Отметим, что основное назначение системы GPS — военное. Для исключения несанкционированного использования системы в эфемериды спутников умышленно вносятся искажения, а также искажаются показания часов спутников и несущая частота [так называемый режим Selective Availabiling (SA)]. Исключить эти искажения может лишь приемник, имеющий доступ к Р-коду (только военный приемник). В этом случае предельная погрешность определения абсолютных координат составляет 10... 20 м. В настоящее время режим SA выключен. Обычный приемник, работающий лишь по С/А коду, может определить абсолютные координаты с предельной погрешностью 150...200 м. В систему ГЛОНАСС искажения не вносятся, и любой пользователь может определить координаты своего местоположения с предельной ошибкой 20 м.
Приведем некоторые возможные классификации современных приемников.
В геодезии широкое применение нашли приемники, занимающие 2-ю и 3-ю позиции в приведенной выше классификации. Кроме того, по области применения приемники подразделяют на геодезические, навигационные, военные и приемники времени.
Для того чтобы производить фазовые измерения на несущей частоте, необходимо произвести демодуляцию сигнала (очистить сигнал от модуляции). Одним из способов демодуляции сигнала является квадратирование, т.е. умножение сигнала самого на себя.
Частота сигнала, принятая приемником, слишком высокая, чтобы на ней можно было производить высокоточные измерения, поэтому ее понижают путем вычитания из принятой частоты генератора приемника (эта операция называется гетеродинирова-нием). Гетеродинирование производят в несколько этапов, но суммарная частота, которую вычитают из принятого сигнала, близка к частоте, излучаемой спутником. На выделенной разностной частоте производят фазовые измерения.
Если частота принятого сигнала меньше частоты гетеродина, результат фазовых измерений имеет знак «плюс»; если принятая частота больше частоты гетеродина — знак «минус».
При кодовых измерениях приемник принимает специальный сигнал, называемый кодом, который состоит из некоторого числа единичных сигналов, чередование которых для непосвященного человека воспринимается как случайный процесс. Такие сигналы называют псевдослучайными кодами. Каждый спутник NAVSTAR GPS излучает свой код, а спутники ГЛОНАСС используют единый код на все спутники. В памяти приемника хранятся все коды, по которым производится распознавание номера спутника (для NAVSTAR GPS), российские спутники распознаются по частоте излучения. В приемнике формируются точно такие же коды, что и на спутниках. Сравнивая кодовые сигналы, принятые со спутников, с аналогичными сигналами, созданными в приемнике, решают две задачи:
псевдослучайная последовательность позволяет принимать сигналы малой мощности с помощью компактных антенн;
надежно регистрировать время приема кодового сигнала по часам приемника.
В связи с тем что часы приемника не столь стабильны, как часы на спутниках (часы приемника примерно в 1000000 раз менее стабильны, чем часы на спутнике), одновременно с координатами приемника определяется и поправка в часы приемника 5/, всего четыре неизвестных.
При фазовых измерениях псевдослучайные коды не используются, а измерения выполняют на несущей частоте, которую освобождают от модуляции. В связи с тем что длина волны несущей частоты величина небольшая — 19 см, а точность измерения разности фаз составляет «1 %, то потенциальная точность фазовых измерений составляет 2 мм, а при длительных измерениях за счет осреднения эта точность в некоторых случаях может быть еще увеличена.
В связи с тем что частота на спутнике не совпадает с частотой Приемника, начальные фазы этих частот не совпадают, поэтому техническая реализация таких измерений довольно сложна. Суть ее сводится к тому, что с нескольких спутников (обычно не менее четырех) принимают сигналы и подсчитывают число фазовых циклов принятых сигналов за единый интервал времени.
Составление результатов измерений фазовых циклов является основой для вычисления приращений координат пунктов, на которых были выполнены синхронные измерения.