Mitä eroa on GPS- ja GNSS-paikannuksella?

Posted on by Geotrim

Paikannusteknologiasta puhuttaessa termit GPS ja GNSS sekoittuvat helposti toisiinsa. Monelle GPS on synonyymi satelliittipaikannukselle, mutta todellisuudessa GPS on vain yksi osa laajempaa kokonaisuutta. Tämä ero on erityisen merkittävä ammattikäytössä, jossa paikannustarkkuus ratkaisee.

Mitä GPS ja GNSS tarkoittavat?

GPS eli Global Positioning System on Yhdysvaltain puolustusministeriön ylläpitämä satelliittipaikannusjärjestelmä ja yksi neljästä globaalista satelliittipaikannusjärjestelmästä. GNSS eli Global Navigation Satellite System on kattokäsite kaikille maailman satelliittipaikannusjärjestelmille yhteensä. GPS on siis yksi GNSS-järjestelmistä, ei sen synonyymi.

Käytännössä tämä tarkoittaa, että GNSS-vastaanotin voi hyödyntää samanaikaisesti useamman eri maan satelliittijärjestelmän signaaleja. GPS-vastaanotin puolestaan rajoittuu ainoastaan amerikkalaisen GPS-järjestelmän satelliitteihin. Kun laite tai sovellus ilmoittaa käyttävänsä GNSS-paikannusta, se viestii laajemmasta ja yleensä tarkemmasta paikannuskyvystä.

Mitä satelliittijärjestelmiä GNSS sisältää?

GNSS kattaa useita globaaleja ja alueellisia satelliittijärjestelmiä. Neljä keskeistä globaalia järjestelmää ovat:

  • GPS (USA): 24–31 satelliittia
  • GLONASS (Venäjä): 24 satelliittia
  • Galileo (Euroopan unioni): 30 satelliittia täydessä toiminnassa
  • BeiDou (Kiina): yli 35 satelliittia

Näiden lisäksi on alueellisia täydentäviä järjestelmiä, kuten Japanin QZSS ja Intian NavIC. Jokainen järjestelmä ylläpitää omaa satelliittilaivastoa, ja modernit GNSS-vastaanottimet pystyvät vastaanottamaan signaaleja kaikista näistä järjestelmistä yhtä aikaa. Mitä enemmän satelliitteja vastaanotin näkee, sitä luotettavampi ja tarkempi paikannus on.

Mikä ero on GPS- ja GNSS-paikannuksen tarkkuudessa?

GNSS-paikannus on käytännössä aina tarkempaa kuin pelkkä GPS-paikannus, koska se hyödyntää useampien järjestelmien satelliitteja samanaikaisesti. Enemmän näkyviä satelliitteja tarkoittaa parempaa geometriaa ja pienempää mittausvirhettä. Tavallisen kuluttajalaitteen tarkkuus paranee selvästi, kun se käyttää GPS:n sijaan useita GNSS-järjestelmiä.

Pelkällä GPS:llä saavutetaan tyypillisesti muutaman metrin tarkkuus avoimessa maastossa. Kun samaan vastaanottimeen yhdistetään GPS, GLONASS ja Galileo, tarkkuus paranee ja ennen kaikkea paikannus pysyy luotettavampana hankalissa olosuhteissa. Haastavissa ympäristöissä, kuten tiheässä kaupunkiympäristössä tai metsässä, ero korostuu entisestään, sillä useammasta järjestelmästä löytyy todennäköisemmin riittävästi näkyviä satelliitteja.

Milloin GNSS-paikannus on parempi kuin pelkkä GPS?

GNSS-paikannus on GPS:ää parempi lähes aina, mutta erityisen selvä etu syntyy silloin, kun GPS-satelliittien näkyvyys on rajoittunut tai kun vaaditaan korkeaa luotettavuutta. Käytännössä GNSS kannattaa valita aina, kun paikannuksen laadulla on merkitystä.

