GPS理論基礎(chǔ)定位誤差源

利用GPS進(jìn)行定位時，會受到各種各樣因素的影響。影響GPS定位精度的因素可分為以下四大類（可以參考下圖）。這些因素主要影響電磁波傳播時間的測量和衛(wèi)星精確位置的獲得，誤差通過測量平差方程傳播給GPS定位結(jié)果，所謂精密定位，就是利用各種模型，估算出下面列出的各種誤差（大部分），這是GPS應(yīng)用的前沿課題。

1、與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素

(1) SA 美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度（ε技術(shù)）、在GPS信號中加入高頻抖動等方法，人為降低普通用戶利用GPS進(jìn)行導(dǎo)航定位時的精度（目前已經(jīng)取消）。
(2) 衛(wèi)星星歷誤差 在進(jìn)行GPS定位時，計算在某時刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計算出的衛(wèi)星位置都會與其真實位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。
(3) 衛(wèi)星鐘差 衛(wèi)星鐘差是GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時與GPS標(biāo)準(zhǔn)時間的誤差。
(4) 衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差 衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差是GPS衛(wèi)星上信號發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中心與其真實相位中心之間的差異。

2、與傳播路徑有關(guān)的因素

(1) 電離層延遲 由于地球周圍的電離層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。
(2) 對流層延遲 對于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對流層延遲。
(3) 多路徑效應(yīng) 由于接收機(jī)周圍環(huán)境的影響，使得接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星信號中還包含有反射和折射信號的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。

3、接收機(jī)有關(guān)的因素

(1) 接收集鐘差 接收機(jī)鐘差是GPS接收機(jī)所使用的鐘的鐘面時與GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的差異。
(2) 接收機(jī)天線相位中心偏差 接收機(jī)天線相位中心偏差是GPS接收機(jī)天線的標(biāo)稱相位中心與其真實的相位中心之間的差異。
(3) 接收機(jī)軟件和硬件造成的誤差 在進(jìn)行GPS定位時，定位結(jié)果還會受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。
(4) 天線相對旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生的相位增加效應(yīng)

4、其它

(1) GPS控制部分人為或計算機(jī)造成的影響 由于GPS控制部分的問題或用戶在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時引入的誤差等。
(2) 數(shù)據(jù)處理軟件的影響 數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對定位結(jié)果的影響。
(3) 固體潮、極潮和海水負(fù)荷的影響
(4) 相對論效應(yīng)。衛(wèi)星鐘和地面鐘由于存在相對運動，從地面觀測，衛(wèi)星鐘走得慢，影響電磁波傳播時間的測定。