมใช้งานและความแม่นยำที่ดีขึ้น" [144] ในปี 2554 LightSquaredได้รับการผ่อนผันตามเงื่อนไขเพื่อให้บริการบรอดแบนด์ภาคพื้นดินใกล้กับแถบ L1 แม้ว่า LightSquared ได้ยื่นขอใบอนุญาตในการใช้งานในแถบ 1525 ถึง 1559 ในช่วงต้นปี 2546 และได้นำเสนอความคิดเห็นสาธารณะ FCC ขอให้ LightSquared จัดตั้งกลุ่มการศึกษาร่วมกับชุมชน GPS เพื่อทดสอบตัวรับสัญญาณ GPS และระบุปัญหาที่อาจ เกิดขึ้นเนื่องจากกำลังสัญญาณที่ใหญ่ขึ้นจากเครือข่ายภาคพื้นดิน LightSquared ชุมชน GPS ไม่ได้คัดค้านการอนุญาตแอปพลิเคชัน LightSquared (เดิมคือ MSV และ SkyTerra) จนถึงเดือนพฤศจิกายน 2010 เมื่อ LightSquared ใช้สำหรับการปรับเปลี่ยนการอนุญาตส่วนประกอบภาคพื้นดิน (ATC) การยื่นฟ้องนี้ (SAT-MOD-20101118-00239) เป็นการร้องขอให้เรียกใช้คำสั่งที่มีขนาดกำลังมากขึ้นหลายรายการในย่านความถี่เดียวกันสำหรับสถานีฐานภาคพื้นดินโดยพื้นฐานแล้วจะเปลี่ยนสิ่งที่ควรจะเป็น "ย่านเงียบ" สำหรับสัญญาณจากอวกาศเป็น เทียบเท่ากับเครือข่ายเซลลูลาร์ การทดสอบในช่วงครึ่งแรกของปี 2554 แสดงให้เห็นว่าผลกระทบของคลื่นความถี่ 10 MHz ที่ต่ำกว่านั้นมีน้อยต่ออุปกรณ์ GPS (น้อยกว่า 1% ของอุปกรณ์ GPS ทั้งหมดที่ได้รับผลกระทบ) 10 MHz บนที่มีไว้สำหรับใช้งานโดย LightSquared อาจส่งผลกระทบต่ออุปกรณ์ GPS มีความกังวลว่าสิ่งนี้อาจทำให้สัญญาณ GPS ลดลงอย่างมากสำหรับการใช้งานของผู้บริโภคจำนวนมาก [145] [146] นิตยสารAviation Weekรายงานว่าการทดสอบล่าสุด (มิถุนายน 2554) ยืนยัน "การติดขัดอย่างมีนัยสำคัญ" ของระบบ GPS โดย LightSquared [147] Demodulation และถอดรหัสDemodulating และสัญญาณถอดรหัสดาวเทียม GPS โดยใช้หยาบ / การได้มาซึ่ง รหัสทอง เนื่องจากสัญญาณดาวเทียมทั้งหมดได้รับการมอดูเลตไปยังความถี่ของพาหะ L1 เดียวกันสัญญาณจึงต้องแยกออกจากกันหลังจากการดีมอดูเลชัน นี้จะกระทำโดยการกำหนดดาวเทียมแต่ละไบนารีที่ไม่ซ้ำกันลำดับที่รู้จักกันเป็นรหัสสีทอง สัญญาณจะถูกถอดรหัสหลังจาก demodulation โดยใช้การเพิ่มรหัส Gold ที่เกี่ยวข้องกับดาวเทียมที่ตรวจสอบโดยเครื่องรับ [148] [149] หากได้รับข้อมูลปูมมาก่อนเครื่องรับจะเลือกดาวเทียมเพื่อฟังโดย PRN ซึ่งเป็นตัวเลขที่ไม่ซ้ำกันในช่วง 1 ถึง 32 หากข้อมูลปูมไม่อยู่ในหน่วยความจำเครื่องรับจะเข้าสู่โหมดการค้นหาจนกว่าจะได้รับการล็อก บนดาวเทียมดวงใดดวงหนึ่ง ในการรับการล็อคจำเป็นต้องมีเส้นสายตาที่ไม่มีสิ่งกีดขวางจากเครื่องรับไปยังดาวเทียม จากนั้นเครื่องรับสามารถรับปูมและกำหนดดาวเทียมที่ควรรับฟัง เมื่อตรวจจับสัญญาณของดาวเทียมแต่ละดวงจะระบุด้วยรูปแบบรหัส C / A ที่แตกต่างกัน อาจมีความล่าช้าได้ถึง 30 วินาทีก่อนการประมาณตำแหน่งครั้งแรกเนื่องจากต้องอ่านข้อมูล ephemeris การประมวลผลข้อความนำทางช่วยให้สามารถกำหนดเวลาในการส่งและตำแหน่งดาวเทียมได้ในขณะนี้ สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมโปรดดูที่Demodulation และถอดรหัสขั้นสูง สมการการนำทางคำอธิบายปัญหาเครื่องรับใช้ข้อความที่ได้รับจากดาวเทียมเพื่อกำหนดตำแหน่งดาวเทียมและเวลาที่ส่ง x, y,และZองค์ประกอบของตำแหน่งดาวเทียมและเวลาส่ง ( s ) จะถูกกำหนดให้เป็น [ x ฉัน , y ผม , Z ฉัน , S ฉัน ] ที่ห้อยฉันหมายถึงดาวเทียมและมีมูลค่า 1, 2, .. , nโดยที่n ≥ 4. เมื่อเวลาของการรับข้อความที่ระบุโดยนาฬิการับออนบอร์ดคือt̃ iเวลาในการรับที่แท้จริงคือt i = t̃ i - bโดยที่bคืออคตินาฬิกาของผู้รับจาก นาฬิกา GPS ที่แม่นยำกว่ามากที่ดาวเทียมใช้ อคตินาฬิกาของเครื่องรับจะเหมือนกันสำหรับสัญญาณดาวเทียมที่ได้รับทั้งหมด (สมมติว่านาฬิกาดาวเทียมซิงโครไนซ์ทั้งหมด) เวลาการขนส่งของข้อความเป็นเสื้อฉัน - ข - s ฉันที่s ฉันเป็นเวลาที่ดาวเทียม สมมติว่าข้อความเดินทางที่ความเร็วของแสง , ค , ระยะทางที่เดินทางเป็น( T ฉัน - ข - s ฉัน )ค สำหรับ n ดาวเทียมสมการที่จะตอบสนองคือ: โดยที่d iคือระยะทางเรขาคณิตหรือช่วงระหว่างเครื่องรับและดาวเทียมi (ค่าที่ไม่มีตัวห้อยคือส่วนประกอบx, yและzของตำแหน่งเครื่องรับ): การกำหนดหลอกเป็นเราเห็นว่าเป็นเวอร์ชันที่มีความลำเอียงของช่วงที่แท้จริง: . [150] [151]เนื่องจากสมการมีสี่สิ่งที่ไม่รู้จัก [ x, y, z, b ] ซึ่งเป็นส่วนประกอบทั้งสามของตำแหน่งเครื่องรับ GPS และอคติของนาฬิกาสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวงจึงจำเป็นในการพยายามแก้สมการเหล่านี้ สามารถแก้ไขได้โดยวิธีพีชคณิตหรือตัวเลข Abell และ Chaffee กล่าวถึงการมีอยู่และความเป็นเอกลักษณ์ของโซลูชัน GPS [70]เมื่อnมีค่ามากกว่าสี่ระบบนี้จะถูกกำหนดมากเกินไปและต้องใช้วิธีการปรับให้เหมาะสม จำนวนข้อผิดพลาดในผลลัพธ์จะแตกต่างกันไปตามตำแหน่งของดาวเทียมที่ได้รับบนท้องฟ้าเนื่องจากการกำหนดค่าบางอย่าง (เมื่อดาวเทียมที่ได้รับอยู่ใกล้กันบนท้องฟ้า) ทำให้เกิดข้อผิดพลาดมากขึ้น โดยปกติผู้รับจะคำนวณค่าประมาณที่ทำงานอยู่ของข้อผิดพลาดในตำแหน่งที่คำนวณได้ สิ่งนี้ทำได้โดยการคูณความละเอียดพื้นฐานของเครื่องรับด้วยปริมาณที่เรียกว่าปัจจัยการเจือจางทางเรขาคณิตของตำแหน่ง (GDOP) ซึ่งคำนวณจากทิศทางท้องฟ้าสัมพัทธ์ของดาวเทียมที่ใช้ [152]ตำแหน่งเครื่องรับจะแสดงในระบบพิกัดเฉพาะเช่นละติจูดและลองจิจูดโดยใช้ข้อมูล geodetic WGS 84 หรือระบบเฉพาะประเทศ [153] การตีความทางเรขาคณิตสมการ GPS สามารถแก้ไขได้ด้วยวิธีการเชิงตัวเลขและเชิงวิเคราะห์ การตีความทางเรขาคณิตสามารถเพิ่มความเข้าใจเกี่ยวกับวิธีการแก้ปัญหาเหล่านี้ได้ ทรงกลม2-D Cartesian true-range multilateration (trilateration) สถานการณ์ ช่วงที่วัดได้เรียกว่า pseudoranges มีข้อผิดพลาดของนาฬิกา ในอุดมคติที่เรียบง่ายซึ่งช่วงจะซิงโครไนซ์ช่วงที่แท้จริงเหล่านี้แสดงถึงรัศมีของทรงกลมโดยแต่ละดวงจะอยู่ตรงกลางของดาวเทียมส่งสัญญาณดวงใดดวงหนึ่ง คำตอบสำหรับตำแหน่งของเครื่องรับจะอยู่ที่จุดตัดของพื้นผิวของทรงกลมเหล่านี้ ดูtrilateration (โดยทั่วไปคือ true-range multilateration) จำเป็นต้องมีสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสามดวงและโดยทั่วไปแล้วทรงกลมทั้งสามของพวกมันจะตัดกันที่จุดสองจุด [154]จุดหนึ่งคือตำแหน่งของเครื่องรับและอีกจุดหนึ่งเคลื่อนที่อย่างรวดเร็วในการวัดต่อเนื่องกันและโดยปกติจะไม่อยู่บนพื้นผิวโลก ในทางปฏิบัติมีแหล่งที่มาของความไม่ถูกต้องมากมายนอกเหนือจากอคติของนาฬิกาซึ่งรวมถึงข้อผิดพลาดแบบสุ่มและโอกาสในการสูญเสียความแม่นยำจากการลบตัวเลขที่อยู่ใกล้กันหากจุดศูนย์กลางของทรงกลมอยู่ใกล้กัน ซึ่งหมายความว่าตำแหน่งที่คำนวณจากดาวเทียมสามดวงเพียงอย่างเดียวไม่น่าจะแม่นยำเพียงพอ ข้อมูลจากดาวเทียมจำนวนมากขึ้นสามารถช่วยได้เนื่องจากมีแนวโน้มที่ข้อผิดพลาดแบบสุ่มจะถูกยกเลิกและยังทำให้การแพร่กระจายที่มากขึ้นระหว่างศูนย์กลางทรงกลม แต่ในเวลาเดียวกันโดยทั่วไปแล้วทรงกลมที่มากขึ้นจะไม่ตัดกัน ณ จุดใดจุดหนึ่ง ดังนั้นจุดตัดที่อยู่ใกล้จะถูกคำนวณโดยปกติจะใช้กำลังสองน้อยที่สุด ยิ่งมีสัญญาณมากเท่าใดการประมาณก็จะยิ่งดีขึ้นเท่านั้น ไฮเปอร์โบลบดาวเทียมสามดวง (ระบุว่า "สถานี" A, B, C) รู้จักตำแหน่งที่ตั้ง เวลาที่แท้จริงที่สัญญาณวิทยุจะเดินทางจากดาวเทียมแต่ละดวงไปยังเครื่องรับนั้นไม่เป็นที่ทราบแน่ชัด แต่ทราบความแตกต่างของเวลาที่แท้จริง จากนั้นแต่ละครั้งที่ความแตกต่างจะระบุตำแหน่งเครื่องรับบนกิ่งของไฮเพอร์โบลาที่มุ่งเน้นไปที่ดาวเทียม จากนั้นเครื่องรับจะอยู่ที่หนึ่งในสองทางแยก หาก pseudorange ระหว่างผู้รับและดาวเทียมฉันและ pseudorange ระหว่างผู้รับและดาวเทียมญจะถูกหัก, P ฉัน - พีเจ , อคตินาฬิการับที่พบบ่อย ( ข ) ยกเลิกออกผลในความแตกต่างของระยะทางวันที่ฉัน - d Jตำแหน่งที่ตั้งของจุดที่มีระยะห่างคงที่ถึงสองจุด (ในที่นี้คือดาวเทียมสองดวง) คือไฮเพอร์โบลาบนระนาบและไฮเปอร์โบลารอยด์ของการปฏิวัติ (โดยเฉพาะอย่างยิ่งไฮเพอร์โบลอยด์สองแผ่น ) ในปริภูมิ 