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GPS定位时怎么会产生漂移?形成漂移的因素有哪些?

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GPS定位时怎么会产生漂移?形成漂移的因素有哪些?

发布日期:2019-07-02 作者:航润科技 点击:

GPS漂移是有关GPS的热门话题之一, 什么叫GPS漂移?使用过GPS定位追踪设备的人,大部分会遇到这种情况:自己的车子停在一个地方,什么都没动,但是上传的位置数据却时常在变化,一会显示静止,一会显示运动。而且显示的位置也相差很远,少则几百米,多则几千米。这种现象就称之为“漂移”。GPS漂移不光是在静止的时候会产生,在运动状态下也可能会发生,只是运动状态下产生漂移的概率小罢了。这也是民用GPS定位器比较常见的一个基本特征。漂移是GPS生活的一部分, GPS定位追踪系统的设计原理决定了漂移的存在, 所以漂移是无法完全消除的。

说起漂移,我们首先得知道GPS导航的基本原理就是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离,然后综合多颗卫星(至少四颗)的数据就可知道接收机的具体位置。这一过程需要一定的计算得到,往往我们注意到计算的位置与实际位置有误差。造成GPS漂移的因素很多,以下作一些简单归纳。


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  信号编码及信号强度

卫星的距离由测量GPS编码的时延计算得出的, 所以GPS编码速率决定了时延测量的精度, 也就决定了距离的精度, 由于民用码的编码速率是1.023MHz, 而军用码为10.23MHz,所以GPS的军用码的精度更高。由于信号减弱, GPS信号解码后的信号边沿模糊, 会引入时延测量误差,从而影响定位精度。干扰也会影响信号质量而加大误差。即使在开阔环境中,由于GPS民用C/A码结构受到外界环境的影响(包括电离层,大气层及周围环境)及其GPS设备本地时钟的抖动, GPS经计算得出的定位位置范围已经不是理论上的一个点,而是一个区域,定位位置是该区域里的任意点。


  多径效应

如果卫星信号经过反射, 那么信号的传输时间就会增长, 所对应计算出的到卫星的距离就会出现误差, 但反射信号如果没有进入接收机则为无效反射。图可以看出多径效应是变化的, 尤其是在室内。


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  卫星空间分布

卫星空间分布也对定位精度有影响,在GPS导航和定位中,我们使用几何精度因子(DOP,dilution of precision,也翻译为精度衰减因子)来衡量观测卫星的空间几何分布对定位精度的影响。DOP分为以下几种:     

       PDOP( position dilution of precision ) 三维位置精度因子:为纬度、经度和高程等误差平方和的开根号值  

       TDOP(time dilution of precision )钟差精度因子:为接收仪内时表偏移误差值。

HDOP(horizontal dilution of precision )水平分量精度因子:为纬度和经度等误差平方和的开根号值。

       VDOP(vertical dilution of precision )垂直分量精度因子 

GDOP(Geometric Dilution Precision)几何精度因子:是衡量一个定位系统精度的重要标准之一。

 DOP值的大小与GPS定位的误差成正比,DOP值越大,定位误差越大,定位的精度就低。DOP是位置质量的指示器。它是考虑每颗卫星相对于星座(几何位置)中其它卫星的位置来预计用该星座能得到的位置精度的计算结果。小的DOP值表示强的卫星几何位置和精度的较高概率。高的DOP值表示弱的卫星几何位置和精度的较低概率。


卫星的移动

卫星每隔24小时出现在天空中的同一位置,由于卫星的移动, 可见卫星数以及卫星分布都会跟着发生变化。


  此外有干扰的环境会降低GPS信号的质量, 从而使到卫星的伪距计算产生误差, 引起位置误差;有些时候温度的剧烈变化也会造成GPS本地时钟的抖动,从而使到卫星的伪距计算产生误差。

一些常见的漂移表现情况:

1.开阔环境表现小范围漂移;

2.高楼旁(尤其是玻璃外墙), 表现为向反射面相反漂移, 有时可达数百米;

3.室内窗边,室内反射面众多信号弱, GPS定位表现为无规律的大范围漂移, 有时可达百米;

4.干扰环境中会严重降低GPS信号质量, 极端时会影响数个时延测量周期, 而且干扰存在时参与定位卫星数较少, 极端时会产生数百公里的漂移;

5.出隧道情况,此时的漂移由于GPS位置计算算法决定, 极限时会有几十米的漂移。


本文网址:http://www.gzhrgps.com/news/450.html

相关标签:定位追踪,定位追踪系统,GPS漂移

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