DGPS () или СДК ГНСС (системы дифференциальной коррекции глобальных навигационных спутниковых систем) в русскоязычной литературе встречается так же как ФД СРНС (функциональные дополнения спутниковых радионавигационных систем) в англоязычной литературе встречается как GNSS augmentation.
Системы дифференциальной коррекции — система повышения точности сигналов ГНСС заключающаяся в исправлении измеренных приемником псевдодальностей до спутников поправками к ним, полученными извне, от достоверного измерителя (базовая или опорная станция). При этом компенсируются как атмосферные искажения, так и эфемеридные ошибки. В основе метода лежит положение о том, что влияние различных источников ошибок на результаты измерений одинаково как для базового, так и для мобильного приемника (ровера), то есть используются свойства коррелированных ошибок и применяется дифференцированный подход к определению области действующих поправок. Данная область строго локальна и ограниченна какими либо условиями.
Функциональные дополнения — Совокупность аппаратных и программных средств, предназначенных для повышения точности навигационных определений на основе штатного сигнала СРНС. Получив аппаратурными методами или расчетным путем величины этих систематических погрешностей (так называемых дифференциальных поправок), можно реализовать в аппаратуре потребителя компенсацию основных систематических погрешностей навигационных определений путем их учёта в алгоритмах обработки навигационных данных — Беспроводные Технологии, № 3’2006
Любая система DGPS использует сеть стационарных наземных опорных станций с заранее определёнными координатами фазового центра приёмника ГНСС для определения погрешности между известными координатами и определёнными спутниковой системой GPS. Опорная станция формирует корректирующее сообщение (), содержащее в первую очередь фазовые наблюдения на базе и при необходимости прочую информацию в зависимости от версии формата передачи (ключи пересчёта, ЭВИ и т.д). Ровер и/или специализированное ПО, получив эту информацию, вычисляет дифференциальные поправки для собственного местоположения и времени, после чего они передаются пользователю. Существует несколько видов использования (введения) навигационных поправок: фазовые (квазидифференциальные и дифференциальные) и ЭВИ (эфемеридно-временная информация). Различаются они точностью полученных измерений и временем, затраченным на их получение.
Так, режимы с постобработкой (постпроцессинг, апостериорная обработка данных) позволяют добиться наибольшей точности в субсантиметровых пределах, но требуют значительного времени на сбор и обработку данных. Precise Point Positioning (PPP) подразумевает получение высокоточных данных эфемерид и поправок к часам спутников (от суток — «быстрые» эфемериды, до двух недель — «финальные» эфемериды).
Под DGPS или DGNSS также понимаются фазовые методы определения координат относительно базовой станции Post Processing Kinematic (PPK) и Real Time Kinematic (RTK), а также методы использующие спутники связи.
В методах RTKRTCM PAPER 136—2001/SC104-STD, page 1-7 и SBAS времени затрачивается существенно меньше — фактически работы могут проводиться в реальном времени, а получаемые поправки достигают точности порядка 1 см в плане и 2 см по высоте.
История При вводе GPS в эксплуатацию, американские военные были обеспокоены возможностью использования глобально доступныx сигналов GPS силами противника. Первоначально правительство считало, что сигнал «грубого приема» (C/A) даст только точность около 100 метров, но с улучшенными конструкциями приемников фактическая точность составила от 20 до 30 метров. И начиная с марта 1990 года , page 11., чтобы избежать такой «неожиданной» точности, сигнал C/A, передаваемый на частоте L1 (1575,42 МГц), был преднамеренно ухудшен (загрублён) путём смещения его тактовой частоты на случайную величину, эквивалентную примерно 100 метровому расстоянию на поверхности земли. Этот метод, известный как «выборочная доступность», или С/А, серьёзно ухудшил качество сигнала GPS для невоенных пользователей. Более точное определение было возможно при использовании 2-й частоты L2 (1227,6 МГц), которая в свою очередь, была доступна только авторизованным пользователям с ключами дешифрирования.
Что создало проблему для гражданских пользователей. Правительство получило несколько отказов от использования ГНСС в мирных целях. Связано это было с малой точностью сигнала С/A. Был поставлен вопрос об окупаемости не только самой системы GPS как таковой, но и наземных радионавигационных систем (Лоран, VOR и NDB), используемых гражданскими службами, обслуживание которых обходилось в миллионы долларов в год. Они были слишком дороги, но обеспечивали необходимую точность в сравнении с сигналом С/A. Доступ к глобальной навигационной спутниковой системе (ГНСС) мог бы обеспечить значительное повышение точности и производительности при незначительных затратах, однако военные ведомства по-прежнему решительно возражали по соображениям безопасности.
В начале 80-х годов ряд гражданских учреждений разработали решение «проблемы С/A». Постольку поскольку сигнал С/A менялся медленно, решение заключалось в том что 100-метровая зона смещения сигнала являлась относительно фиксированной и образует локальную систему координат (если смещение было «100 метров к востоку», это смещение верно на достаточно широкой площади). Вещание этого смещения на местные приёмники GPS могло устранить «эффекты С/A» и приблизить результаты к теоретической производительности GPS, около 15 метров. Кроме того, ещё один крупный источник ошибок в GPS-фиксации связан с задержками передачи радиосигнала в ионосфере, которые также могут быть измерены наземными станциями и исправлены по средствам ретрансляции. Что увеличивает точность до 5 метров и предопределило дальнейшее развитие DGPS. Уже традиционно, для морских ведомств, проблема решалась только в плановом положении т.к высотные отметки над (!) уровнем моря не так уж важны.