3 มิติ (ดูMultilateration ) ดังนั้นจากการวัดแบบหลอกสี่ครั้งสามารถวางเครื่องรับที่จุดตัดของพื้นผิวของไฮเปอร์โบลอยด์สามตัวโดยมีจุดโฟกัสที่ดาวเทียมคู่หนึ่ง ด้วยดาวเทียมเพิ่มเติมจุดตัดหลายจุดไม่จำเป็นต้องมีเอกลักษณ์เฉพาะและควรหาทางแก้ปัญหาที่เหมาะสมที่สุดแทน [70] [71] [155] [156] [157] [158] ทรงกลมที่ถูกจารึกไว้วงกลมขนาดเล็ก ( สีแดง ) ที่ถูกจารึกไว้และสัมผัสกับวงกลมอื่น ๆ ( สีดำ ) ซึ่งไม่จำเป็นต้องเป็นเส้นสัมผัสร่วมกัน ตำแหน่งเครื่องรับสามารถตีความได้ว่าเป็นศูนย์กลางของทรงกลมที่จารึกไว้ (แรงบันดาลใจ) ของรัศมีbcซึ่งกำหนดโดยอคตินาฬิกาของผู้รับb (ปรับขนาดด้วยความเร็วแสงc ) ตำแหน่งที่ได้รับแรงบันดาลใจนั้นสัมผัสกับทรงกลมอื่น ๆ ทรงกลม circumscribingเป็นศูนย์กลางที่ดาวเทียม GPS ที่มีรัศมีเท่ากับวัด pseudoranges หน้าฉันการกำหนดค่านี้จะแตกต่างจากที่กล่าวไว้ข้างต้นซึ่งในรัศมีทรงกลมเป็นช่วงที่เป็นกลางหรือรูปทรงเรขาคณิตวันที่ฉัน [157] : 36–37 [159] ไฮเปอร์โคเนสนาฬิกาในเครื่องรับมักมีคุณภาพไม่เท่ากันกับนาฬิกาในดาวเทียมและจะไม่มีการซิงโครไนซ์กับนาฬิกาเหล่านั้นอย่างถูกต้อง สิ่งนี้ทำให้เกิดการหลอกที่มีความแตกต่างมากเมื่อเทียบกับระยะทางที่แท้จริงของดาวเทียม ดังนั้นในทางปฏิบัติความแตกต่างของเวลาระหว่างนาฬิกาเครื่องรับและเวลาดาวเทียมจึงถูกกำหนดให้เป็นอคตินาฬิกาที่ไม่รู้จักb . จากนั้นสมการจะได้รับการแก้ไขพร้อมกันสำหรับตำแหน่งตัวรับและอคติของนาฬิกา ช่องว่างของโซลูชัน [ x, y, z, b ] สามารถมองเห็นได้ว่าเป็นกาลอวกาศสี่มิติและจำเป็นต้องมีสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อยสี่ดวง ในกรณีนั้นสมการแต่ละสมการจะอธิบายถึงไฮเปอร์โคน (หรือทรงกรวยทรงกลม) [160]โดยมีปากแตรอยู่ที่ดาวเทียมและฐานเป็นทรงกลมรอบดาวเทียม ตัวรับสัญญาณอยู่ที่จุดตัดของไฮเปอร์โคเนสี่ตัวขึ้นไป วิธีการแก้ปัญหากำลังสองน้อยที่สุดเมื่อมีดาวเทียมมากกว่าสี่ดวงการคำนวณสามารถใช้ดาวเทียมที่ดีที่สุดสี่ดวงหรือมากกว่าสี่ดวงพร้อมกัน (สูงสุดถึงดาวเทียมที่มองเห็นได้ทั้งหมด) ขึ้นอยู่กับจำนวนช่องสัญญาณความสามารถในการประมวลผลและการเจือจางทางเรขาคณิตของความแม่นยำ (GDOP) การใช้มากกว่าสี่ระบบเกี่ยวข้องกับระบบสมการที่กำหนดมากเกินไปโดยไม่มีคำตอบเฉพาะ ระบบดังกล่าวจะสามารถแก้ไขได้โดยอย่างน้อยสี่เหลี่ยมหรือถ่วงน้ำหนักวิธีสี่เหลี่ยมน้อย [150] ซ้ำทั้งสมการสำหรับดาวเทียมสี่ดวงหรือสมการกำลังสองน้อยที่สุดสำหรับมากกว่าสี่สมการนั้นไม่เป็นเชิงเส้นและต้องใช้วิธีการแก้ปัญหาพิเศษ วิธีการทั่วไปโดยการทำซ้ำในรูปแบบเชิงเส้นของสมการเช่นขั้นตอนวิธีการเกาส์นิวตัน GPS ได้รับการพัฒนาในขั้นต้นโดยสมมติว่าใช้วิธีการแก้ปัญหากำลังสองน้อยที่สุดที่เป็นตัวเลขกล่าวคือก่อนที่จะพบโซลูชันรูปแบบปิด รูปแบบปิดโซลูชันรูปแบบปิดหนึ่งสำหรับชุดสมการข้างต้นได้รับการพัฒนาโดย S. [151] [161]คุณสมบัติของมันเป็นที่รู้จักกันดี [70] [71] [162]โดยเฉพาะอย่างยิ่งผู้เสนออ้างว่ามันเหนือกว่าในสถานการณ์GDOPต่ำเมื่อเทียบกับวิธีการกำลังสองน้อยที่สุดแบบวนซ้ำ [161] วิธีการของ Bancroft เป็นพีชคณิตตรงข้ามกับตัวเลขและสามารถใช้ได้กับดาวเทียมตั้งแต่สี่ดวงขึ้นไป เมื่อใช้ดาวเทียมสี่ดวงขั้นตอนสำคัญคือการผกผันของเมทริกซ์ 4x4 และการแก้สมการกำลังสองตัวแปรเดียว วิธีการของ Bancroft มีวิธีแก้ปัญหาหนึ่งหรือสองวิธีสำหรับปริมาณที่ไม่รู้จัก เมื่อมีสองอย่าง (โดยปกติจะเป็นกรณีนี้) มีเพียงวิธีเดียวเท่านั้นที่เป็นทางออกที่สมเหตุสมผลใกล้โลก [151] เมื่อผู้รับใช้ดาวเทียมมากกว่าสี่ดวงในการแก้ปัญหา Bancroft จะใช้ตัวผกผันทั่วไป (กล่าวคือ pseudoinverse) เพื่อค้นหาวิธีแก้ปัญหา มีการสร้างกรณีที่วิธีการวนซ้ำเช่นวิธีการอัลกอริธึม Gauss – Newton สำหรับการแก้ปัญหากำลังสองน้อยที่ไม่เป็นเชิงเส้น (NLLS) ที่กำหนดมากเกินไปโดยทั่วไปจะให้คำตอบที่แม่นยำกว่า [163] Leick et al. (2015) กล่าวว่า "โซลูชันของ Bancroft (1985) เป็นโซลูชันที่เร็วมากหากไม่ใช่โซลูชันแรกในรูปแบบปิด" [164]วิธีแก้ปัญหารูปแบบปิดอื่น ๆ ได้รับการตีพิมพ์ในภายหลัง[165] [166]แม้ว่าการนำไปใช้ในทางปฏิบัติจะไม่ชัดเจน แหล่งที่มาและการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดการวิเคราะห์ข้อผิดพลาดของ GPS จะตรวจสอบแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดในผลลัพธ์ของ GPS และขนาดที่คาดไว้ของข้อผิดพลาดเหล่านั้น GPS ทำการแก้ไขข้อผิดพลาดของนาฬิกาตัวรับและเอฟเฟกต์อื่น ๆ แต่ข้อผิดพลาดที่เหลือบางส่วนยังคงไม่ได้รับการแก้ไข แหล่งที่มาของข้อผิดพลาด ได้แก่ การวัดเวลาที่มาถึงของสัญญาณการคำนวณตัวเลขผลกระทบของบรรยากาศ (ความล่าช้าของไอโอโนสเฟียร์ / โทรโพสเฟียร์) ข้อมูลเอเฟเมอริสและนาฬิกาสัญญาณมัลติพา ธ และสัญญาณรบกวนตามธรรมชาติ ขนาดของข้อผิดพลาดที่เหลือจากแหล่งที่มาเหล่านี้ขึ้นอยู่กับการเจือจางทางเรขาคณิตของความแม่นยำ ข้อผิดพลาดจากการประดิษฐ์อาจเป็นผลมาจากอุปกรณ์ติดขัดและคุกคามเรือและเครื่องบิน[167]หรือจากการลดลงของสัญญาณโดยเจตนาผ่านความพร้อมใช้งานที่เลือกซึ่ง จำกัด ความแม่นยำไว้ที่≈ 6–12 ม. (20–40 ฟุต) แต่ถูกปิดไปตั้งแต่วันที่ 1 พฤษภาคม 2000 . [168] [169] การเพิ่มความแม่นยำและการสำรวจการเสริมการรวมข้อมูลภายนอกเข้ากับกระบวนการคำนวณสามารถปรับปรุงความถูกต้องได้อย่างมีนัยสำคัญ ระบบเสริมดังกล่าวโดยทั่วไปมีการตั้งชื่อหรืออธิบายตามข้อมูลที่มาถึง ระบบบางระบบส่งข้อมูลข้อผิดพลาดเพิ่มเติม (เช่นนาฬิกาล่องลอยแมลงเม่าหรือความล่าช้าของไอโอโนสเฟียร์ ) ระบบอื่น ๆ ระบุลักษณะของข้อผิดพลาดก่อนหน้านี้ในขณะที่กลุ่มที่สามให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการนำทางหรือยานพาหนะ ตัวอย่างของระบบรวมถึงการเสริมWide Area เสริม System (WAAS) ยุโรป Geostationary นำร่องซ้อนทับบริการ (EGNOS) Differential GPS (DGPS) ระบบนำทางเฉื่อย (INS) และจีพีเอสช่วย ความแม่นยำมาตรฐานประมาณ 15 ม. (49 ฟุต) สามารถเพิ่มเป็น 3–5 ม. (9.8–16.4 ฟุต) ด้วย DGPS และถึง 3 ม. (9.8 ฟุต) ด้วย WAAS [170] การตรวจสอบที่แม่นยำความแม่นยำสามารถปรับปรุงได้ผ่านการตรวจสอบและการวัดสัญญาณ GPS ที่มีอยู่อย่างแม่นยำด้วยวิธีเพิ่มเติมหรือทางเลือกอื่น ข้อผิดพลาดที่ใหญ่ที่สุดที่เหลืออยู่มักจะเป็นความล่าช้าที่คาดเดาไม่ได้ผ่านชั้นบรรยากาศไอโอโนสเฟียร์ ยานอวกาศออกอากาศพารามิเตอร์แบบจำลองไอโอโนสเฟียร์ แต่ยังมีข้อผิดพลาดบางประการอยู่ นี่เป็นเหตุผลหนึ่งที่ยานอวกาศ GPS ส่งสัญญาณอย่างน้อยสองความถี่คือ L1 และ L2 ความล่าช้าของไอโอโนสเฟียร์เป็นฟังก์ชันที่กำหนดไว้อย่างดีของความถี่และปริมาณอิเล็กตรอนทั้งหมด (TEC) ตามเส้นทางดังนั้นการวัดความแตกต่างของเวลามาถึงระหว่างความถี่จึงกำหนด TEC และทำให้ความล่าช้าของไอโอโนสเฟียร์ที่แม่นยำในแต่ละความถี่ เครื่องรับทหารสามารถถอดรหัสรหัส P (Y) ที่ส่งทั้งบน L1 และ L2 โดยไม่ต้องคีย์ถอดรหัสก็ยังคงเป็นไปได้ที่จะใช้แบบไม่ใช้โค้ดเทคนิคเพื่อเปรียบเทียบ P (Y) โค้ดบน L1 และ L2 จะได้รับมากของข้อมูลข้อผิดพลาดเดียวกัน เทคนิคนี้ทำได้ช้าดังนั้นในปัจจุบันจึงมีให้บริการเฉพาะในอุปกรณ์สำรวจเฉพาะทางเท่านั้น ในอนาคตคาดว่าจะมีการส่งรหัสพลเรือนเพิ่มเติมในความถี่ L2 และ L5 จากนั้นผู้ใช้ทั้งหมดจะสามารถทำการวัดความถี่คู่และคำนวณข้อผิดพลาดการหน่วงเวลาไอโอโนสเฟียร์ได้โดยตรง รูปแบบที่สองของการตรวจสอบที่แม่นยำเรียกว่าCarrier-Phase Enhancement (CPGPS) สิ่งนี้จะแก้ไขข้อผิดพลาดที่เกิดขึ้นเนื่องจากการเปลี่ยนพัลส์ของPRNไม่ได้เกิดขึ้นในทันทีดังนั้นการดำเนินการสหสัมพันธ์ (การจับคู่ลำดับสัญญาณดาวเทียม - ตัวรับสัญญาณ) จึงไม่สมบูรณ์ CPGPS ใช้คลื่นพาหะ L1 ซึ่งมีระยะเวลาของซึ่งเป็นระยะเวลาบิตรหัส C / A Gold ประมาณหนึ่งในพันของ เพื่อทำหน้าที่เป็นสัญญาณนาฬิกาเพิ่มเติมและแก้ไขความไม่แน่นอน