Pemancar
Sinyal GPS > Prinsip operasi

GPS bekerja dengan menghitung jarak antara penerima GPS dan beberapa satelit. Informasi yang diperlukan untuk menghitung posisi satelit yang ditransmisikan secara teratur ke penerima, berkat pengetahuan tentang jarak yang memisahkannya dari satelit, penerima dapat mengetahui koordinatnya.
Satelit GPS mengirimkan beberapa sinyal berkode, ke tujuan sipil atau militer. Sinyal sipil untuk penggunaan gratis sesuai dengan kode C/A, yang ditransmisikan pada operator 1575 MHz.
Pada pembawa ini, sinyal modulasi merupakan rangkaian hasil penambahan modulo 2 kode pseudo-random C/A pada 1 Mbit/s dan data pada 50 bit/s yang berisi ephemeris satelit dan informasi navigasi lainnya. Ini adalah kode C/A yang digunakan pada penerima melalui korelasi dengan sinyal yang diterima untuk menentukan momen transmisi yang tepat.
Transmisi referensi instan kode C/A ini dapat dimodulasi, sekali lagi dengan kode pseudo-acak, untuk menurunkan penentuan posisi tanah. Enkripsi ini disebut “ketersediaan selektif” (SA), yang meningkatkan presisi sistem dari sekitar 10 m menjadi 100 m. Ia ditinggalkan pada tahun 2000 di bawah tekanan dari pengguna sipil, dan karena pengembangan DGPS yang memberikan kompensasi besar terhadap hal tersebut. Namun kemungkinan ini selalu ada pada satelit. SA juga mencakup kemungkinan menurunkan informasi yang memungkinkan posisi satelit di orbitnya dihitung; itu belum pernah digunakan.
Satelit mengirimkan gelombang elektromagnetik (gelombang mikro) yang bergerak dengan kecepatan cahaya. Mengetahui hal ini, kita kemudian dapat menghitung jarak yang memisahkan satelit dari penerima dengan mengetahui waktu yang dibutuhkan gelombang untuk menempuh jalur ini.
Untuk mengukur waktu yang dibutuhkan gelombang untuk mencapainya, penerima GPS membandingkan waktu transmisi — termasuk dalam sinyal — dengan waktu penerimaan gelombang oleh penerima. Pengukuran ini, setelah dikalikan dengan kecepatan sinyal, menghasilkan jarak semu, sebanding dengan jarak, namun dipengaruhi oleh kesalahan dalam sinkronisasi jam satelit dan penerima, dan oleh degradasi seperti yang disebabkan oleh persilangan. suasana. Kesalahan jam dapat dimodelkan dalam periode yang cukup singkat dari pengukuran pada beberapa satelit.
Mengetahui posisi satelit pada saat transmisi sinyal, dan jarak semu yang diukur (mungkin dikoreksi untuk berbagai faktor yang terkait khususnya dengan perambatan gelombang), kalkulator penerima mampu menyelesaikan sistem persamaan yang empat yang tidak diketahui adalah posisi penerima (tiga tidak diketahui) dan offset jamnya sehubungan dengan waktu GPS. Perhitungan ini dapat dilakukan segera setelah kita melakukan pengukuran yang berkaitan dengan empat satelit; perhitungan dalam mode terdegradasi hanya dapat dilakukan dengan tiga satelit jika ketinggiannya diketahui; ketika lebih dari empat satelit terlihat (yang sering terjadi), sistem persamaan yang harus diselesaikan terlalu banyak: ketepatan perhitungan ditingkatkan, dan kesalahan posisi dan waktu dapat diperkirakan.
Ketepatan posisi yang diperoleh bergantung, semua hal dianggap sama, pada geometri sistem: jika semua satelit yang terlihat berada dalam kerucut observasi dengan bukaan sudut kecil, presisinya akan kurang baik dibandingkan jika satelit-satelit tersebut didistribusikan secara teratur dalam skala besar. kerucut. Efek geometri sistem pengukuran pada presisi dijelaskan oleh parameter: DOP (untuk "Pengenceran Presisi", dalam bahasa Prancis "attenuasi" atau "pengurangan presisi"): HDOP mengacu pada presisi horizontal, the TDOP untuk ketepatan waktu, VDOP untuk ketepatan ketinggian. Presisi yang diharapkan menjadi lebih baik karena DOPnya kecil.