GNSS คืออะไร? ทำความรู้จักระบบ GNSS และการทำงานของระบบนำทางด้วยดาวเทียม
ปัจจุบันเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งมีบทบาทสำคัญอย่างมากในชีวิตประจำวัน ไม่ว่าจะเป็นการนำทางด้วยแผนที่บนสมาร์ตโฟน การขนส่ง โลจิสติกส์ งานสำรวจ หรือระบบอัจฉริยะต่าง ๆ หนึ่งในเทคโนโลยีหลักที่อยู่เบื้องหลังคือ GNSS หลายคนอาจเคยได้ยินคำว่า GPS แต่จริง ๆ แล้ว GPS เป็นเพียงส่วนหนึ่งของระบบที่ใหญ่กว่านั้น บทความนี้จะอธิบายอย่างละเอียดว่า GNSS คืออะไร, ทำงานอย่างไร และถูกนำไปใช้งานในด้านใดบ้าง
GNSS คืออะไร?
GNSS ย่อมาจาก Global Navigation Satellite System หรือระบบนำร่องทางด้วยดาวเทียมครอบคลุมทั่วโลก เป็นเทคโนโลยีที่พัฒนามาตั้งแต่ช่วงสงครามเย็นเพื่อวัตถุประสงค์ทางการทหารในตอนแรก โดยสหรัฐอเมริกาได้พัฒนาระบบ GPS ซึ่งเป็นระบบ GNSS แรกของโลกที่เริ่มใช้งานในปี 1978 ต่อมาประเทศอื่นๆ เช่น รัสเซีย สหภาพยุโรป และจีน ได้พัฒนาระบบดาวเทียมนำทางของตนเองขึ้นมา ทำให้ปัจจุบันมีระบบ GNSS หลายระบบทำงานร่วมกันบนท้องฟ้า เทคโนโลยีนี้ได้เปลี่ยนวิธีที่มนุษย์เดินทาง ทำงาน และดำเนินชีวิตประจำวันอย่างสิ้นเชิง
หลักการพื้นฐานของ GNSS คือการใช้กลุ่มดาวเทียมที่โคจรอยู่ในวงโคจรกลางโลกส่งสัญญาณวิทยุลงมายังพื้นโลกอย่างต่อเนื่อง สัญญาณเหล่านี้บรรจุข้อมูลเกี่ยวกับเวลาที่แน่นอกที่สัญญาณถูกส่งออก และตำแหน่งของดาวเทียมในขณะนั้น เครื่องรับสัญญาณบนพื้นโลกจะจับสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวงพร้อมกัน และคำนวณหาระยะห่างระหว่างตัวเองกับดาวเทียมแต่ละดวงโดยอาศัยความแตกต่างของเวลาระหว่างการส่ง และการรับสัญญาณ จากข้อมูลระยะทางเหล่านี้ เครื่องรับจึงสามารถคำนวณหาพิกัดตำแหน่งของตนเองได้อย่างแม่นยำ

GNSS แตกต่างจาก GPS อย่างไร?
หลายคนเข้าใจว่า GNSS กับ GPS คือสิ่งเดียวกัน แต่ความจริงคือ
- GPS (Global Positioning System) เป็นระบบดาวเทียมนำทางของสหรัฐอเมริกา
- GNSS คือคำเรียกรวมของระบบดาวเทียมนำทางจากหลายประเทศ
| หัวข้อเปรียบเทียบ | GPS | GNSS |
| ความหมาย | Global Positioning System – ระบบกำหนดตำแหน่งบนพื้นโลก | Global Navigation Satellite System – คำเรียกรวมระบบดาวเทียมนำทางทั้งหมด |
| ประเทศเจ้าของ | สหรัฐอเมริกา | หลายประเทศ (สหรัฐอเมริกา, รัสเซีย, สหภาพยุโรป, จีน) |
| ผู้พัฒนา | กระทรวงกลาโหมสหรัฐอเมริกา | องค์กรและหน่วยงานจากหลายประเทศ |
| ปีที่เริ่มใช้งาน | 1978 (เปิดให้พลเรือนใช้เต็มรูปแบบปี 2000) | ตั้งแต่ปี 1978 จนถึงปัจจุบัน (แต่ละระบบเริ่มในช่วงเวลาต่างกัน) |