ข้อผิดพลาดความแตกต่างของเฟสใน GPS ปกติจะมีความคลุมเครืออยู่ที่ 2–3 ม. (6 ฟุต 7 นิ้ว – 9 ฟุต 10 นิ้ว) CPGPS ทำงานได้ภายใน 1% ของการเปลี่ยนแปลงที่สมบูรณ์แบบจะลดข้อผิดพลาดนี้ลงเหลือ 3 ซม. (1.2 นิ้ว) ของความคลุมเครือ โดยการกำจัดแหล่งที่มาของข้อผิดพลาดนี้ CPGPS ร่วมกับ DGPS โดยปกติจะตระหนักถึงความแม่นยำแน่นอนระหว่าง 20–30 ซม. (7.9–11.8 นิ้ว) Relative Kinematic Positioning (RKP) เป็นทางเลือกที่สามสำหรับระบบระบุตำแหน่งตาม GPS ที่แม่นยำ ในวิธีนี้การกำหนดสัญญาณช่วงสามารถแก้ไขได้ให้มีความแม่นยำน้อยกว่า 10 ซม. (3.9 นิ้ว) ทำได้โดยการแก้ไขจำนวนรอบที่เครื่องรับส่งและรับสัญญาณโดยใช้การรวมกันของข้อมูลการแก้ไขดิฟเฟอเรนเชียล GPS (DGPS) การส่งข้อมูลเฟสสัญญาณ GPS และเทคนิคการแก้ปัญหาความไม่ชัดเจนผ่านการทดสอบทางสถิติ - อาจใช้การประมวลผลจริง - เวลา (การวางตำแหน่งจลนศาสตร์แบบเรียลไทม์, RTK) การติดตามเฟสของผู้ให้บริการ (การสำรวจ)อีกวิธีหนึ่งที่ใช้ในการสำรวจแอปพลิเคชันคือการติดตามเฟสของผู้ให้บริการ ช่วงเวลาของความถี่พาหะคูณด้วยความเร็วแสงทำให้ความยาวคลื่นซึ่งอยู่ที่ประมาณ 0.19 ม. (7.5 นิ้ว) สำหรับพาหะ L1 ความแม่นยำภายใน 1% ของความยาวคลื่นในการตรวจจับขอบชั้นนำจะลดองค์ประกอบของข้อผิดพลาดหลอกให้เหลือเพียง 2 มม. (0.079 นิ้ว) สิ่งนี้เปรียบเทียบกับ 3 ม. (9.8 ฟุต) สำหรับรหัส C / A และ 0.3 ม. (1 ฟุต 0 นิ้ว) สำหรับรหัส P ความแม่นยำ 2 มม. (0.079 นิ้ว) ต้องการการวัดเฟสทั้งหมด - จำนวนคลื่นคูณด้วยความยาวคลื่นบวกกับความยาวคลื่นเศษส่วนซึ่งต้องใช้เครื่องรับที่มีอุปกรณ์พิเศษ วิธีนี้มีแอปพลิเคชันการสำรวจจำนวนมาก มีความแม่นยำเพียงพอสำหรับการติดตามการเคลื่อนที่ช้ามากของแผ่นเปลือกโลกแบบเรียลไทม์โดยทั่วไปคือ 0–100 มม. (0.0–3.9 นิ้ว) ต่อปี ความแตกต่างสามเท่าตามด้วยการหารูทตัวเลขและเทคนิคกำลังสองน้อยที่สุดสามารถประมาณตำแหน่งของตัวรับหนึ่งที่ได้รับตำแหน่งของอีกคนหนึ่ง ขั้นแรกให้คำนวณความแตกต่างระหว่างดาวเทียมจากนั้นระหว่างเครื่องรับและสุดท้ายระหว่างยุค คำสั่งอื่น ๆ ของการรับความแตกต่างนั้นใช้ได้เท่าเทียมกัน การอภิปรายโดยละเอียดเกี่ยวกับข้อผิดพลาดจะถูกละไว้ ระยะรวมของผู้ให้บริการดาวเทียมสามารถวัดได้ด้วยความไม่ชัดเจนเกี่ยวกับจำนวนรอบ ปล่อยแสดงเฟสของพาหะของดาวเทียมj ที่วัดโดยเครื่องรับiในเวลานั้น. สัญกรณ์นี้แสดงความหมายของตัวห้อยi, jและk ตัวรับสัญญาณ ( R ), โทรทัศน์ ( s ) และเวลา ( T ) มาตามลำดับตัวอักษรเป็นข้อโต้แย้งของ และเพื่อให้เกิดความสมดุลในการอ่านและความกระชับให้ เป็นตัวย่อที่กระชับ นอกจากนี้เรายังกำหนดสามฟังก์ชั่น:ซึ่งส่งคืนความแตกต่างระหว่างเครื่องรับดาวเทียมและจุดเวลาตามลำดับ แต่ละฟังก์ชันมีตัวแปรที่มีตัวห้อยสามตัวเป็นอาร์กิวเมนต์ ฟังก์ชันทั้งสามนี้กำหนดไว้ด้านล่าง ถ้าเป็นฟังก์ชันของอาร์กิวเมนต์จำนวนเต็มสามอาร์กิวเมนต์i, jและkดังนั้นจึงเป็นอาร์กิวเมนต์ที่ถูกต้องสำหรับฟังก์ชัน:ด้วยค่าที่กำหนดเป็น , และ .นอกจากนี้ถ้า เป็นอาร์กิวเมนต์ที่ถูกต้องสำหรับทั้งสามฟังก์ชันและaและbเป็นค่าคงที่ เป็นอาร์กิวเมนต์ที่ถูกต้องพร้อมค่าที่กำหนดเป็น , และ .ข้อผิดพลาดของนาฬิการับสามารถกำจัดได้โดยประมาณโดยการทำให้เฟสที่วัดจากดาวเทียม 1 แตกต่างจากดาวเทียม 2 ในช่วงเวลาเดียวกัน [171]ความแตกต่างนี้ถูกกำหนดให้เป็น ความแตกต่างสองเท่า[172]คำนวณความแตกต่างของความแตกต่างของดาวเทียมของเครื่องรับ 1 จากของเครื่องรับ 2 ซึ่งจะช่วยขจัดข้อผิดพลาดของนาฬิกาดาวเทียมได้โดยประมาณ ความแตกต่างสองเท่านี้คือ: ความแตกต่างสามเท่า[173]ลบความแตกต่างของผู้รับจากเวลา 1 จากเวลา 2 ซึ่งช่วยขจัดความคลุมเครือที่เกี่ยวข้องกับจำนวนอินทิกรัลของความยาวคลื่นในเฟสพาหะหากความคลุมเครือนี้ไม่เปลี่ยนแปลงตามเวลา ดังนั้นผลลัพธ์ที่แตกต่างสามเท่าช่วยขจัดข้อผิดพลาดอคติของนาฬิกาและความไม่ชัดเจนของจำนวนเต็ม