Rys.2.Rzeczywiste wyznaczanie pozycji przez GPS

 

gdzie:

Dtc - czas proporcjonalny do odległości odbiornik-satelita;

Dtp - różnica wskazań czasu przez zegar na satelicie i  zegar
w odbiorniku (odchyłka zegara w odbiorniku od czasu systemu UTC);

Dtj - opóźnienie sygnału w jonosferze;

Dtt - opóźnienie sygnału w troposferze,

Dtr - opóźnienie sygnału spowodowane przez inne czynniki takie jak nierównomierny obrót Ziemi, efekty relatywistyczne, wielotorowość sygnału, a także celowo wprowadzane zakłócenia dla obniżenia dokładności powszechnie dostępnego sygnału.

 

W związku z powyższym zamiast jednego punktu, w którym znajduje się odbiornik otrzymujemy  trzy punkty przecięcia się linii pseudoodległości (rys. 2).

Różnica w działaniu zegarów Dtz traktowana jako dodatkowa niewiadoma, którą można określić na podstawie pomiaru odległości do trzeciego satelity
w przypadku dwuwymiarowym lub czwartego satelity w przypadku trójwymiarowym.

Przy założeniu, że błąd zegara jest taki sam dla każdego z satelitów otrzymujemy układ trzech (dla przypadku dwuwymiarowego) lub czterech (dla przypadku trójwymiarowego) równań nieliniowych w których niewiadomymi są odpowiednio (x, y, Dtz ) lub (x, y, z, Dtz ). Dla szybkiego rozwiązania tego układu stosuje się wyspecjalizowane metody numeryczne oparte na linearyzacjach lub rekurencyjnym wykorzystaniu filtru Kalmana.

Podejście takie pozwala na zastosowanie w odbiorniku zegara znacznie niższej klasy od umieszczonego na satelitach, co obniża cenę odbiornika.

Pozostałe błędy pomiaru czasu koryguje się wykorzystując odpowiednie zależności matematyczne, które implementuje się w odbiornikach.

W niektórych odbiornikach GPS wyższej klasy obliczana jest także prędkość obiektu na podstawie pomiaru względnych prędkości odbiornika i satelity.