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[讨论] GPS接收系统中主要的误差来源 (看了觉得有意思,转到这里来)

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发表于 2008-1-20 03:34:20 | 显示全部楼层 |阅读模式
<P>GPS接收系统中主要的误差来源



    在GPS系统中,误差来源可以分为三个方面来看,一是卫星方面的误差,二是信号传输过程中的误差,三是接收机方面的误差。
    一是卫星方面的误差:

    1、卫星时钟。尽管GPS卫星上有四个高精度的原子钟,但时间上10纳秒的差,会造成位置计算时3米的误差。

    2、卫星轨道误差。卫星星历数据和时钟参数随数据的过时而造成预报误差增大,因而地面控制站给卫星上传数据越频繁,预报的轨道数据越准确。一般来讲,我们所知道的卫星的确切的位置中其真实卫星的1到5米范围。

    二是信号传输过程中造成的误差:

     1、GPS信号传播的速度。当计算接收机到卫星的距离,信号传输的速度默认为光速,但光只有在真空中传输时才是恒定不变的,但从太空到地面,有很多的大气层,它们会引起电磁波传播的延迟,也就是说信号在穿过大气层时的速度会是不同的。
    电离层有大量的电离粒子,太阳紫外线将气体分子电离成离子与自由电子,它们会影响GPS信号的传播,在GPS信号传输路径中,自由电子密度越高对GPS信号影响越大,这是GPS信号传播中最主要的一个误差来源。
    平流层同样对信号的传播有影响。平流层气体中包含有水汽,它会引起信号的反射,同时信号的传播速度降低,造成信号的延时。
    由于电离层和平流层的影响,GPS信号的传播速度不能看做是恒定的,但在接收机计算时通常是看成恒定的,所以在结果中引入了误差。要减小误差的方法是预报大气层对GPS信号的延迟,这种方法叫“建模”。另一种方法是“双频”法,通过比较GPS卫星信号L1和L2两个载波,计算出大气层的影响。
   
    2、多径效应。GPS信号的传播和光信号的转播一样,也会反射,所以接收机不仅仅接收直接的GPS信号,同时它也会接收通过建筑物、山或水面反射的信号。这些信号通常会削弱直接收到的同一GPS卫星的信号,或者如果只收到反射信号时,得到的信号传播时间增长,从而造成位置计算的误差。因为用户的移动,多径效应是很难预知的。

    三是接收机方面的因素。

    1、卫星与接收机组成的几何形状的影响。用全球卫星导航系统进行导航,定位精度一方面取决于每一个伪距的精度,另一方面取决于接收机中用于定位的卫星组成的几何形状,这是用精度因子(DOP, Dilution of Precision)来描述的。
GDOP:Geometrical DOP
PDOP:Position DOP
HDOP:Horizontal DOP
VDOP:Vertical DOP </P>
<P>

    DOP值是卫星和接收机所组成的四面体体积的倒数,最好的几何形状是体积最大也就是DOP值最小的时候。在开放的区域,卫星覆盖非常好,PDOP和GDOP值很少会低于3。

    2、接收机计算误差。接收机的误差包括:天线引起的误差,内部通道偏置,接收机噪声,以及GPS接收机决定卫星信号传输时间的精度也有限,从而造成计算位置时出现误差。但一般情况下,接收机引起的误差要远比信号传输中引入的误差的影响要小。</P><IMG src="http://www.gpsfield.com/Principle/images/PDOP.GIF" border=0>[br]<p align=right><font color=red>+3 RD币</font></p>
发表于 2008-1-21 22:46:24 | 显示全部楼层
不错
[em02]
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发表于 2008-1-22 10:46:29 | 显示全部楼层
但一般情况下,接收机引起的误差要远比信号传输中引入的误差的影响要小。
当然  要不怎么做差分
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发表于 2008-1-22 21:24:03 | 显示全部楼层
,谢谢 !

希望大哥,大姐们多上传些相关资料,供大家分享
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发表于 2008-3-9 10:15:59 | 显示全部楼层
“DOP值是卫星和接收机所组成的四面体体积的倒数,最好的几何形状是体积最大也就是DOP值最小的时候。在开放的区域,卫星覆盖非常好,PDOP和GDOP值很少会低于3”[/COLOR]

据说DOP越小、定位精度越高的(等于1时是理想情况,即计算出的位置和实际所处位置重合,这在一般情况下几乎是很难发生的,等于5时,定位误差很大了,基本不能拿来作定位用途用了)。这里说的“四面体体积”有没有图示呢?
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发表于 2008-3-10 09:31:56 | 显示全部楼层
不错,呵呵
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发表于 2008-3-10 17:14:48 | 显示全部楼层
卫星时钟。尽管GPS卫星上有四个高精度的原子钟,但时间上10纳秒的差,会造成位置计算时3米的误差
本文来自:我爱研发网(52RD.com) 详细出处:http://www.52rd.com/bbs/Detail_RD.BBS_113202_116_1_1.html


受教了,但是不是说美国的军用P码的不是能精确到一米吗?那是不是通过别的途径进行了补偿呢?
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发表于 2008-3-11 16:07:34 | 显示全部楼层
原子钟的误差应该可以忽略的(不过温度误差不可以忽略,-2xx度和+2xx度的温差不小的),还有接收机温度误差。jitter等
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