ความล่าช้าของบรรยากาศและความผิดพลาดของดาวเทียมลดลงอย่างมีนัยสำคัญ ความแตกต่างสามประการนี้คือ: สามารถใช้ผลลัพธ์ความแตกต่างสามเท่าเพื่อประมาณตัวแปรที่ไม่รู้จัก ตัวอย่างเช่นหากทราบตำแหน่งของตัวรับ 1 แต่ไม่ทราบตำแหน่งของตัวรับ 2 อาจเป็นไปได้ที่จะประมาณตำแหน่งของตัวรับ 2 โดยใช้การหารากที่เป็นตัวเลขและกำลังสองน้อยที่สุด ผลลัพธ์ความแตกต่างสามเท่าสำหรับคู่เวลาอิสระสามคู่อาจเพียงพอที่จะแก้ปัญหาสำหรับองค์ประกอบตำแหน่งทั้งสามของตัวรับ 2 ซึ่งอาจต้องใช้ขั้นตอนเชิงตัวเลข [174] [175]การประมาณตำแหน่งของผู้รับ 2 จำเป็นต้องใช้วิธีการเชิงตัวเลขดังกล่าว ค่าเริ่มต้นนี้สามารถระบุได้จากข้อความการนำทางและจุดตัดของพื้นผิวทรงกลม การประมาณที่สมเหตุสมผลดังกล่าวสามารถเป็นกุญแจสำคัญในการค้นหารูทหลายมิติที่ประสบความสำเร็จ การวนซ้ำจากคู่เวลาสามคู่และค่าเริ่มต้นที่ค่อนข้างดีจะสร้างผลลัพธ์ความแตกต่างสามเท่าที่สังเกตได้สำหรับตำแหน่งของผู้รับ 2 การประมวลผลคู่เวลาเพิ่มเติมสามารถปรับปรุงความแม่นยำการกำหนดคำตอบมากเกินไปด้วยวิธีแก้ปัญหาที่หลากหลาย กำลังสองน้อยที่สุดสามารถประมาณระบบที่กำหนดมากเกินไป กำลังสองน้อยที่สุดกำหนดตำแหน่งของตัวรับ 2 ที่เหมาะกับผลลัพธ์ความแตกต่างสามเท่าที่สังเกตได้สำหรับตัวรับ 2 ตำแหน่งภายใต้เกณฑ์การลดผลรวมของกำลังสองให้น้อยที่สุด ปัญหาเกี่ยวกับคลื่นความถี่ที่เกี่ยวข้องกับเครื่องรับ GPSในสหรัฐอเมริการับ GPS ถูกควบคุมภายใต้Federal Communications Commission 's (FCC) ส่วนที่ 15กฎ ตามที่ระบุไว้ในคู่มือของอุปกรณ์ที่เปิดใช้งาน GPS ที่จำหน่ายในสหรัฐอเมริกาในฐานะอุปกรณ์ส่วนที่ 15 อุปกรณ์ "ต้องยอมรับการรบกวนใด ๆ ที่ได้รับรวมถึงสัญญาณรบกวนที่อาจก่อให้เกิดการทำงานที่ไม่ต้องการ" [176] ในส่วนที่เกี่ยวกับอุปกรณ์ GPS โดยเฉพาะ FCC ระบุว่าผู้ผลิตเครื่องรับ GPS "ต้องใช้เครื่องรับที่เลือกปฏิบัติอย่างสมเหตุสมผลกับการรับสัญญาณนอกคลื่นความถี่ที่จัดสรร" [177]ในช่วง 30 ปีที่ผ่านมาเครื่องรับ GPS ทำงานถัดจากวงบริการดาวเทียมเคลื่อนที่และเลือกปฏิบัติกับการรับบริการดาวเทียมเคลื่อนที่เช่น Inmarsat โดยไม่มีปัญหาใด ๆ คลื่นความถี่ที่จัดสรรสำหรับการใช้งาน GPS L1 โดย FCC คือ 1559 ถึง 1610 MHz ในขณะที่คลื่นความถี่ที่จัดสรรสำหรับการใช้งานจากดาวเทียมสู่พื้นดินที่เป็นของ Lightsquared คือแถบบริการดาวเทียมเคลื่อนที่ [178]ตั้งแต่ปี 1996 เอฟซีได้มีการใช้อำนาจที่ได้รับอนุญาตของสเปกตรัมเพื่อนบ้านวงจีพีเอสของ 1525-1559 MHz กับเวอร์จิเนียบริษัทLightSquared เมื่อวันที่ 1 มีนาคม 2544 FCC ได้รับแอปพลิเคชันจากMotient Services รุ่นก่อนของ LightSquared เพื่อใช้ความถี่ที่จัดสรรไว้สำหรับบริการดาวเทียม - ภาคพื้นดินในตัว [179]ในปี 2002 สภาอุตสาหกรรม GPS ของสหรัฐอเมริกาได้ทำข้อตกลงกับ LightSquared แบบนอกวง (OOBE) เพื่อป้องกันการส่งสัญญาณจากสถานีที่ใช้ภาคพื้นดินของ LightSquared จากการส่งสัญญาณไปยังย่านความถี่ GPS ที่อยู่ใกล้เคียงที่ 1559 ถึง 1610 MHz [180]ในปี 2004 FCC ได้นำข้อตกลง OOBE มาใช้ในการอนุญาตให้ LightSquared ใช้งานเครือข่ายภาคพื้นดินเสริมกับระบบดาวเทียมของพวกเขาซึ่งเรียกว่า Ancillary Tower Components (ATCs) - "เราจะอนุญาต MSS ATC ภายใต้เงื่อนไขที่ว่า ตรวจสอบให้แน่ใจว่าส่วนประกอบภาคพื้นดินที่เพิ่มเข้ามานั้นยังคงเป็นส่วนเสริมของข้อเสนอหลักของ MSS เราไม่ได้ตั้งใจและไม่อนุญาตให้ส่วนประกอบภาคพื้นดินกลายเป็นบริการแบบสแตนด์อะโลน " [181]การอนุญาตนี้ได้รับการตรวจสอบและได้รับการอนุมัติจากคณะกรรมการสหรัฐ Interdepartment วิทยุที่ปรึกษาซึ่งรวมถึงกระทรวงเกษตรของสหรัฐสหรัฐกองทัพอวกาศกองทัพสหรัฐสหรัฐอเมริกา Coast Guard , สหพันธ์บริหารการบิน , การบินแห่งชาติและการบริหารอวกาศ (นาซา) ของสหรัฐอเมริกา กรมมหาดไทยและสหรัฐอเมริกากรมการขนส่ง [182] ในเดือนมกราคม 2554 ลูกค้าขายส่งของ LightSquared ที่ได้รับอนุญาตตามเงื่อนไขของ FCC