| ระบบที่รวมอยู่ | GPS เท่านั้น | GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS, NavIC และอื่นๆ |
| จำนวนดาวเทียม | ประมาณ 31 ดวง | มากกว่า 120 ดวงรวมทุกระบบ |
| ความสูงวงโคจร | ประมาณ 20,200 กิโลเมตร | แตกต่างกันแต่ละระบบ (19,100-23,222 กิโลเมตร) |
| ความถี่สัญญาณ | L1 (1575.42 MHz), L2 (1227.60 MHz) | หลายความถี่ขึ้นอยู่กับแต่ละระบบ |
| ความแม่นยำ (พลเรือน) | 5-10 เมตร | 1-3 เมตร (เมื่อใช้หลายระบบร่วมกัน) |
| การครอบคลุม | ทั่วโลก | ทั่วโลก (ครอบคลุมดีกว่าเพราะมีดาวเทียมมากกว่า) |
| ความน่าเชื่อถือ | พึ่งพาระบบเดียว อาจมีปัญหาในพื้นที่ที่มีสิ่งบดบัง | สูงกว่า เพราะมีระบบสำรอง หากระบบหนึ่งมีปัญหายังใช้ระบบอื่นได้ |
| ข้อดี | • เป็นระบบแรกและเป็นที่รู้จักมากที่สุด• มีอุปกรณ์รองรับมากมาย• เสถียรและพัฒนามาอย่างยาวนาน | • ความแม่นยำสูงกว่า• การครอบคลุมดีกว่า• มีความปลอดภัยและความมั่นคงสูงกว่า• ทำงานได้ดีในพื้นที่ที่มีสิ่งบดบัง |
| ข้อจำกัด | • ความแม่นยำจำกัดเมื่อใช้เพียงระบบเดียว• อาจมีจุดอับสัญญาณในเมืองหรือหุบเขา• พึ่งพาประเทศเดียว | • ต้องการอุปกรณ์ที่รองรับหลายระบบ• อาจใช้พลังงานมากกว่าเมื่อเปิดใช้หลายระบบ |
| การใช้งานทั่วไป | • นำทางรถยนต์• สมาร์ทโฟน• แอปพลิเคชันแผนที่ | • นำทางรถยนต์และเครื่องบินที่ต้องการความแม่นยำสูง• งานสำรวจและก่อสร้าง• เกษตรแม่นยำ• โดรนและหุ่นยนต์อัตโนมัติ |
| อุปกรณ์ที่รองรับ | อุปกรณ์เก่าส่วนใหญ่รองรับ GPS เพียงอย่างเดียว | สมาร์ทโฟนและอุปกรณ์ที่ผลิตตั้งแต่ปี 2018 เป็นต้นมารองรับหลายระบบ |
| ตัวอย่างระบบ | GPS | • GPS (สหรัฐอเมริกา)• GLONASS (รัสเซีย)• Galileo (สหภาพยุโรป)• BeiDou (จีน)• QZSS (ญี่ปุ่น)• NavIC (อินเดีย) |
| ความเหมาะสมต่อการใช้งาน | เหมาะสำหรับการใช้งานทั่วไปที่ไม่ต้องการความแม่นยำสูงมาก | เหมาะสำหรับงานที่ต้องการความแม่นยำสูง ความน่าเชื่อถือ และการครอบคลุมที่ดีที่สุด |
ระบบดาวเทียมที่อยู่ใน GNSS มีอะไรบ้าง?
ปัจจุบัน GNSS ประกอบด้วยระบบหลักหลายระบบ ได้แก่
1. GPS (สหรัฐอเมริกา)
- ระบบที่ใช้งานแพร่หลายที่สุด
- มีดาวเทียมประมาณ 30+ ดวง
- ใช้ในสมาร์ทโฟนและอุปกรณ์นำทางทั่วไป
2. GLONASS (รัสเซีย)
- ทำงานคล้าย GPS
- ช่วยเพิ่มความแม่นยำเมื่อใช้ร่วมกับ GPS
3. Galileo (สหภาพยุโรป)
- ออกแบบมาเพื่อการใช้งานพลเรือนโดยเฉพาะ
- มีความแม่นยำสูงมาก
4. BeiDou (จีน)
- ครอบคลุมการใช้งานทั่วโลก
- มีการพัฒนาอย่างรวดเร็ว
องค์ประกอบสำคัญของระบบ GNSS มีอะไรบ้าง?
