ระบบ GPS (Global Positioning System) ใช้สัญญาณจากดาวเทียมที่โคจรรอบโลกในการระบุตำแหน่ง สัญญาณเหล่านี้เดินทางผ่านชั้นบรรยากาศและสะท้อนจากวัตถุต่าง ๆ ก่อนที่จะถึงตัวรับสัญญาณ ปรากฏการณ์นี้เรียกว่า มัลติพาธ (Multipath) ซึ่งสามารถส่งผลกระทบอย่างมีนัยสำคัญต่อความแม่นยำของอุปกรณ์ติดตาม GPS

สาเหตุของมัลติพาธ

• การสะท้อน (Reflections): สัญญาณ GPS สามารถสะท้อนจากพื้นผิวต่าง ๆ เช่น อาคาร ต้นไม้ น้ำ และพื้นดิน สัญญาณที่สะท้อนเหล่านี้จะเดินทางถึงตัวรับสัญญาณด้วยระยะเวลาที่ล่าช้าเล็กน้อย ทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณตำแหน่ง
• การเลี้ยวเบน (Diffraction): สัญญาณสามารถเลี้ยวเบนรอบสิ่งกีดขวาง ทำให้เดินทางถึงตัวรับสัญญาณจากทิศทางที่ไม่คาดคิด
• การกระเจิง (Scattering): สัญญาณสามารถกระเจิงโดยวัตถุต่าง ๆ ทำให้แบ่งออกเป็นสัญญาณที่อ่อนแอกว่าหลาย ๆ สัญญาณ เดินทางถึงตัวรับสัญญาณด้วยระยะเวลาและความแรงที่แตกต่างกัน

ผลกระทบของมัลติพาธต่อการติดตาม GPS

• ข้อผิดพลาดในการระบุตำแหน่ง: มัลติพาธสามารถทำให้เกิดข้อผิดพลาดในการคำนวณตำแหน่งของวัตถุที่ติดตามได้อย่างมีนัยสำคัญ ส่งผลให้ข้อมูลตำแหน่งไม่ถูกต้อง ทำให้ยากต่อการติดตามการเคลื่อนที่ของวัตถุได้อย่างแม่นยำ
• ความแม่นยำลดลง: ในพื้นที่ที่มีต้นไม้หนาแน่น อาคารสูง หรือช่องแคบในเมือง ผลกระทบของมัลติพาธจะเด่นชัดมากขึ้น ทำให้ความแม่นยำของ GPS ลดลงอย่างมาก
• สัญญาณหาย: ในกรณีที่รุนแรง มัลติพาธอาจทำให้ตัวรับสัญญาณ GPS สูญเสียการล็อกสัญญาณดาวเทียมทั้งหมด ส่งผลให้ไม่มีข้อมูลตำแหน่ง

วิธีลดผลกระทบของมัลติพาธ

• ตำแหน่งของเสาอากาศ: การวางตำแหน่งเสาอากาศอย่างเหมาะสมมีความสำคัญอย่างยิ่ง วางเสาอากาศในพื้นที่โล่งแจ้งที่มีสิ่งกีดขวางน้อยที่สุดเพื่อลดการสะท้อนและปรับปรุงการรับสัญญาณ
• การประมวลผลสัญญาณขั้นสูง: ตัวรับสัญญาณ GPS สมัยใหม่ใช้เทคนิคการประมวลผลสัญญาณขั้นสูง เช่น:
  • Narrow Correlator: ช่วยแยกแยะระหว่างสัญญาณตรงและสัญญาณสะท้อน
  • อัลกอริทึมลดทอนมัลติพาธ: ใช้ขั้นตอนวิธีที่ซับซ้อนในการระบุและกรองสัญญาณมัลติพาธ
  • Real-Time Kinematic (RTK): เทคนิคนี้ใช้ตัวรับสัญญาณอีกตัวหนึ่งที่ตำแหน่งคงที่ที่ทราบแน่ชัดเพื่อแก้ไขความล่าช้าของชั้นบรรยากาศและข้อผิดพลาดอื่น ๆ รวมถึงมัลติพาธ
• การเลือกตัวรับสัญญาณที่เหมาะสม: เลือกตัวรับสัญญาณ GPS ที่มีส่วนประกอบคุณภาพสูงและฟีเจอร์ลดทอนมัลติพาธขั้นสูง

สรุป

มัลติพาธเป็นความท้าทายทั่วไปในการติดตาม GPS โดยการทำความเข้าใจสาเหตุและผลกระทบของมัลติพาธ และการใช้กลยุทธ์การลดทอนที่เหมาะสม คุณสามารถปรับปรุงความแม่นยำและความน่าเชื่อถือของระบบติดตาม GPS ของคุณได้