3.2.1 Sai sơ quỹ đáo veơ tinh
Các veơ tinh GPS bay ở đoơ cao trung bình vào khoạng 20200 km trong 6 maịt phẳng quỹ
đáo khác nhau và nghieđng với maịt phẳng xích đáo moơt gĩc vào khoạng 550. Chuyeơn đoơng
cụa veơ tinh xung quanh trái đât tuađn theo các định luaơt cơ hĩc coơ đieơn và định luaơt ván vaơt hâp dăn cụa Newton. Chuyeơn đoơng này được mođ tạ bởi 3 định luaơt chuyeơn đoơng cụa Kepler và được xác định bởi 16 thođng sơ quỹ đáo.
Ngồi chịu lực hâp dăn cụa trường trĩng lực trái đât veơ tinh GPS cịn chịu sự tác đoơng cụa bức xá maịt trời, lực hâp dăn cụa maịt trời, maịt traíng, và các thieđn theơ khác. Do veơ tinh chịu nhieău tác đoơng từ các lực khác nhau trong hành trình cụa nĩ neđn vieơc thiêt laơp mođ hình đoơng hĩc mođ tạ chuyeơn đoơng cụa veơ tinh được thực hieơn rât phức táp và khĩ khaín. Veơ tinh chuyeơn đoơng trong khođng gian khođng đơn thuaăn chư chịu sự tác đoơng cụa trĩng trường trái đât mà cịn chịu các tác đoơng nhieêu lốn cụa các thieđn theơ trong vũ trú do đĩ vieơc laơp mođ hình chính xác là đieău khĩ cĩ theơ.
perturbing r GM a r r 3 Trong đĩ: ( 3 r GMr
) là gia tơc với mođ hình khơi lượng cụa trái đât được xem như moơt chât đieơm.
aperturbing là hợp gia tơc cụa tât cạ các lực nhieêu lốn.
Với cođng ngheơ ở vào naím 1987 người ta cĩ theơ hán chê sai sơ trung bình cụa quỹ đáo veơ tinh vào khoạng 20 met cá bieơt cĩ theơ vào khoạng 80 met.
3.2.1.1 Sai sơ trong vieơc ước lượng quỹ đáo veơ tinh
Vieơc xác định sai sơ lịch thieđn vn cụa veơ tinh là vân đeă khĩ khn nhât. Các sai sơ do đoăng hoă hồn tồn được cại tiên hoaịc các ạnh hưởng ngồi ý mn cụa chúng sẽ được hán chê hoaịc lối bỏ phaăn lớn, ví dú, baỉng cách quan sát veơ tinh đoăng thời từ 2 máy thu trở leđn và sử dúng các sơ đo hieơu sơ. Tuy nhieđn, đeơ giạm thieơu được các sai sơ lịch thieđn vn địi hỏi phại cĩ moơt ước lượng tơt hơn veă quỹ đáo. Q trình chưnh lý lịch thieđn vn thường gaịp khĩ khn trong vieơc thiêu kiên thức veă các lực tác đoơng leđn veơ tinh vì khođng theơ đo trực tiêp và đaăy đụ các lực này từ các vị trí theo dõi tređn maịt đât.
những sai sơ tới 80m. Khi hồn thành heơ thơng lưới theo dõi vaơn hành (operational tracking network) cĩ theơ trođng đợi chât lượng lịch thieđn vn phát sĩng sẽ được tiên tới mức đát đoơ chính xác vị trí veơ tinh khoạng 5m, với sai sơ cá bieơt 10m.
Trong phép định vị tương đơi, ạnh hưởng cụa các sai sơ heơ thơng tređn moơt quỹ đáo cú theơ cĩ theơ được lối bỏ hoaịc giạm thieơu phaăn lớn baỉng cách lây hieơu các trị sơ đo đoăng thời tái hai hay nhieău hơn hai vị trí máy thu tới cùng những veơ tinh như nhau. Đađy chính là phương pháp phoơ biên đên nay văn thường dùng như moơt phương pháp khác đeơ laơp mođ hình quỹ đáo chính xác. Như đã từng giới thieơu, trong phương pháp này, moơt sai sơ quỹ đáo khoạng 20m sẽ gađy ra moơt sai sơ chừng 1ppm trong phép giại đoơ dài vector đường đáy.
3.2.1.2 Sai sơ bạn lịch phát tín cụa moơt sơ nhà cung câp
Dữ lieơu veă bạn lịch chứa các thođng sơ quỹ đáo lieđn quan tới moêi veơ tinh. Các thođng sơ quỹ đáo này được máy thu dùng đeơ xác định tố đoơ veơ tinh trong khođng gian tái thời đieơm mà máy thu thực hieơn quan traĩc.
Bạn lịch mà máy thu nhaơn được là bạn lịch được phát quạng bá tređn tín hieơu L1. Đađy là bạn lịch chứa các thođng sơ đeơ xác định tố đoơ veơ tinh trong thời gian 2 giờ dựa tređn tố đoơ cụa các veơ tinh tređn quỹ đáo tái thời đieơm trước đĩ. Boơ thođng sơ quỹ đáo là những thođng sơ dự đốn được tính tái trám đieău khieơn chụ dựa tređn các thođng tin veă quỹ đáo thực cụa veơ tinh mà các trám đieău khieơn hoê trợ quan traĩc trong khoạng thời gian trước đĩ gởi đên.
Bạn lịch này được tính lái và caơp nhaơt mới sau moêi hai giờ. Vieơc xác định vị trí veơ tinh theo bạn lịch này sẽ thiêu chính xác và từ đĩ sẽ dăn đên tố đoơ máy thu tính được sẽ thiêu chính xác.