ระบบ GNSS ประกอบด้วยส่วนสำคัญ 3 ส่วนที่ทำงานร่วมกันอย่างลงตัว ส่วนแรกคือส่วนอวกาศ (Space Segment) ซึ่งเป็นกลุ่มดาวเทียมที่โคจรอยู่ในวงโคจรรอบโลกในระดับความสูงประมาณ 20,000 กิโลเมตร แต่ละระบบ GNSS มีดาวเทียมระหว่าง 24-35 ดวงกระจายอยู่ในวงโคจรที่ออกแบบมาอย่างละเอียดเพื่อให้ครอบคลุมพื้นที่ทั่วโลก ดาวเทียมเหล่านี้มีนาฬิกาอะตอมที่แม่นยำสูงติดตั้งอยู่ภายใน เพื่อใช้ในการกำหนดเวลาที่แม่นยำถึงระดับนาโนวินาที ซึ่งเป็นปัจจัยสำคัญในการคำนวณตำแหน่งได้อย่างถูกต้อง
ส่วนที่สองคือส่วนภาคพื้นดิน (Control Segment) ประกอบด้วยสถานีควบคุมหลักและสถานีติดตามหลายแห่งกระจายอยู่ทั่วโลก สถานีเหล่านี้มีหน้าที่ติดตามการโคจรของดาวเทียมอย่างต่อเนื่อง ตรวจสอบสุขภาพและสถานะการทำงานของดาวเทียม คำนวณค่าแก้ไขต่าง ๆ และส่งข้อมูลอัพเดตกลับไปยังดาวเทียมเพื่อปรับปรุงความแม่นยำ การทำงานของส่วนควบคุมนี้เป็นสิ่งสำคัญที่ทำให้ระบบทั้งหมดทำงานได้อย่างแม่นยำและเชื่อถือได้ตลอดเวลา สถานีเหล่านี้จะส่งคำสั่งไปยังดาวเทียมเพื่อปรับวงโคจร แก้ไขนาฬิกา หรือจัดการปัญหาเทคนิคต่าง ๆ ที่อาจเกิดขึ้น
ส่วนที่สามคือส่วนผู้ใช้งาน (User Segment) ซึ่งรวมถึงเครื่องรับสัญญาณ GNSS ทุกชนิดที่ใช้งานอยู่ทั่วโลก ตั้งแต่สมาร์ทโฟนในกระเป๋าของคุณ ระบบนำทางในรถยนต์ นาฬิกาอัจฉริยะ ไปจนถึงอุปกรณ์เฉพาะทางระดับมืออาชีพที่ใช้ในงานสำรวจหรือควบคุมเครื่องจักร เครื่องรับเหล่านี้มีความซับซ้อนและราคาแตกต่างกันไปตามความแม่นยำและฟีเจอร์ที่ต้องการ เครื่องรับในสมาร์ทโฟนทั่วไปจะให้ความแม่นยำประมาณ 3-10 เมตร ขณะที่อุปกรณ์ระดับมืออาชีพสามารถให้ความแม่นยำได้ถึงระดับมิลลิเมตร

การทำงาน และหลักการคำนวณตำแหน่งของ GNSS เป็นอย่างไร?
กระบวนการหาตำแหน่งด้วย GNSS เริ่มต้นจากการที่เครื่องรับสัญญาณบนพื้นดินจับสัญญาณจากดาวเทียมหลายดวงพร้อมกัน สัญญาณแต่ละตัวบรรจุรหัสพิเศษที่เรียกว่า PRN (Pseudo Random Noise) code ซึ่งเป็นเอกลักษณ์เฉพาะของแต่ละดวงดาวเทียม พร้อมทั้งข้อมูล Ephemeris ที่บอกตำแหน่งของดาวเทียมในวงโคจร และข้อมูล Almanac ที่บอกข้อมูลคร่าวๆ ของดาวเทียมทั้งหมดในระบบ เครื่องรับจะเปรียบเทียบเวลาที่สัญญาณถูกส่งออกจากดาวเทียมกับเวลาที่สัญญาณมาถึงตัวเอง และคูณผลต่างของเวลาด้วยความเร็วแสง จะได้ระยะทางระหว่างเครื่องรับกับดาวเทียม
ด้วยระยะทางจากดาวเทียม 1 ดวง เครื่องรับจะทราบว่าตนเองอยู่ที่ใดสักแห่งบนทรงกลมที่มีดาวเทียมเป็นจุดศูนย์กลาง เมื่อได้ระยะทางจากดาวเทียม 2 ดวง จะสามารถจำกัดตำแหน่งลงเหลือเป็นวงกลมที่เกิดจากการตัดกันของทรงกลม 2 ลูก ด้วยระยะทางจากดาวเทียม 3 ดวง ตำแหน่งจะถูกจำกัดลงเหลือเพียง 2 จุดบนพื้นผิวโลก และเมื่อได้สัญญาณจากดาวเทียมดวงที่ 4 จะสามารถระบุตำแหน่งที่แท้จริงได้อย่างชัดเจน รวมทั้งแก้ไขความคลาดเคลื่อนของนาฬิกาในเครื่องรับที่ไม่แม่นยำเท่านาฬิกาอะตอมบนดาวเทียม ยิ่งได้รับสัญญาณจากดาวเทียมมากเท่าไหร่ ความแม่นยำก็จะยิ่งสูงขึ้นเพราะมีข้อมูลมากพอที่จะกรองสัญญาณรบกวนและคำนวณหาตำแหน่งที่แม่นยำที่สุด

ปัจจัยที่ส่งผลต่อความแม่นยำของ GNSS มีอะไรบ้าง?
