廣西gps經(jīng)銷商今天和大家聊聊GPS定位里的誤差源及消弱方式測(cè)量技術(shù)！

GPS定位里的誤差源及消弱方式測(cè)量技術(shù)

頻繁使用接收器測(cè)量，總是會(huì)聽(tīng)到過(guò)偏差、差分信號(hào)、糾正這類的字眼，那你們有沒(méi)有細(xì)心掌握過(guò)呢？現(xiàn)在也為就整理了有關(guān)GPS定位里的誤差源及消弱方式的一些信息，純干貨，學(xué)習(xí)培訓(xùn)一些知識(shí)總是沒(méi)錯(cuò)的，細(xì)心收看。

GPS定位發(fā)生的各種各樣偏差從誤差源而言大致可分為三類，與通訊衛(wèi)星相關(guān)的偏差、與數(shù)據(jù)信號(hào)散播相關(guān)的偏差與和接收器相關(guān)的偏差。廣西gps經(jīng)銷商表示，而這三類偏差還能夠向下細(xì)分化，我一一給大家來(lái)講解。

RTK測(cè)量時(shí)發(fā)生的各種各樣偏差，按特性可以分為系統(tǒng)偏差（誤差）和隨機(jī)偏差兩類。在其中，系統(tǒng)偏差無(wú)論是從偏差尺寸，或是準(zhǔn)確定位結(jié)論的危害性而言，要比隨機(jī)偏差大很多，并且他們又也是有規(guī)律可循的，可以采用一定的方式和對(duì)策進(jìn)行清除。

與通訊衛(wèi)星相關(guān)的偏差

與通訊衛(wèi)星相關(guān)的偏差包含星歷表偏差、通訊衛(wèi)星鐘偏差、相對(duì)論效應(yīng)、數(shù)據(jù)信號(hào)在通訊衛(wèi)星里的延遲和衛(wèi)星天線相位中點(diǎn)誤差。

衛(wèi)星星歷偏差

偏差表述：因?yàn)樾l(wèi)星星歷所給的通訊衛(wèi)星位置和方向速度通訊衛(wèi)星的實(shí)際位置和速率差值變成衛(wèi)星星歷偏差。

星歷表偏差大小完全取決于通訊衛(wèi)星定軌多面的品質(zhì)，如定軌站的總數(shù)以及地域分布、觀查非常值得數(shù)量和準(zhǔn)確度、定軌是所使用的課堂教學(xué)力學(xué)模型和定軌app的健全水平等。廣西gps經(jīng)銷商表示，除此之外，與星歷表的外推間隔時(shí)間（評(píng)測(cè)星歷表的外推間隔時(shí)間顆視作零）也有很大關(guān)系。

通訊衛(wèi)星鐘的鐘偏差

偏差表述：通訊衛(wèi)星鐘差就是指GPS通訊衛(wèi)星上原子鐘的鐘表時(shí)和GPS國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差異。廣西gps經(jīng)銷商表示，為了確保數(shù)字時(shí)鐘的準(zhǔn)確度，GPS通訊衛(wèi)星全部采用高準(zhǔn)確的原子鐘，但是它們與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的誤差和飄移和漂移總產(chǎn)量依然在1ms～0.1ms之內(nèi)，從而所引起的等效電路的定位誤差約為300km～30km。

因而即便在準(zhǔn)確度相對(duì)較低的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中，也無(wú)法直接用由通訊衛(wèi)星鐘所給的時(shí)長(zhǎng)。

通訊衛(wèi)星鐘的鐘差包含由鐘差、頻偏、頻漂等所產(chǎn)生的偏差，還包含鐘的隨機(jī)偏差。這種偏差總產(chǎn)量皆在1ms之內(nèi),從而所引起的等效電路間距偏差約可達(dá)300km。

相對(duì)論效應(yīng)

偏差表述：因?yàn)橥ㄓ嵭l(wèi)星鐘和接收器鐘所處情況（運(yùn)動(dòng)速度和作用力位）不一樣而造成兩部鐘之間發(fā)生相對(duì)性鐘偏差的情況。

相對(duì)論效應(yīng)偏差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值和載波相位觀測(cè)值產(chǎn)生的影響是一樣的

數(shù)據(jù)信號(hào)在通訊衛(wèi)星里的延遲

偏差表述：我們一般把在通訊衛(wèi)星鐘推動(dòng)下逐漸形成激光測(cè)距數(shù)據(jù)信號(hào)至信號(hào)形成并離去發(fā)送天線相位中點(diǎn)間的時(shí)間也稱之為數(shù)據(jù)信號(hào)在通訊衛(wèi)星里的延遲。