Tilanteita, joissa GNSS-paikannus on selvästi GPS:ää parempi:

  • Kaupunkiympäristö, jossa rakennukset peittävät osan taivaasta ja heijastukset häiritsevät signaaleja
  • Metsäinen tai mäkinen maasto, jossa kasvillisuus tai maanmuodot rajoittavat satelliittien näkyvyyttä
  • Korkean leveysasteen alueet, kuten Suomi, jossa GPS-satelliittien kulma taivaalla on matala
  • Kriittiset mittaukset, joissa paikannus ei saa katketa tai heikentyä yllättäen
  • Reaaliaikaiset sovellukset, joissa paikannuksen on pysyttävä vakaana jatkuvasti

Suomen maantieteellinen sijainti tekee GNSS:stä erityisen perustellun valinnan. Pohjoisessa sijainnissa GPS-satelliittien geometria ei ole optimaalinen, ja useiden järjestelmien yhdistäminen parantaa tilannetta merkittävästi.

Miten GNSS-korjauspalvelut parantavat paikannustarkkuutta?

GNSS-korjauspalvelut parantavat paikannustarkkuutta lähettämällä maanpäällisiltä tukiasemilta kerättyjä korjaussignaaleja vastaanottimelle reaaliajassa. Nämä korjaukset eliminoivat ilmakehän aiheuttamia virheitä ja muita systemaattisia virhelähteitä, joita satelliittisignaaleissa esiintyy. Tuloksena tarkkuus paranee metreistä senttimetritasolle.

Korjauspalveluiden toimintaperiaate perustuu siihen, että maanpäälliset tukiasemat tietävät oman sijaintinsa tarkasti. Vertaamalla mitattua sijaintia tunnettuun sijaintiin ne laskevat virheen suuruuden ja lähettävät korjaustiedot liikkuville vastaanottimille. Tätä kutsutaan RTK-paikannukseksi (Real-Time Kinematic) tai VRS-paikannukseksi (Virtual Reference Station), kun korjaukset tuotetaan tukiasemaverkoston avulla.

Geotrim ylläpitää Suomessa Trimnet VRS -satelliittikorjauspalvelua, joka kattaa lähes 130 GNSS-tukiasemaa eri puolilla maata. Tällainen kansallinen verkkopalvelu mahdollistaa senttimetritarkkuuden ammattikäyttäjille ilman, että jokainen tarvitsee omaa tukiasemaa.

Mihin ammattikäyttöön GNSS-paikannus soveltuu?

GNSS-paikannus soveltuu kaikkiin ammattikäytön tarpeisiin, joissa vaaditaan luotettavaa ja tarkkaa sijaintitietoa. Erityisesti maanmittaus, rakentaminen, infrastruktuurin hallinta ja paikkatietotyö ovat aloja, joilla GNSS on keskeinen työkalu. Korjauspalveluiden kanssa käytettynä GNSS mahdollistaa senttimetritarkkuuden myös vaativissa kenttäolosuhteissa. Esimerkiksi ammattitason GNSS-vastaanottimet, kuten Trimble R12i, tukevat kaikkia saatavilla olevia järjestelmiä — GPS, GLONASS, Galileo, BeiDou, QZSS ja SBAS — varmistaen parhaan mahdollisen paikannustuloksen.

Ammattikäytön sovelluksia ovat muun muassa:

  • Maanmittaus ja kartoitus, jossa pisteiden koordinaatit on mitattava tarkasti
  • Rakentaminen ja infrastruktuuri, jossa koneohjaus ja maastomallit vaativat senttimetritarkkuutta
  • Kunnallistekniikka ja verkostot, joissa johtojen ja rakenteiden sijainnit dokumentoidaan
  • Täsmäviljely, jossa traktoreiden ja työkoneisiin integroitu GNSS ohjaa kylvöä, lannoitusta ja sadonkorjuuta
  • Metsätalous, jossa puustotiedot ja hakkuukohteiden sijainnit tallennetaan paikkatietona
  • Droonimittaus ja ilmakuvaus, jossa lentokoneen tai droonin tarkka sijainti on edellytys luotettavalle aineistolle
  • Rautatiet ja energia, joissa infrastruktuurin tarkka sijaintitieto on turvallisuuskysymys

Ammattikäytössä pelkkä GPS ei enää riitä. Modernit GNSS-järjestelmät, jotka yhdistävät useiden satelliittijärjestelmien signaalit ja reaaliaikaiset korjauspalvelut, ovat muodostuneet alan standardiksi kaikkialla, missä sijaintitiedon laadulla on suora vaikutus työn tulokseen tai turvallisuuteen.

Tutustu Geotrimin GNSS-vastaanottimiin tai kysy asiantuntijaltamme mikä ratkaisu sopii juuri sinulle →

Aiheeseen liittyvät artikkelit