ความแม่นยำของการคำนวณตำแหน่งด้วย GNSS ได้รับผลกระทบจากปัจจัยหลายประการ
1. ความคลาดเคลื่อนของสัญญาณที่เกิดจากชั้นบรรยากาศ
เมื่อสัญญาณวิทยุเดินทางจากดาวเทียมลงมายังพื้นโลก จะต้องผ่านชั้นไอโอโนสเฟียร์ และโทรโพสเฟียร์ซึ่งทำให้ความเร็วของสัญญาณเปลี่ยนแปลงไปเล็กน้อย ส่งผลให้การคำนวณระยะทางมีความคลาดเคลื่อน ระบบ GNSS ที่ทันสมัยใช้เทคนิคต่าง ๆ เช่นการส่งสัญญาณหลายความถี่เพื่อแก้ไขปัญหานี้ หรือใช้โมเดลทางคณิตศาสตร์คำนวณค่าแก้ไข
2. Multipath หรือการสะท้อนของสัญญาณ
เกิดขึ้นเมื่อสัญญาณจากดาวเทียมกระทบกับอาคาร ภูเขา หรือผิวน้ำ แล้วสะท้อนเข้าสู่เครื่องรับ ทำให้เครื่องรับได้รับสัญญาณเดียวกันมากกว่าหนึ่งครั้งโดยมีระยะทางที่แตกต่างกัน สิ่งนี้สร้างความสับสนในการคำนวณ และลดความแม่นยำ ปัญหานี้มักพบในเมืองที่มีตึกสูงหรือในหุบเขาที่แคบ เทคโนโลยีการประมวลผลสัญญาณที่ทันสมัยสามารถตรวจจับและลดผลกระทบจาก Multipath ได้ระดับหนึ่ง แต่ก็ไม่สามารถกำจัดได้หมดในทุกสถานการณ์
3. เรขาคณิตของดาวเทียม (Satellite Geometry) หรือที่เรียกว่า DOP (Dilution of Precision)
เมื่อดาวเทียมที่เครื่องรับจับสัญญาณได้กระจายตัวอยู่ทั่วท้องฟ้า ความแม่นยำจะสูง แต่ถ้าดาวเทียมทั้งหมดอยู่รวมกันในพื้นที่เล็ก ๆ บนท้องฟ้า หรืออยู่ในแนวเส้นเดียวกัน ความแม่นยำจะลดลงอย่างมาก แม้ว่าจะมีสัญญาณที่แข็งแกร่งก็ตาม ค่า GDOP (Geometric Dilution of Precision) ที่ต่ำแสดงถึงเรขาคณิตที่ดีและความแม่นยำสูง ขณะที่ค่า GDOP สูงบ่งบอกว่าควรรอให้ดาวเทียมโคจรไปยังตำแหน่งที่ดีกว่าก่อนทำการวัดที่ต้องการความแม่นยำสูง

GNSS ใช้ทำอะไรได้บ้าง?