衛(wèi)星天線相位中點(diǎn)誤差

偏差表述：衛(wèi)星天線相位中點(diǎn)與通訊衛(wèi)星形心之間的差別

SA偏差

偏差表述：SA（SelectiveAvailability）現(xiàn)行政策即易用性挑選現(xiàn)行政策，是美國(guó)軍隊(duì)為了能限定非許可客戶運(yùn)用GPS開(kāi)展高準(zhǔn)確點(diǎn)準(zhǔn)確定位而使用的減少系統(tǒng)軟件測(cè)量精度現(xiàn)行政策。主要包括減少?gòu)V播節(jié)目星歷表測(cè)量精度ε技術(shù)性與在通訊衛(wèi)星基本上工作頻率上額外一任意顫動(dòng)的δ技術(shù)性。執(zhí)行SA技術(shù)性后，SA偏差成為了危害GPS定位偏差的較重要要素。廣西gps經(jīng)銷商表示，盡管美國(guó)在2000年5月1日取消SA，可是臨戰(zhàn)或如果需要，美國(guó)仍很有可能修復(fù)也可采用相似的影響技術(shù)性。

與數(shù)據(jù)信號(hào)散播相關(guān)的偏差

對(duì)流層延遲時(shí)間

基本原理：映射

偏差表述：60km-1000km大土層在紫外光、X因涉嫌、γ放射線和高能粒子影響下，該區(qū)域范圍汽體分子和原子造成水解，產(chǎn)生自由電荷和共價(jià)鍵，危害無(wú)線電信號(hào)傳播的，使快速傳播產(chǎn)生變化，傳播路徑造成彎折，使數(shù)據(jù)信號(hào)傳播時(shí)間與真空中光的速度的相乘并不等于通訊衛(wèi)星至接收器之間幾何圖形間距。造成所謂對(duì)流層延遲時(shí)間。

電離層延遲時(shí)間

基本原理：映射

偏差表述：電離層是在50km以內(nèi)的地球大氣層，50km以內(nèi)的地球大氣層，空氣折光率在于溫度、標(biāo)準(zhǔn)氣壓和空氣濕度等因素，信號(hào)的功率傳播路徑也會(huì)帶來(lái)彎折。因?yàn)橐陨弦蛩厥咕嚯x測(cè)量值所產(chǎn)生的系統(tǒng)化誤差變成電離層延遲時(shí)間。電離層延遲時(shí)間對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀察非常值得危害是一樣的。

多路徑效用

偏差表述：經(jīng)一些材料表面反射面后抵達(dá)接收器信號(hào)與立即來(lái)源于通訊衛(wèi)星信號(hào)累加影響進(jìn)入后接收器，將導(dǎo)致測(cè)量結(jié)果造成系統(tǒng)偏差，這就叫做多路徑偏差多路徑誤差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值產(chǎn)生的影響核對(duì)載波相位觀測(cè)值產(chǎn)生的影響大很多。

多路徑偏差在于觀測(cè)站周圍環(huán)境、接收器性能及其觀察時(shí)間的變化，所以一定要清除多路徑偏差，那就需要買一個(gè)性價(jià)比高的RTK，在周邊環(huán)境寬闊、無(wú)河面的區(qū)域準(zhǔn)確測(cè)量。

與接收器相關(guān)的偏差

接收器的鐘偏差

偏差表述：與通訊衛(wèi)星鐘一樣，接收器鐘也是有偏差。并且由于接收器中主要采用石英鐘，因此其鐘偏差較通訊衛(wèi)星鐘更加明顯。

該偏差完全取決于鐘的品質(zhì)，與使用中的生活環(huán)境也有一定關(guān)系。對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀察非常值得危害是一樣的。

接收器的位置誤差

偏差表述：在開(kāi)展校時(shí)和定軌時(shí)，接收器位置一般被稱之為已知，其偏差將導(dǎo)致校時(shí)和定軌得到的結(jié)果造成偏差，即接收器的位置誤差。

接收器的位置誤差對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀察非常值得危害是一樣的。

接收器的測(cè)量噪聲

偏差表述：接收器開(kāi)展GPS測(cè)量時(shí)，因?yàn)閷?shí)驗(yàn)儀器及外部環(huán)境危害所引起的任意數(shù)據(jù)誤差。

誤差在于儀器設(shè)備特性及施工環(huán)境的好壞。一般來(lái)說(shuō)，測(cè)量噪聲數(shù)組長(zhǎng)度遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于以上各種各樣誤差值。觀察充足長(zhǎng)一段時(shí)間后，測(cè)量噪聲產(chǎn)生的影響一般忽略不計(jì)。

