Quanto è accurato il posizionamento GPS?

Dipende. I satelliti GPS trasmettono i loro segnali nello spazio con una certa precisione, ma ciò che ricevi dipende da fattori aggiuntivi, tra cui la geometria del satellite, il blocco del segnale, le condizioni atmosferiche e le caratteristiche/qualità del design del ricevitore.

Ad esempio, gli smartphone abilitati GPS hanno generalmente una precisione entro un raggio di 4,9 m (16 piedi) a cielo aperto. Tuttavia, la loro precisione peggiora in prossimità di edifici, ponti e alberi.

Gli utenti di fascia alta migliorano la precisione del GPS con ricevitori a doppia frequenza e/o sistemi di potenziamento. Questi possono consentire il posizionamento in tempo reale entro pochi centimetri e misurazioni a lungo termine a livello millimetrico.

Molte cose possono ridurre la precisione del posizionamento GPS. Le cause comuni includono

• Blocco del segnale satellitare dovuto a edifici, ponti, alberi, ecc.

• Uso interno o sotterraneo

• Segnali riflessi da edifici o muri ('multipercorso')

• Cartoon di segnali GPS bloccati e riflessi dagli edifici

Cause molto meno comuni possono includere

• Interferenze radio o disturbi

• Grandi tempeste solari

• Manutenzione/manovre satellitari che creano lacune temporanee nella copertura

• Dispositivi progettati in modo improprio che non sono conformi alle specifiche dell'interfaccia GPS

In molti casi, l'hardware GPS di un dispositivo funziona correttamente, ma il software di mappatura è difettoso. Ad esempio, gli utenti vengono spesso ingannati

• Mappe disegnate in modo errato

• Attività commerciali etichettate erroneamente e altri punti di interesse

• Mancano strade, edifici, comunità, ecc.

• Indirizzi stradali stimati erroneamente

Il governo si impegna a fornire il GPS ai livelli di precisione specificati nello standard di prestazione del servizio di posizionamento standard GPS (SPS).

Gli impegni in materia di precisione non si applicano ai dispositivi GPS, ma piuttosto ai segnali trasmessi nello spazio. Ad esempio, il governo si impegna a trasmettere il segnale GPS nello spazio con un errore di portata utente medio globale giornaliero (URE) di ≤ 2,0 m (6,6 piedi), con una probabilità del 95%, su tutti i satelliti sani negli slot delle costellazioni. Le prestazioni effettive sono in genere molto migliori. Il 20 aprile 2021, l'URE medio globale su tutti i satelliti era ≤0,643 m (2,1 piedi), nel 95% dei casi.

Per essere chiari, URE non è la precisione dell’utente. La precisione dell'utente dipende da una combinazione di geometria satellitare, URE e fattori locali quali blocco del segnale, condizioni atmosferiche e caratteristiche/qualità del progetto del ricevitore.

Il programma di modernizzazione del GPS in corso migliorerà ulteriormente la precisione per gli utenti civili e militari.

Come per il posizionamento, la precisione della velocità del GPS dipende da molti fattori.

Il governo fornisce al segnale GPS nello spazio un errore di tasso di portata utente medio globale (URRE) di ≤ 0,006 m/sec su qualsiasi intervallo di 3 secondi, con una probabilità del 95%.

Questa misura deve essere combinata con altri fattori fuori dal controllo del governo, tra cui la geometria del satellite, il blocco del segnale, le condizioni atmosferiche e le caratteristiche/qualità di progettazione del ricevitore, per calcolare la precisione della velocità di un particolare ricevitore.

Il trasferimento dell'ora tramite GPS è un metodo comune per sincronizzare orologi e reti con il Tempo Coordinato Universale (UTC). Il governo distribuisce l'UTC come mantenuto dall'Osservatorio navale degli Stati Uniti (USNO) tramite il segnale GPS nello spazio con una precisione di trasferimento temporale relativa all'UTC (USNO) di ≤30 nanosecondi (miliardesimi di secondo), il 95% delle volte. Questo standard di prestazione presuppone l'uso di un ricevitore specializzato per il trasferimento del tempo in una posizione fissa.

L'utilizzo di due frequenze GPS migliora la precisione correggendo le distorsioni del segnale causate dall'atmosfera terrestre. Le apparecchiature GPS a doppia frequenza sono disponibili in commercio per uso civile, ma il loro costo e le loro dimensioni le hanno limitate alle applicazioni professionali.