GNSS ถูกนำไปใช้งานอย่างกว้างขวางในหลายอุตสาหกรรม
1. การนำทาง และแผนที่
- ระบบนำทางในรถยนต์
- แอปแผนที่บนสมาร์ทโฟน
- ระบบนำทางทางทะเลและการบิน
2. งานสำรวจ และวิศวกรรม
- งานรังวัดที่ดิน
- งานก่อสร้าง
- งานวางผังเมือง
3. โลจิสติกส์ และขนส่ง
- ติดตามยานพาหนะ
- บริหารจัดการเส้นทาง
- ตรวจสอบเวลาขนส่ง
4. เกษตรอัจฉริยะ (Precision Agriculture)
- ควบคุมเครื่องจักรกลการเกษตร
- ลดต้นทุนและเพิ่มผลผลิต
5. ระบบเวลา และโครงสร้างพื้นฐาน
- ระบบสื่อสาร
- ระบบไฟฟ้า
- ระบบการเงินที่ต้องการเวลาที่แม่นยำ
การมาของระบบนำทางรุ่นใหม่ ถอดรหัสเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งหลายความถี่ GNSS GPS
หลายปีมานี้ หลายคนๆ หันมาชื่นชอบการผจญภัยมากขึ้น รวมถึงหลงรักสมาร์ทวอทช์สำหรับกีฬากลางแจ้งจาก Garmin GPS เยอะกว่าเมื่อก่อนมาก ซึ่งเราเองก็ออกแบบสินค้าเพื่อให้ตอบโจทย์กิจกรรมหลากหลายรูปแบบด้วยการนำเสนอสมาร์ทวอทช์และอุปกรณ์พกพาระบบ GPS ที่ทนทานและหลากหลาย ตั้งแต่แบบปุ่มกดดั้งเดิมไปจนถึงหน้าจอสัมผัส ตั้งแต่ตัวเครื่องขนาดเล็กไปจนถึงหน้าจอแสดงผลขนาดใหญ่ เรามีครบทุกอย่าง และในฐานะแบรนด์เทคโนโลยีการนำทางชั้นนำ Garmin ได้เพิ่ม Multi-band GNSS (หรือเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งหลายความถี่) ให้กับสมาร์ทวอทช์สำหรับกีฬากลางแจ้งรุ่นล่าสุด เทคโนโลยีหลายความถี่นี้สามารถระบุตำแหน่งได้ดียิ่งขึ้น ทรงพลังและแม่นยำกว่าเทคโนโลยีการนำทางรุ่นก่อน ซึ่งหมายความว่าผู้ใช้จะได้สัมผัสกับประสบการณ์การติดตามและการระบุตำแหน่งที่แม่นยำยิ่งขึ้น แม้ในสภาพแวดล้อมสุดท้าทาย เช่น ระหว่างกำแพงหรือหุบเขาที่สัญญาณมีแนวโน้มจะถูกสะท้อนกลับ หรือใต้ต้นไม้หรือในป่าลึกที่สัญญาณมักจะถูกบดบัง วันนีเราจึงขอให้ Jared Bancroft วิศวกรของ Garmin มาทำการแนะนำข้อมูลเชิงลึก รวมถึงประวัติของดาวเทียมและประโยชน์ของการใช้เทคโนโลยีระบุตำแหน่งหลายความถี่
เหตุใด Garmin จึงตัดสินใจเพิ่มเทคโนโลยีการระบุตำแหน่งหลายความถี่ให้กับสมาร์ทวอทช์สำหรับกีฬากลางแจ้ง
เริ่มแรก GPS ถูกสร้างขึ้นโดยใช้การระบุตำแหน่งสองความถี่โดยมีความถี่ L1 และ L2 ซึ่งความถี่ L1 นี้เปิดให้ใช้งานแบบสาธารณะและถือเป็นความถี่หลักที่ใช้งานโดยพลเรือน ส่วนความถี่ L2 นั้น ถูกสงวนไว้สำหรับใช้ในการทหารและต้องใส่รหัสก่อนใช้งาน ในช่วง 40 ปีที่ผ่านมานับตั้งแต่เปิดตัว GPS กลุ่มผู้ใช้งาน GPS พบว่าพวกเขาสามารถพัฒนาสัญญาณดาวเทียมให้ทันสมัยเพื่อเพิ่มความแม่นยำในการใช้งานสำหรับพลเรือน ทั้งยังตอบสนองความต้องการของกองทัพ ดังนั้น GPS จึงได้เพิ่มความถี่เพิ่มเติม (L5) เข้ามาในภายหลัง และในปี 2009 ก็ได้เปิดตัวที่ดาวเทียมที่สามารถส่งสัญญาณความถี่นี้ได้ ความถี่ L5 ที่ถูกพัฒนาให้ทันสมัยยิ่งขึ้นมีลักษณะสัญญาณที่ดีกว่า L1 และการใช้ความถี่ทั้งสองร่วมกันสามารถนำมาซึ่งความแม่นยำของการระบุตำแหน่งที่ไม่เคยมีมาก่อน เมื่อใช้สัญญาณ L5 เครื่องรับสามารถสามารถใช้วิธีที่ถูกพัฒนาให้ทันสมัยขึ้น มาระบุว่าสัญญาณใดมีข้อผิดพลาดน้อยกว่า ซึ่งเป็นการเพิ่มความแม่นยำของการระบุตำแหน่ง
เหตุใดที่ผ่านมา Garmin จึงไม่ใช้เทคโนโลยีการระบุตำแหน่งหลายความถี่ ทำไมเพิ่งมาเริ่มตอนนี้
กองทัพอากาศสหรัฐฯ มีหน้าที่บำรุงรักษาระบบดาวเทียม ซึ่งเป็นที่แน่นอนว่าดาวเทียมทุกดวงจะต้องชำรุดและจำเป็นต้องเปลี่ยนใหม่เสมอ แต่ละครั้งที่ดาวเทียมชำรุด กองทัพอากาศจะไม่ทำการส่งดาวเทียมดวงใหม่ขึ้นไปโดยตรง แต่จะเปิดใช้งานดาวเทียมสำรองแทนเพื่อคงไว้ซึ่งการทำงานของระบบดาวเทียม ดาวเทียมรุ่นเก่าที่ชำรุดและไม่สามารถใช้งานได้แล้วจะถูกย้ายไปยังวงโคจรอื่นและถูกแทนที่ด้วยดาวเทียมดวงใหม่
แม้ว่าดาวเทียมความถี่ L5 จะเปิดตัวตั้งแต่ปี 2009 แต่การเพิ่มดาวเทียมดวงใหม่ในระบบดาวเทียมต้องใช้เวลาหลายปี ดาวเทียมรุ่นใหม่จะถูกเพิ่มเข้ามาทีละดวง และค่อยๆ แสดงความสามารถของพวกมันออกมา ซึ่งแม้แต่ทุกวันนี้ ดาวเทียม GPS บางดวงยังคงไม่สามารถส่งสัญญาณความถี่ L5 ได้ จึงต้องมีการอัปเกรดหลังจากหมดระยะเวลาให้บริการ จากข้อมูล ณ เดือนมีนาคม 2021ดาวเทียม GPS ประมาณ 52% มีความถี่ L5 เราคาดว่าภายในปี 2023 71% ของดาวเทียม GPS จะสามารถใช้ความถี่ L5 ได้ (ขึ้นอยู่กับความคืบหน้าของกองทัพอากาศ)

การระบุตำแหน่งแบบหลายความถี่มีประโยชน์กับผู้ใช้ในด้านความแม่นยำของ GPS อย่างไร
ในกรณีที่รับสัญญาณ GPS ได้แล้ว แต่สัญญาณถูกลดทอนลงอย่างรุนแรง เช่น ฝนตก มีเมฆหนา ในป่าทึบ หรือในเมืองที่มีอาคารหลายหลัง เราจะเห็นความได้เปรียบจากการใช้งานเทคโนโลยีหลายความถี่ โดยเครื่องรับสัญญาณจะแยกความแตกต่างระหว่างสัญญาณที่มีการสะท้อนและสัญญาณที่รับมาโดยตรง ปราศจากสิ่งกีดขวาง ในระหว่างกระบวนการระบุตำแหน่ง สัญญาณที่มีการสะท้อนอาจทำให้ระยะทางที่ได้จากดาวเทียมไม่ถูกต้อง เมื่อดาวเทียมใช้ข้อมูลระยะทางที่ไม่ถูกต้องเหล่านี้ การระบุตำแหน่งจะมีความผันผวน คลาดเคลื่อน หรืออาจจะให้ผลลัพธ์ที่ผิดพลาดไปเลยเนื่องจากข้อมูลที่นำมาใช้ไม่ตรงกันมาใช้ ในกรณีนี้คลื่น L5 สามารถให้ความต่อเนื่องและความแม่นยำได้ดีกว่าคลื่น L1 แบบเดิม แน่นอนว่าการใช้งาน GPS ไม่ได้ราบรื่นเสมอไป อาจพบอุปสรรคในบางสภาพแวดล้อม แต่โดยรวมแล้ว การใช้งานคลื่น L5 ถือเป็นอีกขั้นของการพัฒนาที่น่าพึงพอใจ