接收器相位差無(wú)線天線核心誤差

偏差表述：接收器天線相位中點(diǎn)與無(wú)線天線定位點(diǎn)（AntennaReferencePoint，ARP）之間的差別稱之為接收器天線相位中點(diǎn)誤差。

數(shù)據(jù)信號(hào)在接收器里的延遲

偏差表述：通訊衛(wèi)星激光測(cè)距數(shù)據(jù)信號(hào)在抵達(dá)接收器天線相位中點(diǎn)后好需要投入Δt1去進(jìn)行信號(hào)的功率變大、過(guò)濾及各類加工后方可進(jìn)入碼相關(guān)器與來(lái)源于接收器的拷貝碼進(jìn)行相應(yīng)的解決以獲得測(cè)碼偽距觀測(cè)值（或進(jìn)到載波通信追蹤控制回路以獲得載波相位觀測(cè)值）。一樣從在接收器鐘信號(hào)的功率推動(dòng)下逐漸形成拷貝碼至復(fù)制碼形成進(jìn)而進(jìn)到相關(guān)器進(jìn)行相應(yīng)的解決（或形成載波通信進(jìn)到載波通信追蹤控制回路開(kāi)展載波相位準(zhǔn)確測(cè)量）也需要投入一段時(shí)間Δt2。Δt1與Δt2一般并不相同，二者的差稱之為數(shù)據(jù)信號(hào)在接收器里的延遲。

清除或消弱偏差的影響方式

實(shí)體模型糾正法

基本原理：運(yùn)用模型計(jì)算出偏差危害大小，直接向觀測(cè)值開(kāi)展調(diào)整。這種偏差糾正實(shí)體模型既能根據(jù)對(duì)偏差特點(diǎn)、體制及其形成的原因開(kāi)展分析研究、推論而構(gòu)建的基礎(chǔ)理論公式計(jì)算，還可以是根據(jù)對(duì)很多觀察數(shù)據(jù)收集整理、線性擬合而構(gòu)建的經(jīng)驗(yàn)公式定律，有時(shí)候乃是與此同時(shí)選用兩種方式創(chuàng)建的綜合模型。

所選擇的誤差源：相對(duì)論效應(yīng)、對(duì)流層延遲時(shí)間、電離層延遲時(shí)間、通訊衛(wèi)星鐘差

限定：有一些偏差無(wú)法模型化

求差法

基本原理：根據(jù)觀測(cè)值間一定方法的互相求差，消除或消弱求差觀測(cè)值包含的的相同或者相近的偏差危害。

比如，當(dāng)兩站對(duì)同一通訊衛(wèi)星開(kāi)展同歩觀察時(shí)，觀測(cè)值中還包含了共通的通訊衛(wèi)星鐘偏差，將觀測(cè)值在接收器間求差后就可以清除該項(xiàng)偏差。一樣，一臺(tái)接收器對(duì)多衛(wèi)星開(kāi)展同歩觀察時(shí)。將觀測(cè)值在通訊衛(wèi)星間求差就可以清除接收器鐘偏差產(chǎn)生的影響。

所選擇的誤差源：接收器的鐘偏差、對(duì)流層延遲時(shí)間、電離層延遲時(shí)間、衛(wèi)星星歷偏差、…

限定：空間相關(guān)性將伴隨著觀測(cè)站間的距離增加而變?nèi)?/p>

參數(shù)法

基本原理：選用參數(shù)估計(jì)的辦法，將系統(tǒng)化誤差求定出去。

所選擇的誤差源：都可以可用

限定：不可以與此同時(shí)把所有危害均做為主要參數(shù)來(lái)可能。

逃避法

基本原理：有些偏差，如多路徑偏差，即不選用求差的方法去相抵，也無(wú)法創(chuàng)建糾正實(shí)體模型。這時(shí)比較好的削弱該偏差辦法就是選擇適合的觀察地址、采用比較好的無(wú)線天線，使其反射面物和干擾信號(hào)。

所對(duì)于誤差源：對(duì)途徑效用、電磁波干擾

限定：沒(méi)法避免偏差產(chǎn)生的影響，具有一定的片面性。

總結(jié)

上面三類誤差源主要影響電磁波傳播時(shí)間的測(cè)量和衛(wèi)星準(zhǔn)確位置（即準(zhǔn)確定位）的獲得。所謂準(zhǔn)確定位，就是利用各種模型、估算出各種誤差，進(jìn)而修正GPS定位結(jié)果的技術(shù)。