GPS 系統雜談 -- 續篇: 增加定位精度的輔助系統

除了接收天線拜天公放好, 有沒有什麼可增加精度的輔助系統?

在上一篇雜談中, 有提到大概 GPS 是什麼東西了.
也有提到現行車機用到的輔助系統是陀螺儀+車速線.
其中要注意的是, 一個向量需要 "方向" 和 "長度(距離)",
所以陀螺儀搭配 GPS 系統時, 還是需要重要的前進速度(以便估算距離),
才有辦法組成一個完整的輔助系統.

所以, 手持型系統不能長時間大略平持, 常常機身翻來滾去的環境, 一點也不適合它;
不提供本身行進速度,或是無法提供相容行車速度訊號, 也不適合用它.
但若是哪天出了個能提供車速訊號的機車或腳踏車, 克服供電問題後,
當然也能替它們裝個 "車機".


除了這個麻煩的東西,  那還有沒有別的提昇精度的方法?

當然有, 那就是謎一般的名詞, WAAS
其實 WAAS 純指美國的系統, 歐洲和日本用的修正系統名字不同.
台灣能收到的 42 號和 50 號衛星, 是日本的 Multi-functional Satellite Augmentation System (MSAS).
它們都是 DGPS (差分定位, Differential Global Positioning System, 不是 "Digital"   ) 的一種,
目的是提供修正訊號, 用來使送來的 GPS 資料更加精確.


好吧, 到底這個東東是什麼? (為了方便, 下面都用 WAAS 代表了, 反正 MSAS 也是相同的東西)

因為天空的衛星, 有時會因為電子鐘或大氣等因素, 送出的資料會有誤差.
那怎麼辦? 就在地面上, 找幾個符合條件的地點, 設立幾個地面站 (WAAS 是25個).
當然這幾個地面站的座標, 都是經過嚴格量測且定位過的, 可以拿來當參考點.

這些地面站接收 GPS 衛星訊號後, 比對和本身位置的誤差 (當然這是簡化的說法),
將資料送到幾個地面主站. 再經計算後(當然這又是簡化說法 ),
由主站將修正訊號送上幾個同步軌道通訊衛星 (就是固定在頭上不會動的衛星),
再由這幾個衛星把修正訊號送回地面, GPS 接收器收到 WAAS 訊號後,
自然就能再將精度提高.

所以啦. 說穿了 WAAS 也就是一個縮小參考點距離的修正方式,

使用 WAAS (或是 MSAS.. 隨便啦) 訊號並不需要別的接收器, 也不用月租費喔.
因為送出修正訊號是同步軌道衛星, 所以在該衛星群涵蓋不到的範圍, 就算接收裝置把 WAAS 打開也沒用.
WAAS 的同步衛星當然也一併給地面站算過, 所以並不會再擴大誤差.
若是現在位置離地面參考站太遠, 有可能反而開了 WAAS 誤差會變大.

大概 WAAS 就是這種東西. 那台灣沒地面站, 開了 WAAS (其實收的是相容的日本 MSAS 衛星訊號) 有用嗎?
其實有用... 它的用處就好像在車上貼個 "競速專用" 就能提昇 50匹馬力的作用相同.

當然, DGPS 並不止有 WAAS, 還有不少付費的方法, 在此就不多做介紹.


那... 還有沒有別的提昇精度的方法?

有啊, 等下一代的衛星定位系統. (好比歐洲的 Galileo 系統.........).

---
最後, 有個小小的希望.
就是其實我也不是很懂, 所以儘量把它白話化.
希望一起補充資料的同好, 能夠用詞淺一點, 不要 google 後來個 copy-paste 結束,
這樣我相信不少人和我一樣會一頭霧水.
此外, 感謝拍郎給我盜連表情圖. 不過反正他對這篇也沒興趣, 抓不到的啦.