เมื่อใดที่เราอาจมีความจำเป็นต้องใช้เทคโนโลยีการระบุตำแหน่งแบบหลายความถี่
เมื่อคุณต้องการความแม่นยำระดับสูงในการระบุตำแหน่ง คลื่น L5 จะกลายเป็นสิ่งจำเป็น อีกหนึ่งประโยชน์ของคลื่น L5 ที่ไม่ค่อยมีใครพูดถึง คือความน่าเชื่อถือ ซึ่งหมายถึงความแม่นยำของตัวเลขที่ได้จากเครื่องรับสัญญาณอันมีความน่าเชื่อถือในทางคณิตศาสตร์ โดยทั่วไปเราจะคิดว่าเครื่องรับสัญญาณใช้ความคลาดเคลื่อนจากค่าที่แท้จริงเป็นตัวกำหนดค่าความแม่นยำของข้อมูล แต่หากตัวรับสัญญาณสามารถระบุความคลาดเคลื่อนนี้ได้ตั้งแต่แรก ตัวเครื่องก็บอกข้อมูลที่ถูกต้องกับเราตรงๆ ไปเลยไม่ดีกว่าหรือ ซึ่งในความเป็นจริงแล้ว ตัวรับสัญญาณจะระบุค่าความแม่นยำของตำแหน่งโดยใช้ความสม่ำเสมอของข้อมูลที่ได้มา
ความสม่ำเสมอของข้อมูลจากดาวเทียมแสดงถึงความน่าเชื่อถือ หากข้อมูลที่ได้ทั้งหมดตรงกัน คุณก็อาจมั่นใจได้ว่าคุณมีโซลูชันที่น่าเชื่อถือได้ แต่หากข้อมูลที่ได้ไม่ตรงกัน คุณอาจไม่ค่อยมั่นใจในความแม่นยำของการระบุตำแหน่งโดยอุปกรณ์บางตัวที่คุณใช้ ความแม่นยำและความน่าเชื่อถือต้องมีความสมดุลกัน เพื่อความน่าเชื่อถือของข้อมูลที่สูงขึ้น คุณจะต้องตั้งค่าเมตริกให้มีค่าความแม่นยำน้อยลง ซึ่งการตั้งค่าให้น้อยลงนี้ไม่ได้ส่งผลกระทบต่อพิกัดที่เกิดจากการคำนวณของตัวรับสัญญาณ แต่เป็นเพียงการเปลี่ยนความน่าเชื่อถือของพิกัดที่ได้จากตัวรับสัญญาณเท่านั้น
ลองมาดูตัวอย่างของเครื่องบินที่บินอยู่เหนือมหาสมุทร: ค่าความแม่นยำของการกะประมาณโดยตัวรับสัญญาณอาจอยู่ที่ 3 เมตร แต่สิ่งสำคัญกว่าคือต้องรู้ว่าตัวเลข 3 เมตรนี้เชื่อถือได้แค่ไหน ในการบิน ความน่าเชื่อถือของการระบุตำแหน่งมักจะสำคัญกว่าความแม่นยำ ดังนั้นหากความน่าเชื่อถือต่ำ ก็จะแสดงถึงความเสี่ยงในการใช้ข้อมูลที่สูงขึ้น ซึ่งนักบินสามารถใช้ข้อมูลการนำทางทางเลือกได้ในกรณีนี้ แต่หากข้อมูลที่ได้มีความน่าเชื่อถือสูง นักบินก็ต้องตัดสินใจได้ว่าค่าความแม่นยำนี้เพียงพอสำหรับภารกิจของเขาหรือไม่ (การลงจอดหรือการนำทางในน่านฟ้า ฯลฯ)
ด้วยความถี่ที่หลากหลาย คุณจะได้รับข้อมูลที่มากขึ้น ซึ่งมักจะนำไปสู่ความน่าเชื่อถือที่สูงขึ้นในการนำไปใช้งานจริง คุณจึงสามารถวางใจโซลูชันที่มีอยู่ของคุณได้มากกว่าที่เคย ความน่าเชื่อถือของการนำทางแม้ในสภาพอากาศอันเลวร้ายเป็นข้อที่ผู้ใช้งานจำนวนมากให้ความสำคัญ

นี่หมายความว่าอุปกรณ์ Garmin มีความแม่นยำที่ไม่เพียงพอหรือไม่
