GPS定位里的誤差源及消弱方式測量技術

頻繁使用接收器測量，總是會聽到過偏差、差分信號、糾正這類的字眼，那你們有沒有細心掌握過呢？現在也為就整理了有關GPS定位里的誤差源及消弱方式的一些信息，純干貨，學習培訓一些知識總是沒錯的，細心收看。

GPS定位發生的各種各樣偏差從誤差源而言大致可分為三類，與通訊衛星相關的偏差、與數據信號散播相關的偏差與和接收器相關的偏差。廣西gps經銷商表示，而這三類偏差還能夠向下細分化，我一一給大家來講解。

RTK測量時發生的各種各樣偏差，按特性可以分為系統偏差（誤差）和隨機偏差兩類。在其中，系統偏差無論是從偏差尺寸，或是準確定位結論的危害性而言，要比隨機偏差大很多，并且他們又也是有規律可循的，可以采用一定的方式和對策進行清除。

與通訊衛星相關的偏差

與通訊衛星相關的偏差包含星歷表偏差、通訊衛星鐘偏差、相對論效應、數據信號在通訊衛星里的延遲和衛星天線相位中點誤差。

衛星星歷偏差

偏差表述：因為衛星星歷所給的通訊衛星位置和方向速度通訊衛星的實際位置和速率差值變成衛星星歷偏差。

星歷表偏差大小完全取決于通訊衛星定軌多面的品質，如定軌站的總數以及地域分布、觀查非常值得數量和準確度、定軌是所使用的課堂教學力學模型和定軌app的健全水平等。廣西gps經銷商表示，除此之外，與星歷表的外推間隔時間（評測星歷表的外推間隔時間顆視作零）也有很大關系。

通訊衛星鐘的鐘偏差

偏差表述：通訊衛星鐘差就是指GPS通訊衛星上原子鐘的鐘表時和GPS國際標準時間的差異。廣西gps經銷商表示，為了確保數字時鐘的準確度，GPS通訊衛星全部采用高準確的原子鐘，但是它們與GPS標準時間的誤差和飄移和漂移總產量依然在1ms～0.1ms之內，從而所引起的等效電路的定位誤差約為300km～30km。

因而即便在準確度相對較低的衛星導航系統中，也無法直接用由通訊衛星鐘所給的時長。

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

相對論效應

偏差表述：因為通訊衛星鐘和接收器鐘所處情況（運動速度和作用力位）不一樣而造成兩部鐘之間發生相對性鐘偏差的情況。

相對論效應偏差對測碼偽距觀測值和載波相位觀測值產生的影響是一樣的

數據信號在通訊衛星里的延遲

偏差表述：我們一般把在通訊衛星鐘推動下逐漸形成激光測距數據信號至信號形成并離去發送天線相位中點間的時間也稱之為數據信號在通訊衛星里的延遲。

衛星天線相位中點誤差

偏差表述：衛星天線相位中點與通訊衛星形心之間的差別

SA偏差

偏差表述：SA（SelectiveAvailability）現行政策即易用性挑選現行政策，是美國軍隊為了能限定非許可客戶運用GPS開展高準確點準確定位而使用的減少系統軟件測量精度現行政策。主要包括減少廣播節目星歷表測量精度ε技術性與在通訊衛星基本上工作頻率上額外一任意顫動的δ技術性。執行SA技術性后，SA偏差成為了危害GPS定位偏差的較重要要素。廣西gps經銷商表示，盡管美國在2000年5月1日取消SA，可是臨戰或如果需要，美國仍很有可能修復也可采用相似的影響技術性。

與數據信號散播相關的偏差

對流層延遲時間

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，該區域范圍汽體分子和原子造成水解，產生自由電荷和共價鍵，危害無線電信號傳播的，使快速傳播產生變化，傳播路徑造成彎折，使數據信號傳播時間與真空中光的速度的相乘并不等于通訊衛星至接收器之間幾何圖形間距。造成所謂對流層延遲時間。