Đơi với các ứng dúng phi thời gian thực hay cịn gĩi là các kieơu định vị xử lý sau: khaĩc phúc sai sơ từ bạn lịch baỉng cách dùng các bạn lịch chính xác cĩ được từ các nhà cung câp tređn thê giới. Các lối mã này được tính tốn từ dữ lieơu thực thođng qua moơt sơ trám quan traĩc tređn maịt đât.
3.2.2 Sai sơ từ đoăng hoă veơ tinh
Các sơ đo GPS lieđn quan maơt thiêt với những phép đo thời gian chính xác. Các veơ tinh GPS truyeăn đi thời gian baĩt đaău phát thođng đieơp đã được mã hĩa rieđng cụa chúng. Máy thu đo thời gian chính xác khi thu moêi tín hieơu, vì vaơy người ta cĩ theơ tính được sơ đo cụa cự ly hướng tới veơ tinh nhờ thời gian trođi qua keơ từ lúc phát sĩng đên lúc thu sĩng veơ tinh. Nhưng đieău này được thực hieơn theo giạ thiêt cạ 2 đoăng hoă veơ tinh và máy thu đeău cháy theo cùng moơt thời gian. Bât kỳ moơt trị cheđnh leơch nào veă thời gian cũng trở thành sai sơ cự ly tương đương tređn máy thu (user equivalent range error) sau khi nhađn với vaơn tơc ánh sáng. Cĩ theơ thây 1 micro giađy thiêu đoăng boơ giữa 2 đoăng hoă veơ tinh và máy thu cĩ theơ gađy neđn moơt đoơ leơch cự ly vào khoạng 300m.
Các veơ tinh GPS được trang bị cạ 2 lối chuaơn taăn sơ nguyeđn tử rubidium và cesium. Mođi trường khođng gian rât tơt với đoăng hoă, những đoăng hoă được cháy moơt cách tự nhieđn và leơch ra khỏi heơ thơng thời gian GPS tieđu chuaơn (càng ít nhađn tơ ạnh hưởng đên đoăng hoă thì đoơ chính xác càng cao). Toơng thời gian cheđnh leơch được yeđu caău khoạng 1 micro giađy. Tuy nhieđn vieơc chê táo những đoăng hoă này thường được theo dõi rât caơn thaơn và toơng thời
gian đoơ leơch thường được biêt moơt cách chính xác và được được phát đi kèm trong thođng đieơp phát sĩng dưới dáng các heơ sơ cụa moơt đa thức baơc hai:
dt = ao + a1(t - to) + a2(t - to)2
Trong đĩ:
t0 là thời đieơm tham chiêu nào đĩ
ao là haỉng sơ cheđnh leơch thời gian (time offset) các đoăng hoă veơ tinh a1 là heơ sơ cheđnh leơch taăn sơ thành phaăn (fractional frequency offset) a2 là heơ sơ trođi dát taăn sơ thành phaăn (fractional frequency drift)
Đođi khi trong những tình hng đoơt xt, do sự thay đoơi nhieơt đoơ, các đoăng hoă veơ tinh cũng theơ hieơn những đoơ leơch baơc cao, nhưng trong moơt đốn thời gian ngaĩn thì được xem là khođng cĩ. Tính đoăng boơ giữa các đoăng hoă veơ tinh được giữ trong khoạng 20 nano giađy baỉng cách hieơu chưnh thời gian phát sĩng, cịn thời gian GPS thì được đoăng boơ với thời gian UTC trong khoạng nano giađy.
Đoơ trođi đoăng hoă nguyeđn tử veơ tinh gađy ra các đoơ leơch veă thời gian mà đoăng hoă gởi veă cho máy thu và làm cho chu kỳ dao đoơng noơi tređn veơ tinh thay đoơi. Các thođng sơ hieơu chưnh đoơ trođi đoăng hoă veơ tinh cũng được trám giám sát chụ dự đốn và được phát đi kèm với các thođng sơ veă quỹ đáo veơ tinh.
Sai sơ do đoơ trođi đoăng hoă veơ tinh cĩ theơ được hieơu chưnh theo các phương pháp sau: Trường hợp định vị đieơm, sai sơ này cĩ theơ được lối bỏ baỉng cách sử dúng các thođng sơ hieơu chưnh đoăng hoă trong IGS (xử lý sau) hoaịc trong bạn lịch quạng bá (xử lý thời gian thực). Trường hợp định vị tương đơi, phương trình hieơu đơn giữa các trị đo khoạng cách giạ hoaịc pha sĩng mang đụ lối bỏ được tồn boơ nguoăn sai sơ do đoơ trođi đoăng hoă veơ tinh gađy ra.
3.2.3 Chính sách S/A(Selective Availibility) và A/S (Anti-Spoofing)
Chính sách S/A làm suy giạm tín hieơu veơ tinh nhaỉm gađy ra sai sơ vị trí. Đieău này được thực hieơn baỉng cách làm nhieêu lốn đoăng hoă veơ tinh và làm leơch các quỹ đáo cụa veơ tinh. Aûnh hưởng cụa chính sách S/A cĩ theơ lối bỏ baỉng kỹ thuaơt định vị vi sai. A/S được thiêt laơp baỉng cách thay đoơi mã Y cho mã P đeơ cho phép chư những máy thu cĩ maơt mã mới cĩ quyeăn truy caơp. Tuy nhieđn, moơt sơ nhà sạn xt máy thu GPS cĩ theơ khaĩc phúc được khĩ khaín này.