差分GPS定位原理
差分GPS定位原理
根据差分GPS基准站发送的信息方式可将差分GPS定位分为三类，即：位置差分、伪距差分和相位差分。这三类差分方式的工作原理是相同的，即都是由基准站发送改正数，由用户站接收并对其测量结果进行改正，以获得精确的定位结果。所不同的是，发送改正数的具体内容不一样，其差分定位精度也不同。
1. 位置差分原理
这是一种最简单的差分方法，任何一种GPS接收机均可改装和组成这种差分系统。
安装在基准站上的GPS接收机观测4颗卫星后便可进行三维定位，解算出基准站的坐标。由于存在着轨道误差、时钟误差、SA影响、大气影响、多径效应以及其他误差，解算出的坐标与基准站的已知坐标是不一样的， 存在误差。基准站利用数据链将此改正数发送出去，由用户站接收，并且对其解算的用户站坐标进行改正。
最后得到的改正后的用户坐标已消去了基准站和用户站的共同误差，例如卫星轨道误差、 SA影响、大气影响等，提高了定位精度。以上先决条件是基准站和用户站观测同一组卫星的情况。 位置差分法适用于用户与基准站间距离在100km以内的情况。
GPS静态测量
GPS静态测量是利用GPS卫星的载波相位进行静态相对定位测量，以获得高精度的基线测量结果。为了准确地求解载波相位的整周模糊度，必须静止观测相当一段时间（一般为半小时以上，边长越长观测时间应当越长）；如果采用整周模糊度快速逼近技术，则观测时间可以缩短到5-10分钟；另外，在精度要求稍低的情况下，也可以采用准动态（或称为走走停停）测量或复测法准动态测量。
在一般边长不超过10-15公里的测量应用中，单频GPS接收机就能满足测量作业的需求，基线测量精度可以达到5毫米+1PPM。对于边长长于10-15公里的应用则要用双频GPS接收机系统。因为当边长长于10-15公里时，电离层折射对GPS观测的影响已经无法用简单的差分处理消除，必须用双频GPS接收机来消除其影响，因为电离层折射对无线电波的传播时延与无线电波的频率相关
gps误差分类
分类: 教育/科学 >> 科学技术 >> 工程技术科学
解析:
全球定位系统之误差来源种类繁多，而一般误差来源可区分成三大类，即卫星偏差、观测偏差及与观测相关之偏差。
卫星偏差
星历误差：由卫星实际运行之轨道或瞬间位置与导航讯号中广播星历之轨道
预估资料间之偏差。
卫星时钟之偏差：卫星上之时钟与全球定位系统时钟间之偏差。
观测偏差
指接收仪之时钟误差，即接收仪时钟与全球定位系统时钟间之偏差。
与观测相关之偏差
为卫星信号传播过程中，因传播介质与环境所引起的偏差。如起始整数周波未定值、对流层或电离层传播延迟、多路径误差、周波脱落值及精密值强弱度等因素。
周波未定值
由于相位是时间的连续函数,故接收仪接收到卫星的相位值与接收仪本身震荡的相位值不只是带有小数的周波值,而且也是一个连续的周波值。同理,载波相位接收值也应是一个连续的周波值,但是接收仪所量得的相位值与接收仪本身震荡的相位值的差值只是小数部分的周波值,而真正存于卫星与接收仪间的正整数周波值却无法得知。在起始接收时,接收仪本身会自行计算产生一个近似整数的周波值,此近似整数的周波值与正确的整数周波值间存在一个整数的差值,此整数差值称为相位未定值。只要接收仪所接收到的卫星讯号不中断,一组卫星接收仪间的相位未定值应为一个整数常数。欲求解相位未定值,可以利用三次差法,或采取前后相位差的方法予以去除。
电离层传播延迟
卫星讯号在传播过程中,经过大气层时会受到电离层及对流层折射之影响而产生传播延迟。电离层约在高度100公里到1000公里之大气范围,在此范围内充满了离子化微粒子与电子,因电子性质不稳定,对无线电信号造成很大的影响。电离层延迟修正的大小与卫星的高度即使用者的纬度有关,亦会受到电子密度的影响；而电子密度则会因日期、季节及太阳黑子周期而定。