電離層延遲時間

基本原理：映射

偏差表述：電離層是在50km以內的地球大氣層，50km以內的地球大氣層，空氣折光率在于溫度、標準氣壓和空氣濕度等因素，信號的功率傳播路徑也會帶來彎折。因為以上因素使距離測量值所產生的系統化誤差變成電離層延遲時間。電離層延遲時間對測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：經一些材料表面反射面后抵達接收器信號與立即來源于通訊衛星信號累加影響進入后接收器，將導致測量結果造成系統偏差，這就叫做多路徑偏差多路徑誤差對測碼偽距觀測值產生的影響核對載波相位觀測值產生的影響大很多。

多路徑偏差在于觀測站周圍環境、接收器性能及其觀察時間的變化，所以一定要清除多路徑偏差，那就需要買一個性價比高的RTK，在周邊環境寬闊、無河面的區域準確測量。

與接收器相關的偏差

接收器的鐘偏差

偏差表述：與通訊衛星鐘一樣，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星鐘更加明顯。

該偏差完全取決于鐘的品質，與使用中的生活環境也有一定關系。對測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：在開展校時和定軌時，接收器位置一般被稱之為已知，其偏差將導致校時和定軌得到的結果造成偏差，即接收器的位置誤差。

接收器的位置誤差對測碼偽距和載波相位觀察非常值得危害是一樣的。

接收器的測量噪聲

偏差表述：接收器開展GPS測量時，因為實驗儀器及外部環境危害所引起的任意數據誤差。

誤差在于儀器設備特性及施工環境的好壞。一般來說，測量噪聲數組長度遠遠小于以上各種各樣誤差值。觀察充足長一段時間后，測量噪聲產生的影響一般忽略不計。

接收器相位差無線天線核心誤差

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

數據信號在接收器里的延遲

偏差表述：通訊衛星激光測距數據信號在抵達接收器天線相位中點后好需要投入Δt1去進行信號的功率變大、過濾及各類加工后方可進入碼相關器與來源于接收器的拷貝碼進行相應的解決以獲得測碼偽距觀測值（或進到載波通信追蹤控制回路以獲得載波相位觀測值）。一樣從在接收器鐘信號的功率推動下逐漸形成拷貝碼至復制碼形成進而進到相關器進行相應的解決（或形成載波通信進到載波通信追蹤控制回路開展載波相位準確測量）也需要投入一段時間Δt2。Δt1與Δt2一般并不相同，二者的差稱之為數據信號在接收器里的延遲。

清除或消弱偏差的影響方式

實體模型糾正法

基本原理：運用模型計算出偏差危害大小，直接向觀測值開展調整。這種偏差糾正實體模型既能根據對偏差特點、體制及其形成的原因開展分析研究、推論而構建的基礎理論公式計算，還可以是根據對很多觀察數據收集整理、線性擬合而構建的經驗公式定律，有時候乃是與此同時選用兩種方式創建的綜合模型。

所選擇的誤差源：相對論效應、對流層延遲時間、電離層延遲時間、通訊衛星鐘差

限定：有一些偏差無法模型化

求差法

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

比如，當兩站對同一通訊衛星開展同歩觀察時，觀測值中還包含了共通的通訊衛星鐘偏差，將觀測值在接收器間求差后就可以清除該項偏差。一樣，一臺接收器對多衛星開展同歩觀察時。將觀測值在通訊衛星間求差就可以清除接收器鐘偏差產生的影響。

所選擇的誤差源：接收器的鐘偏差、對流層延遲時間、電離層延遲時間、衛星星歷偏差、…

限定：空間相關性將伴隨著觀測站間的距離增加而變弱

參數法

基本原理：選用參數估計的辦法，將系統化誤差求定出去。

所選擇的誤差源：都可以可用

限定：不可以與此同時把所有危害均做為主要參數來可能。

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，也無法創建糾正實體模型。這時比較好的削弱該偏差辦法就是選擇適合的觀察地址、采用比較好的無線天線，使其反射面物和干擾信號。

所對于誤差源：對途徑效用、電磁波干擾

限定：沒法避免偏差產生的影響，具有一定的片面性。

總結

上面三類誤差源主要影響電磁波傳播時間的測量和衛星準確位置（即準確定位）的獲得。所謂準確定位，就是利用各種模型、估算出各種誤差，進而修正GPS定位結果的技術。