GPS中的错误来源及其更正
- 卫星几何形状
- 卫星轨道
- 多径效应
- 大气效果
- 时钟不准确和舍入错误
1.卫星错误:
- 卫星保持略有的不准确性可能导致计算位置的错误。
- 卫星从其预测的轨道上漂移略微有助于错误。
让GPS接收器接收来自4个卫星的信号,然后有两种情况:
情况1
卫星在彼此彼此的90°处.T.T的GPS接收器。对于示范目的,我们将采取2个卫星。可能的位置由浅绿色圆圈标记。两个圆圈的交叉点是相当小,或多或少的二次场(深绿色),所确定的位置将是相当准确的。
案例2.
卫星在彼此不在90°处而不是GPS接收器,两个圆圈的可能交叉面积相当较大。
2.卫星轨道
由于重力力,轨道的轻微偏移是可能的
- 太阳和月亮对轨道有薄弱的影响
- 产生的错误不超过2米
3.多路径错误:
由于GPS信号最终到达地球表面,因此它可能在局部障碍物到达接收器的天线之前反射。这被称为多路径误差,因为信号在单行路径以及延迟路径中达到天线。效果类似于电视机上的双重图像。
多径效应是由对象上的卫星信号(无线电波)的反射引起的。对于GPS信号,这种效果主要出现在大型建筑物的附近或其他高度附近。反射信号需要比直接信号更多的时间来到达接收器。由此产生的错误通常位于几米的范围内。
4.大气效应:
GPS信号必须在大气中通过带电粒子和水蒸汽行进,延迟其变速器。由于大气在不同的地方和不同时间变化,因此不可能准确地补偿发生的延迟。
虽然无线电信号随着外层空间中的光线速度,但它们在电离层和对流层中的传播较慢。在80-400km的高度的电离层(由层组成)中,通过阳光的电离力形成大量电子和正电离子。该层折射来自卫星的电磁波,导致信号的细长运行时间。由于电磁波以球体的形式发射,因此采用逆平面法,并且波浪减慢与其频率的平方成反比(1 / f2)通过电离层。对流层折射的原因是不同天气条件引起的不同浓度的水蒸汽。误差导致这种方式小于电离层误差,但不能通过计算消除。它只能由一般计算模型近似。
接收器错误:
由于接收器也不完美,因此它们可以引入自己的错误,这些错误通常会发生在其时钟或内部噪声中。尽管接收器时钟与位置确定期间的卫星时钟同步,但时间的剩余不准确性仍然导致位置确定的约2μm的误差。接收器的舍入和计算误差总和大约为1米。
错误
|
价值(约)
|
电离层 |
4.0米 |
钟 |
2.1米 |
轨道 |
2.1米 |
对流层 |
0.7米 |
接收者 |
0.5米 |
多径 |
1.0米 |
全部的
|
10.4米 |
选择性可用性:
- 选择性可用性(SA)是国防部引入的故意错误,以确保没有敌对的力量使用GPS对美国或其盟友的准确性。
- 2000年5月1日,白宫宣布决定停止对公众的故意降低GPS信号。GPS的民用用户将能够更准确地确定最高十倍的位置。
校正GPS错误的方法
- 实时纠正
- 后处理更正
- 卫星差分服务
实时纠正
- 基站计算和广播每个卫星接收数据的校正。
- 通过无线电信号由粗纱接收器接收校正并将其施加到其计算的位置。
- 结果,在粗糙GPS接收器上显示的位置是差校正的位置。
后处理更正
- 通过后处理差异校正GPS数据使用基础GPS接收器,该GPS接收器在已知位置和收集字段中的位置的Rover GPS接收器记录位置。
- 来自基础和流动仪的文件被传送到Office处理软件,从而计算Rover文件的纠正位置。
- 可以在GIS中查看或导出此结果的更正文件。