เช่นBest Buy , SharpและC Spireจะซื้อเฉพาะบริการที่ใช้ดาวเทียมในภาคพื้นดินแบบบูรณาการจาก LightSquared และขายบริการแบบบูรณาการนั้นใหม่บนอุปกรณ์ที่ติดตั้งเฉพาะ ใช้สัญญาณภาคพื้นดินโดยใช้ความถี่ที่จัดสรรของ LightSquared ที่ 1525 ถึง 1559 MHz [183]ในเดือนธันวาคม 2553 ผู้ผลิตเครื่องรับ GPS แสดงความกังวลต่อ FCC ว่าสัญญาณของ LightSquared จะรบกวนอุปกรณ์รับสัญญาณ GPS [184]แม้ว่าการพิจารณานโยบายของ FCC ที่นำไปสู่คำสั่งซื้อในเดือนมกราคม 2554 ไม่เกี่ยวข้องกับการเปลี่ยนแปลงจำนวนสูงสุดที่เสนอ ของสถานี LightSquared แบบภาคพื้นดินหรือกำลังสูงสุดที่สถานีเหล่านี้สามารถทำงานได้ คำสั่งซื้อในเดือนมกราคม 2554 ทำให้การอนุญาตขั้นสุดท้ายขึ้นอยู่กับการศึกษาปัญหาการรบกวนของ GPS ที่ดำเนินการโดยคณะทำงานที่นำโดย LightSquared พร้อมกับอุตสาหกรรม GPS และการมีส่วนร่วมของหน่วยงานของรัฐบาลกลาง เมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2555 FCC ได้เริ่มดำเนินการเพื่อยกเลิกคำสั่งสละเงื่อนไขของ LightSquared ตามข้อสรุปของ NTIA ว่าขณะนี้ยังไม่มีวิธีปฏิบัติในการลดสัญญาณรบกวน GPS ที่อาจเกิดขึ้นได้ ผู้ผลิตเครื่องรับสัญญาณ GPS ออกแบบเครื่องรับ GPS ให้ใช้คลื่นความถี่เกินกว่าย่านความถี่ที่กำหนดโดย GPS ในบางกรณีเครื่องรับ GPS ได้รับการออกแบบให้ใช้คลื่นความถี่สูงถึง 400 MHz ในทิศทางใดทิศทางหนึ่งของความถี่ L1 ที่ 1575.42 MHz เนื่องจากบริการดาวเทียมเคลื่อนที่ในภูมิภาคเหล่านั้นกำลังแพร่ภาพจากอวกาศสู่พื้นดินและในระดับพลังงานที่สอดคล้องกับบริการดาวเทียมเคลื่อนที่ . [185]ตามที่ควบคุมภายใต้กฎส่วนที่ 15 ของ FCC เครื่องรับ GPS ไม่ได้รับการรับประกันการป้องกันจากสัญญาณภายนอกสเปกตรัมที่ GPS จัดสรร [177]นี่คือสาเหตุที่ GPS ทำงานถัดจากแถบบริการดาวเทียมเคลื่อนที่และเหตุใดแถบบริการดาวเทียมเคลื่อนที่จึงทำงานถัดจาก GPS ความสัมพันธ์ทางชีวภาพของการจัดสรรคลื่นความถี่ช่วยให้มั่นใจได้ว่าผู้ใช้ของทั้งสองวงสามารถทำงานร่วมกันได้อย่างอิสระและเป็นอิสระ FCC นำกฎมาใช้ในเดือนกุมภาพันธ์ 2546 ที่อนุญาตให้ผู้รับใบอนุญาต Mobile Satellite Service (MSS) เช่น LightSquared สร้างเสารับสัญญาณภาคพื้นดินจำนวนเล็กน้อยในคลื่นความถี่ที่ได้รับอนุญาตเพื่อ "ส่งเสริมการใช้คลื่นความถี่ไร้สายภาคพื้นดินอย่างมีประสิทธิภาพมากขึ้น" [186]ในกฎปี 2003 FCC ระบุว่า "เป็นเรื่องเบื้องต้นภาคพื้นดิน [บริการวิทยุเคลื่อนที่เชิงพาณิชย์ (" CMRS ")] และ MSS ATC คาดว่าจะมีราคาความครอบคลุมการยอมรับและการจัดจำหน่ายผลิตภัณฑ์ที่แตกต่างกันดังนั้นทั้งสอง อย่างดีที่สุดดูเหมือนว่าบริการจะเป็นสิ่งทดแทนที่ไม่สมบูรณ์ซึ่งกันและกันซึ่งจะดำเนินงานในส่วนตลาดที่แตกต่างกันเป็นส่วนใหญ่ ... MSS ATC ไม่น่าจะแข่งขันโดยตรงกับ CMRS ภาคพื้นดินสำหรับฐานลูกค้าเดียวกัน ... " ในปี 2547 FCC ชี้แจงว่าอาคารที่ใช้พื้นดินจะเป็นสิ่งเสริมโดยสังเกตว่า "เราจะอนุญาต MSS ATC ภายใต้เงื่อนไขที่ทำให้มั่นใจได้ว่าส่วนประกอบภาคพื้นดินที่เพิ่มเข้ามานั้นยังคงเป็นส่วนเสริมของข้อเสนอหลักของ MSS เราไม่ได้ตั้งใจและเราจะไม่ อนุญาตให้ส่วนประกอบภาคพื้นดินกลายเป็นบริการแบบสแตนด์อะโลน " [181]ในเดือนกรกฎาคม 2553 FCC ระบุว่าคาดว่า LightSquared จะใช้อำนาจของตนในการนำเสนอบริการดาวเทียม - ภาคพื้นดินแบบบูรณาการเพื่อ "ให้บริการบรอดแบนด์มือถือที่คล้ายกับที่ให้บริการโดยผู้ให้บริการโทรศัพท์เคลื่อนที่ภาคพื้นดินและเพิ่มการแข่งขันในภาคบรอดแบนด์มือถือ" [187]ผู้ผลิตเครื่องรับสัญญาณ GPS โต้แย้งว่าคลื่นความถี่ 1525 ถึง 1559 MHz ที่ได้รับอนุญาตของ LightSquared ไม่เคยถูกมองว่าใช้สำหรับบรอดแบนด์ไร้สายความเร็วสูงตามคำวินิจฉัยของ FCC ATC ในปี 2003 และ 2004 ซึ่งระบุชัดเจนว่า Ancillary Tower Component (ATC) จะเป็น ในความเป็นจริงเป็นส่วนเสริมของส่วนประกอบดาวเทียมหลัก [188]เพื่อสร้างการสนับสนุนสาธารณะสำหรับความพยายามในการดำเนินการต่อการอนุญาต FCC สำหรับส่วนประกอบภาคพื้นดินของ LightSquared ในปี 2004 เทียบกับบริการ LTE บนพื้นดินที่เรียบง่ายในแถบบริการดาวเทียมเคลื่อนที่ บริษัทTrimble Navigationผู้ผลิตเครื่องรับ GPS จึงได้จัดตั้ง "กลุ่มความร่วมมือเพื่อช่วยเรา จีพีเอส." [189] FCC และ LightSquared ต่างให้คำมั่นสัญญาต่อสาธารณะในการแก้ไขปัญหาการรบกวนของ GPS ก่อนที่เครือข่ายจะได้รับอนุญาตให้ทำงาน [190] [191]ตามที่คริส Dancy ของเจ้าของอากาศยานและสมาคมนักบิน , นักบินสายการบินที่มีประเภทของระบบที่จะได้รับผลกระทบ "อาจจะไปปิดหลักสูตรและไม่ได้ตระหนักถึงมัน." [192]ปัญหายังอาจส่งผลกระทบต่อ Federal Aviation Administration ปรับการควบคุมการจราจรทางอากาศระบบสหรัฐอเมริกากระทรวงกลาโหมคำแนะนำและท้องถิ่นบริการฉุกเฉินรวม911 [192] เมื่อวันที่ 14 กุมภาพันธ์ 2555 FCC ได้ย้ายไปที่เครือข่ายบรอดแบนด์แห่งชาติที่วางแผนไว้ของ LightSquared หลังจากได้รับแจ้งจากNational Telecommunications and Information Administration (NTIA) ซึ่งเป็นหน่วยงานของรัฐบาลกลางที่ประสานคลื่นความถี่ที่ใช้สำหรับหน่วยงานทางทหารและหน่วยงานรัฐบาลกลางอื่น ๆ ว่า "มี ไม่มีวิธีที่เป็นประโยชน์ในการลดการรบกวนที่อาจเกิดขึ้นในขณะนี้ [193] [194] LightSquared กำลังท้าทายการกระทำของ FCC [ ต้องการการอัปเดต ] ระบบอื่น ๆเปรียบเทียบขนาดของวงโคจรของ GPS , GLONASS , กาลิเลโอ , Beidou-2และ อิริเดียมกลุ่มดาวที่ สถานีอวกาศนานาชาติที่ กล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิและ วงโคจร (และของ วงโคจรสุสาน ) กับ เข็มขัดรังสีแวนอัลเลนและ โลกขนาด [a] ดวงจันทร์โคจร 's เป็นรอบ 9 ครั้งมีขนาดใหญ่เป็นวงโคจร [b] (ใน ไฟล์ SVGวางเมาส์เหนือวงโคจรหรือป้ายกำกับเพื่อไฮไลต์คลิกเพื่อโหลดบทความ) ระบบนำทางด้วยดาวเทียมที่มีชื่อเสียงอื่น ๆ ที่ใช้งานอยู่หรือสถานะการพัฒนาต่างๆ ได้แก่ :
ดูสิ่งนี้ด้วย
หมายเหตุ
อ้างอิง
อ่านเพิ่มเติม
ลิงก์ภายนอก
หน่วยงานใดเป็นผู้ออกแบบและจัดสร้างระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก (GPS)ซึ่งถ้าแปลให้ตรงตัวแล้วคือ “ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก” ระบบนี้ได้พัฒนาขึ้นโดยกระทรวงกลาโหม ประเทศสหรัฐอเมริกา ซึ่งจัดทำโครงการ Global Positioning System มาตั้งแต่ปี พ.ศ. 2521 โดยอาศัยดาวเทียมและระบบคลื่นวิทยุนำร่อง และรหัสที่ส่งมาจากดาวเทียม NAVSTAR จำนวน 24 ดวง โดยแบ่งเป็นชุด ชุดละ 4 ดวงโดยทำการโคจรอยู่รอบโลกวันละ 2 ...
ข้อใดคือส่วนประกอบของระบบกำหนดตำแหน่งบนโลก (GPS)ระบบดาวเทียมจีพีเอสประกอบด้วยส่วนประกอบ 3 ส่วนหลัก คือ ส่วนอวกาศ (Space segment) ส่วนควบคุม (Control segment) และส่วนผู้ใช้ (User segment) โดยในแต่ละส่วนมีความสัมพันธ์กันดังนี้ ส่วนควบคุมจะมีสถานีติดตามภาคพื้นดินที่กระจายอยู่บนพื้นโลกเพื่อคอยติดตามการเคลื่อนที่ของดาวเทียม ทำให้สามารถคำนวณวงโคจรและตำแหน่งของดาวเทียมที่ ...
ข้อใดคือระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลกระบบกําหนดตําแหนงบนโลก (Global Positioning System: GPS) ระบบกําหนดตําแหนงบนโลก เปนระบบนํารองที่ใชในการหาคาพิกัดตําแหนง โดยอาศัย คลื่นวิทยุจากดาวเทียม NAVSTAR (Navigation Satellite Timing and Ranging) จํานวน 24 ดวงที่โคจร อยูเหนือพื้นโลก สามารถใชในการหาตําแหนงบนพื้นโลกไดตลอด 24 ชั่วโมงที่ทุกๆ จุดบนผิวโลก
ระบบระบุตำแหน่งบนพื้นโลก (Global Positioning System : GPS) ใช้เทคโนโลยีในข้อใดระบบการหาตำแหน่งทั่วโลก หรือ GPS (Global Positioning System) คือระบบการนำทางด้วยดาวเทียมซึ่งประกอบด้วยดาวเทียมอย่างน้อย 24 ดวง GPS สามารถปฏิบัติการได้ในทุกสภาพอากาศ ทุกที่ในโลก ตลอด 24 ชั่วโมงต่อวัน และไม่มีค่าลงทะเบียนหรือค่าธรรมเนียมในการตั้งค่า กระทรวงกลาโหมสหรัฐ (USDOD) แต่เดิมปล่อยดาวเทียมให้โคจรสำหรับการปฏิบัติ ...
|