Định vị pha vi sai được sử dụng chủ yếu ở các ngành công nghiệp liên quan đến khảo sát trắc địa để có được vị trí tương đối chính xác từ 5-50mm (0.25-2.5 inch). Các kỹ thuật được sử dụng khác với kỹ thuật được mô tả trước đây và bao gồm nhiều sự phân tích thống kê.
Đó là một kỹ thuật vi sai với nghĩa cực tiển hóa hai thiết bị nhận GPS được sử dụng đồng thời. Đây là một trong những điểm tương tự với phương pháp hiệu chỉnh mã vi sai được mô tả trong phần 2.2.2.
Thiết bị nhận tham chiếu luôn luôn được đặt tại vị trí cố định hoặc tọa độ đã biết. Các thiết bị khác được đặt tự do xung quanh nó. Theo cách đó chúng được biết như là các thiết bị nhận xung quanh-Rover Receivers. Vạch ranh giới giữa thiết bị tham chiếu và thiết bị liên quan sẽ được tính toán.
Các kỹ thuật cơ bản vẫn là như các kỹ thuật đã đề cập trong phần trước, - đo khoảng cách đến bốn vệ tinh và tính toán vị trí những khoảng cách đó.
Sự khác biệt lớn đó là trong cách tính toán khoảng cách.
2.2.3.1. Pha sóng mang, mã C/A và mã P
Tại thời điểm này, rất thích hợp để chúng ta định nghĩa các thành phần của tín hiệu GPS.
Pha sóng mang. Sóng hình sin của tín hiệu L1 hoặc L2 được tạo ra bởi các vệ tinh. Sóng mang L1 được phát ra từ tần số 1575.42MHz, Sóng mang L2 được phát ra tại tần số 1.227,6 MHz.
Mã C/A hay mã thô được điều biên trên sóng mang L1 tại tần số 1.023Mhz. Mã P hay mã tinh được điều biên trên sóng mang L1 và L2 tại tần số 10.23 Mhz. Chúng ta có thể tham khảo tại hình 2.1. Vậy việc điều biên nghĩa là gì?
Hình 2.1 Điều biên sóng mang.
Các sóng mang được thiết kế để mang mã nhị phận C/A và mã P trong một tiến trình được biết đến là điều biên. Điều biên tức là những mã được thêm vào sóng mang, những mà là nhị phân nên chúng chỉ có các giá trị 1 hoặc -1. Mỗi khi giá trị thay đổi chúng sẽ làm thay đổi trong pha của sóng mang.
2.2.3.2. Tại sao phải sử dụng pha sóng mang?
Pha sóng mang được sử dụng bởi vì nó có thể cung cấp nhiều phép đo chính xác hơn cho vệ tinh so với sử dụng mã C/A hay mã P. Sóng mang L1 có bước sóng là 19.4m. Nếu chúng ta có thể đo được số lượng bước sóng(toàn bộ và những phần nhỏ) giữa vệ tinh và thiết bị nhận ta có thể tính toán được khoảng cách rất chính xác đến vệ tinh.
2.2.3.3. Sự khác biệt kép-Double Differencing
Phần lớn các lỗi phát sinh khi tiến hành tự định vị là do sự không hoàn chỉnh về đồng hồ của thiết bị nhận và vệ tinh. Một cách để vượt qua lỗi này là sử dụng một kỹ thuật được biết đến như là Double Differencing-sự khác biệt kép.
Nếu hai thiết bị nhận GPS thực hiện việc đo khoảng cách tới hai vệ tinh khác nhau, bỏ qua sự chênh lệnh đồng hồ giữa thiết bị nhận và vệ tinh, loại bỏ bất kỳ nguồn lỗi có thể ảnh hưởng đến phương trình.
Hình 2.2 Sự khác biệt kép
2.2.3.4. Sự nhập nhằng và giải quyết nhập nhằng
Sau khi loại bỏ lỗi đồng hồ bởi sự chênh lệch kép, toàn bộ số bước sóng của sóng mang cộng với số bước sóng giữa vệ tinh và ăng ten thiết bị nhận đã được xác định. Vấn đề là có rất nhiều 'bộ' số bước sóng đối với mỗi vệ tinh quan sát. Bởi thế giải pháp là nhập nhằng. Thống kê quá trình này có thể giải quyết vấn đề nhập nhằng và xác định được hầu hết các giải pháp có thể.
Sau đây là một giải thích tổng quát của vấn đề giải quyết sự nhập nhằng. Rất nhiều yếu tố phức tạp không được giải thích trong ví dụ này nhưng nó cung cấp một sự minh họa có ích.
Mã vi sai được sử dụng để thu được vị trí sấp xỉ. Vị trí thu được phải nằm trong vòng tròn trên hình vẽ.
Sóng tới từ một vệ tinh sẽ phủ cả trong và ngoài vòng tròn. Điểm định vị phải nằm trên các đường thẳng ở trong vòng tròn.
Khi có vệ tinh thứ hai xuất hiện thì điểm cần xác định sẽ nằm ở các giao điểm của các đường thẳng trong vòng tròn.
Và khi vệ tinh thứ tư xuất hiện thì các điểm có thể sẽ là giao của cả bốn tập đường thẳng.
Và khi vệ tinh thứ ba xuất hiện thì số điểm có thể được thu hẹp lại, nó là giao của cả ba tập đường thẳng trên.
Vì chòm sao vệ tinh thay đổi sẽ quay quanh một điểm, ta có thể phát hiện ra gần như chắc chắn vị trí cần xác định.