对流层的影响
对流层乃是由地表起算到约40公里处之大气范围,至于40公里~80公里之大气部分其影响量可以忽略。对流层为一中性大气范围,它对电磁波的影响与讯号之频率无关,因此无法藉著同时对不同频率讯号接收的方式加以消除。只能以数学模式来推算其影响量而加以改正。对流层之影响会随卫星高度,测点纬度及测点位置高而异。
多路径效应
是指GPS载波讯号被接收仪附近的障碍物多次折射所产生的影响。像如此GPS讯号是经由两条以上的路径到达天线盘时,则被称为多路径效应。
周波脱落
当卫星讯号于传播过程中受到干扰而中断,以致无法在持续的作相位追踪,直到讯号重新被锁定后再做正常的相位追踪。此时,小数的周波数能可持续的追踪,但是中断期间造成相位连续累积的数值产生偏差,使得整数周波产生不连续的现象,而无法正常计算,此一现象被称为周波脱落。
DOP值
由于接收成果的好坏与被接收的卫星合使用者间的几何形状有关且影响甚距,该项所引起的误差大小称为精密值的强弱度(Dilution of Precision ,简称 DOP)。其可用为量测卫星的几何分布影响成果精度的程度。
精密值的强弱度可分为下列6种
GDOP三维坐标与时间（即几何形状）之精度强弱度:为纬度、经度、高程和时间等误差平方和的开根号值，所以
GDOP²=PDOP²+TDOP²
PDOP位置之精度强弱度：为纬度、经度和高程等 误差平方和的开根号值。
PDOP²=HDOP²+VDOP²
HDOP水平坐标之精度强弱度：为纬度和经度等误差平方和的开根号 值。
VDOP垂直（即高程）坐标之精度强弱度：为高程的误差值。
TDOP时间之精度强弱度：为接收仪内时表偏移误差值。
HTDOP水平坐标与时间之精度强弱度：为纬度、经度和时间等误差平方和的开根号值，所以
HTDOP²=HDOP²+TDO²P
对于测量人员而言,最关心的就是位置成果水平座标 。所以上述六种精密值的强弱度最常用的是PDOP和HDOP。当精度的强弱度值近似等于1,表示成果非常理想。如果该值大于6,则表示成果不能接受,必须重新观测。
误差种类
误差影响的极大值
卫星时钟误差 ±300000公尺,但若用广播讯号中提供的改正项(broadcast correction),将可以降低到±100公尺。
接收仪时钟误差 ±10公尺~±100公尺(视接收仪的种类而定)。
轨道误差 广播星历误差为正负80公尺(倘若用地面追踪站资料则为±10公尺)。
电离层迟滞误差 水平方向±150公尺(天顶方向降低至±50公尺)
对流层迟滞误差 地面高度10度方向为±20公尺(天顶方向则降低至2±公尺)
SELECTIVE AVAILABILITY ±100M
多路径效应 ±0.5M
gps定位精度是多少
民用的定位模块定位精度分为标准高精度和RTK高精度，标准高精度普遍为米级，单频的GPS模块，北斗模块定位精度为2-3米，L1+L5双频GPS模块、北斗模块定位精度为1-2米左右；RTK高精度的GPS模块、北斗模块定位精度能达到分米级、亚米级。下图为SKYLAB整理的现有GNSS模块参数表，有根据定位精度列出各系列GPS模块，北斗模块定位精度及授时精度等参数，希望能够帮助到各位。
gps精度多少米
gps民用定位精度是10米。gps在民用方面，卫星导航系统精度达到10米；在研究中，卫星导航系统精度极限可达2.5米；在海上卫星导航系统精度更是已达到至3cm级别，但在卫星数较少、卫星分布较差的区域，定位精度较差或无法定位。 gps民用定位精度是10米。gps在民用方面，卫星导航系统精度达到10米；在研究中，卫星导航系统精度极限可达2.5米；在海上卫星导航系统精度更是已达到至3cm级别，但在卫星数较少、卫星分布较差的区域，定位精度较差或无法定位。
