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DGPS (Differentialkorrekturen oder differentielle GPS-Korrekturen) können auf verschiedene Weise erreicht werden, verwenden aber im Wesentlichen die gleiche Technik.
Der größte Teil der Fehler in einer SPS-Messung kommt von der Tatsache, dass die Empfänger kann nicht wissen, wie die Geschwindigkeit des Satellitensignal beim Durchqueren der Ionosphäre beeinträchtigt wurde. Ein kleiner Anhaltspunkt ist, dass in der Navigationsnachricht einige Schätzungen enthalten sind, die es erlauben, die wahrscheinlichen Auswirkungen abzuschätzen, aber das sind nur Schätzungen. In der Praxis bedeutet dies, dass die Geschwindigkeit, mit der die Verzögerung multipliziert wird, nicht ganz korrekt ist, was wiederum bedeutet, dass die berechnete Pseudo-Reichweite ebenfalls falsch ist.
Die einzige Möglichkeit, dies zu berücksichtigen, besteht darin, zu messen, anstatt zu schätzen, wie die Geschwindigkeit des Signals auf seinem Weg durch die Atmosphäre beeinflusst wird. Hier kommt das Differential-GPS ins Spiel.
Eine separate GPS-Empfänger (Basisstation genannt) wird an einem vorher festgelegten Punkt aufgestellt und eingeschaltet. Da der Standort der Basisstation bereits mit großer Genauigkeit bekannt ist, kann die Basisstation die von ihrem eigenen GPS-Empfänger erzeugte Positionsmessung mit den bekannten Koordinaten vergleichen. Jede Abweichung bedeutet, dass die Signal von einem oder mehreren satelliten verzögert wird. Das System muss dann nur noch herausfinden, wie viel Korrektur auf jeden Satelliten angewendet werden muss, um die GPS-Positionsmessung zu korrigieren.
Sobald die Basisstation weiß, wie das Signal der einzelnen Satelliten korrigiert werden muss, kann sie diese Informationen an alle anderen GPS-Empfänger (oft Rover genannt) in der Umgebung weitergeben. Dies geschieht häufig über Funkmodems. Der Rover-Empfänger prüft, ob für die von ihm erfassten Satelliten Korrekturen verfügbar sind, und wendet diese gegebenenfalls an, um die Genauigkeit seiner Pseudo-Entfernungsmessungen zu verbessern, obwohl er sich nicht an einem bekannten Standort befindet.
Es gibt auch andere Möglichkeiten, DGPS zu nutzen. Anstatt eine eigene Basisstation zu verwenden (die Sie auf Ihrem Grundstück aufstellen), ist es möglich, differentielle Korrekturen über einen webbasierten Dienst und eine Datenverbindung zu empfangen. In diesem Fall ermittelt Ihr Empfänger (der Rover) seinen Standort auf die übliche Weise. Dann überträgt er seinen Standort an einen zentralen Server, der die nächstgelegene Referenzstation ermittelt und die Differenzkorrekturen von diesem Standort aus zurücksendet. Das Schöne an solchen Systemen ist, dass man von einem Ende des Landes zum anderen fahren kann und während der gesamten Reise gültige Korrekturen erhält.
Eine andere Methode ist die Nutzung von satellitengestützten Korrekturdiensten namens SBAS (Satellite Based Augmentation System). Diese funktionieren auf eine etwas andere Weise. Bodenstationen auf der Erde an bekannten Standorten berechnen die Differenzkorrekturen an verschiedenen geografischen Standorten. Diese Korrekturen werden dann auf den Satelliten hochgeladen, von wo aus sie an jeden Empfänger, der sie empfangen kann, gesendet werden können. Sie benötigen jedoch nicht nur einen Empfänger mit der richtigen Hardware, sondern müssen häufig auch eine Abonnementgebühr zahlen, um die Korrekturen freizuschalten.
Die Nutzung von SBAS-Diensten verbessert die Genauigkeit von Empfängern, aber nicht in demselben Maße wie eine lokale Basisstation. Bei der Verwendung von DGPS verbessert sich die Genauigkeit der Positionsmessungen oft auf mehrere zehn Zentimeter, etwa 40 cm. DGPS, das durch SABS erreicht wird, ist oft weniger als einen Meter genau, etwa 50-60 cm.
Eine weitere Technik zur Verbesserung der Genauigkeit von GPS-Positionsmessungen ist Real-Time Kinematic (RTK). Lesen Sie weiter, um zu erfahren, warum es eine der am schwersten zu verstehenden und am intensivsten umzusetzenden Techniken ist.
Dies ist einer der Artikel in unserem 'Was ist GNSS?' Serie.