หน่วย Garmin GPS เป็นหนึ่งในผลิตภัณฑ์สำหรับการนำทางที่แม่นยำที่สุดในตลาด การเพิ่มเทคโนโลยีหลายความถี่เป็นเพียงการอัปเกรดเท่านั้น ระบบดาวเทียมนำทางระบบอื่นๆ ก็มีคลื่น L5 เช่นเดียวกัน ระบบระบุตำแหน่งกาลิเลโอของยุโรปและระบบการนำทางด้วยดาวเทียม BDS ของจีนมีสัญญาณ L5 ที่ใกล้เคียงกัน ด้วยวิธีนี้ อุปกรณ์สามารถใช้ระบบดาวเทียมหลายระบบเพื่อปรับปรุงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของตำแหน่ง สำหรับการระบุตำแหน่งที่ดีที่สุด เราแนะนำให้ผู้ใช้ที่ต้องการข้อมูลที่มีความแม่นยำสูง ใช้งานระบบหลายดาวเทียมทั้งหมดที่ผลิตภัณฑ์รองรับ ซึ่งรวมถึง GPS, GLONASS และ Galileo
ปัจจุบัน Garmin ไต้หวันมีผลิตภัณฑ์ที่รองรับเทคโนโลยีระบุตำแหน่ง G์NSS แบบหลายความถี่ คือ สมาร์ทวอทช์ GPS ซีรีส์ fēnix 7 สำหรับกีฬากลางแจ้งสุดเอกซ์ตรีม, สมาร์ทวอทช์ GPS EPIX ที่ตอบสนองความต้องการรอบด้าน
คำถามที่พบบ่อย
Q: GNSS ต้องใช้ดาวเทียมกี่ดวงถึงจะระบุตำแหน่งได้
A: การคำนวณตำแหน่งด้วย GNSS จำเป็นต้องรับสัญญาณจากดาวเทียมอย่างน้อย 4 ดวง เพื่อคำนวณตำแหน่งใน 3 มิติและแก้ไขความคลาดเคลื่อนของเวลา หากรับสัญญาณได้มากกว่านี้ ความแม่นยำของตำแหน่งก็จะยิ่งสูงขึ้น
Q: ความแม่นยำของ GNSS อยู่ในระดับใด
A: ความแม่นยำของ GNSS ขึ้นอยู่กับชนิดของตัวรับสัญญาณและสภาพแวดล้อม โดยสมาร์ทโฟนทั่วไปจะมีความแม่นยำประมาณ 3–10 เมตร ส่วนอุปกรณ์ GNSS ระดับสำรวจที่ใช้เทคนิคเสริม เช่น RTK หรือ DGPS สามารถให้ความแม่นยำระดับเซนติเมตรได้
Q: GNSS ใช้งานไม่ได้ในกรณีใดบ้าง
A: GNSS อาจทำงานได้ไม่ดีหรือไม่แม่นยำในพื้นที่ที่สัญญาณถูกบัง เช่น ภายในอาคาร ใต้ดิน ป่าทึบ หรือในเขตอาคารสูง นอกจากนี้ยังอาจถูกรบกวนจากสัญญาณอื่นหรือสภาพแวดล้อม จึงมักมีการใช้งานร่วมกับระบบระบุตำแหน่งอื่นเพื่อเพิ่มความเสถียร
Q: อุปกรณ์ใดบ้างที่ใช้ระบบ GNSS
A: อุปกรณ์ที่ใช้ระบบ GNSS มีหลากหลาย ตั้งแต่สมาร์ทโฟน แท็บเล็ต สมาร์ทวอทช์ เครื่องนำทางรถยนต์ ไปจนถึงอุปกรณ์เฉพาะทาง เช่น เครื่องรับสัญญาณ GNSS สำหรับงานสำรวจ งานก่อสร้าง โดรน ยานพาหนะอัจฉริยะ และระบบติดตามโลจิสติกส์ โดยอุปกรณ์สมัยใหม่มักรองรับการรับสัญญาณจากหลายระบบ GNSS เพื่อเพิ่มความแม่นยำ
Q: GNSS สามารถใช้งานได้ฟรีหรือไม่
A: การใช้งานสัญญาณ GNSS พื้นฐานสามารถใช้งานได้ฟรีสำหรับผู้ใช้ทั่วไป เช่น การนำทางบนสมาร์ทโฟนหรืออุปกรณ์ GPS อย่างไรก็ตาม บริการเสริมที่เพิ่มความแม่นยำสูง เช่น RTK, DGPS หรือบริการแก้ไขสัญญาณเชิงพาณิชย์ อาจมีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติม โดยมักใช้ในงานวิศวกรรมและงานสำรวจที่ต้องการความแม่นยำสูง