Береговая охрана США была одним из наиболее агрессивных сторонников системы DGPS, экспериментируя с системой на все более широкой основе в конце 1980-х и начале 1990-х годов. Эти сигналы транслировались на морских длинноволновых частотах, которые могли быть приняты на радиотелефонах и переданы в приёмники GPS. Почти все крупные поставщики GPS предлагали устройства с входами DGPS не только для сигналов USCG, но и для авиационных устройств на УКВ-или коммерческих AM-диапазонах.
Раздача радио сигнала с информацией DGPS на лимитированной основе началась в 1996 на большинство портовых заходов США, и быстро расширилась в партнёрстве с канадской береговой охраной. Были введены в действие планы по расширению системы по всей территории США, но это было нелегко. Качество корректировок DGPS, как правило, снижалось с расстоянием, и крупные передатчики, способные охватывать большие площади, как правило, группировались вблизи городов. Это означало, что районы с более низкой численностью населения, особенно на Среднем Западе и Аляске, будут мало охвачены наземным GPS-станциями.
К середине 1990-х годов стало ясно, что система загрубления сигнала больше не может выполнять отведённую ей роль. DGPS сделал её неэффективной, именно там, где она считалась наиболее необходимой. Кроме того, опыт войны в Персидском заливе показал, что широкое использование гражданских приёмников американскими войсками означало, что сохранение С/A включённым причинит больше вреда, чем пользыGPS for Dummies, stating that there weren’t enough military GPS receivers, so «Selective Availability was temporarily turned off in 1990 during the Persian Gulf War» so that Coalition troops could use civilian GPS receivers.. В 2000 году после многих лет давления исполнительный приказом президента Билла Клинтона С/A был отключён навсегда. К моменту отключения С/A DGPS стал неотъемлемой частью систем ГНСС по всему миру, которая помогает устранять различные погрешности. К ним относятся ионосферные эффекты, ошибки в данных об эфемеридах положения спутников, а также тактовый дрейф на спутниках. В зависимости от количества данных, передаваемых в сигнале коррекции DGPS, точность определения координат может достигнуть менее 10 см.
В середине 1990-х эстафету в развитии дифференциальных методов коррекции подхватила авиационная отрасль. По заказу Министерства транспорта США (DOT) и Федерального управлением авиации (FAA) в рамках федеральной программы радионавигации, начиная с 1994 года запущена в разработку система WAAS, которая была призван обеспечить показатели, сопоставимые с показателями приборной системы посадки.
В начале 2000-х был запущен сигнал для авиации общего пользования, охватывающий 95 % территории США и часть Аляски, предлагающие минимально 100 метровую точность.
К концу 2000-х компания Hickok & Associates, базирующаяся в Алабаме, стала первым разработчиком вертолёта с системой WAAShttp://www.ainonline.com/ain-and-ainalerts/aviation-international-news/single-publication-story/browse/0/article/owners-responsible-for-private-helo-approaches/?no_cache=1&tx_ttnews [mode]=1. А FAA одобрила технические требования для авиасудов снабжённых данной системой. Чуть позже, после создания инфраструктуры, и более крупные суда стали оснащаться приёмниками, так свой первый рейс, Портленд-Сиэтл авиакомпании Horizon Air, с использованием WAAS совершил Bombardier Q400. Космические системы типа WAAS предлагают точность, аналогичную наземным сетям DGPS USCG.
По состоянию на ноябрь 2013 года сеть MDGPS (Maritime DGPS) состояла из 85 вещательных сайтов, которые обеспечивают двойной охват почти всей береговой линии США и внутренних судоходных водных путей, включая Аляску, Гавайи и Пуэрто-Рико. Кроме того, система обеспечивает единый или двойной охват большинства внутренних районов Соединённых Штатов.
Сеть MDGPS (Maritime DGPS) функционировала только в прибрежных водах обоих побережий США, в районе Великих озёр и на внутренних водных путях Миссисипи и эксплуатировалась береговой охраной США (USCG). После присоединения к проекту Министерства транспорта Соединённых Штатов совместно с Федеральным управлением автомобильных дорог, федеральным управлением железных дорог и Национальной геодезической службой сеть стала носить названия NDGPS (Nationwide DGPS). Эта система представляет собой расширение предыдущей морской DGPS до полного охвата континентальной части Соединённых Штатов, основным агентством по обслуживанию национальной сети DGPS США оставалась береговая охрана США. Централизованным блоком управления и управления является навигационный центр USCG, базирующийся в Александрии, штат Вирджиния. Администратором NDGPS стал навигационный центр Министерства внутренней безопасности США.
В 2015 году USCG и USACE запросили комментарии по планируемому поэтапному отказу от DGPS США и переходу с наземных систем на спутниковые. В 2016 год было объявлено, что 46 станций останутся в эксплуатации и «доступны для пользователей в морских и прибрежных регионах». Несмотря на это решение, USACE вывел из эксплуатации свои 7 объектов, а в марте 2018 года USCG объявила, что она выведет из эксплуатации оставшиеся станции к 2020 году.
Назначение и задачи Точность определения местоположения с помощью GPS обычно составляет от 2 до . Этого недостаточно для проведения специальных измерительных работ.
Радикальным направлением повышения точности навигационных определений является дифференциальный режим. Его сущность заключается в устранении некоторых погрешностей навигационного поля системы, сильно коррелированных в локальных районах (до 2000 км). Система DGPS предназначена для повышения точности определения координат от 1 метра до нескольких сантиметров в зависимости от метода.