GPS系統確實是通過至少四顆衛星來確定一個點的三維位置(經度、緯度和高度)。然而,GPS的垂直精度(高度)通常不如水平精度高。這有幾個原因:
衛星幾何分布:GPS信號的精確度依賴于衛星之間的相對位置,即衛星幾何分布。理想的情況是衛星均勻分布在用戶的四周。但實際上,衛星通常在水平方向上分布得更好,因此水平位置的確定比垂直位置更精確。
大氣層的影響:GPS信號在通過大氣層時會受到折射的影響,特別是電離層和對流層。雖然現代GPS系統有能力校正一部分這種影響,但這種校正在垂直方向上的不確定性比水平方向上的要大。
接收機的質量和類型:不同的GPS接收機有不同的精度水平。一些高端的GPS接收機,如測量用的地面站或專業級設備,可以通過使用差分GPS(DGPS)或實時運動測量(RTK)技術提供更高的垂直精度。然而,大多數消費級的GPS設備,如手機或車載導航系統,通常不具備這么高的精度。
多路徑效應:在城市環境中,GPS信號可能會在建筑物之間反射,導致接收機接收到多個信號。這種多路徑效應可以干擾信號,影響定位的精度,尤其是垂直定位。
設備和軟件限制:一些設備或軟件可能沒有設計為提供高度信息,或者可能沒有充分利用可用的信號來優化高度測量。
因此,雖然理論上GPS能夠提供三維定位,但在實際應用中,由于上述原因,其垂直精度往往不如水平精度。這就是為什么在日常使用中,GPS系統可能無法準確提供高度信息,導致車輛導航系統會詢問是否在高架上,或者無法準確判斷你在建筑物的哪一層。隨著技術的進步和新一代衛星的部署,預計GPS系統的垂直精度將會得到改善。