我們都只到GPS有一定的誤差，如果經(jīng)常使用介紹及進(jìn)行測(cè)量的話，還會(huì)聽到誤差、差分、改正之類的字眼，那你有沒有仔細(xì)了解過呢？小編就為就為大家整理了關(guān)于GPS定位中的誤差源及削弱方法的一些信息，純干貨，學(xué)習(xí)一些知識(shí)總是沒錯(cuò)的，耐心觀看。
GPS定位出現(xiàn)的各種誤差從誤差源來講大體可以分為三類，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差和與接收機(jī)有關(guān)的誤差。而這三類誤差還可以往下細(xì)分，小編一一為大家來講解。
RTK測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的各種誤差，按性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差（偏差）和隨機(jī)誤差兩大類。其中，系統(tǒng)誤差無論從誤差大小，還是定位結(jié)果的危害性來講，都比隨機(jī)誤差大得多，而且它們又是有規(guī)律可循的。
GPS測(cè)量中的誤差
1、與衛(wèi)星有關(guān)的誤差
與衛(wèi)星有關(guān)的誤差包括星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng)、信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延和衛(wèi)星天線相位中心偏差。
衛(wèi)星星歷誤差
誤差解釋：由于衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置和速度與衛(wèi)星的實(shí)際位置和速度之差成為衛(wèi)星星歷誤差。
星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星定軌系統(tǒng)的質(zhì)量，如定軌站的數(shù)量及其地理分布、觀察值得數(shù)量及精度、定軌是所用的教學(xué)力學(xué)模型和定軌軟件的完善程度等。此外，與星歷的外推時(shí)間間隔（實(shí)測(cè)星歷的外推時(shí)間間隔顆視為零）也有直接關(guān)系。
衛(wèi)星鐘的鐘誤差
誤差解釋：衛(wèi)星鐘差是指GPS衛(wèi)星上原子鐘的鐘面時(shí)與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差別。為了保證時(shí)鐘的精度，GPS衛(wèi)星均采用高精度的原子鐘，但它們與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的偏差和漂移和漂移總量仍在1ms——0.1ms以內(nèi)，由此引起的等效的定位誤差將達(dá)到300km——30km。
因此即使在精度較低的衛(wèi)星導(dǎo)航中，也不能直接使用由衛(wèi)星鐘所給出的時(shí)間。
衛(wèi)星鐘的鐘差包括由鐘差、頻偏、頻漂等產(chǎn)生的誤差，也包含鐘的隨機(jī)誤差。這些偏差的總量均在1ms 以內(nèi)，由此引起的等效距離誤差約可達(dá)300km。
相對(duì)論效應(yīng)
誤差解釋：由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)速度和重力位）不同而引起兩臺(tái)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)鐘誤差的現(xiàn)象。
相對(duì)論效應(yīng)誤差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值和載波相位觀測(cè)值的影響是相同的
信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延
誤差解釋：我們通常把在衛(wèi)星鐘驅(qū)動(dòng)下開始生成測(cè)距信號(hào)至信號(hào)生成并離開發(fā)射天線相位中心間的時(shí)間稱為信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延。
衛(wèi)星天線相位中心偏差
誤差解釋：衛(wèi)星天線相位中心與衛(wèi)星質(zhì)心之間的差異
SA誤差
誤差解釋：SA（Selective Availability）政策即可用性選擇政策，是美國(guó)軍方為了限制非特許用戶利用GPS進(jìn)行高精度點(diǎn)定位而采用的降低系統(tǒng)精度的政策。它包括降低廣播星歷精度的ε技術(shù)和在衛(wèi)星基本頻率上附加一隨機(jī)抖動(dòng)的δ技術(shù)。實(shí)施SA技術(shù)后，SA誤差已經(jīng)成為影響GPS定位誤差的主要因素。雖然美國(guó)在2000年5月1日取消了SA，但是戰(zhàn)時(shí)或必要時(shí)，美國(guó)仍可能恢復(fù)或采用類似的干擾技術(shù)。
2、與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差
電離層延遲
原理：折射
誤差解釋：60km-1000km大氣層在紫外線、X涉嫌、γ射線和高能粒子作用下，該區(qū)域內(nèi)的氣體分子和原子產(chǎn)生電離，形成自由電子和正離子，影響無線電信號(hào)的傳播，使傳播速度發(fā)生變化，傳播路徑產(chǎn)生彎曲，使信號(hào)傳播時(shí)間與真空中光速的乘積不等于衛(wèi)星至接收機(jī)間的幾何距離。產(chǎn)生所謂的電離層延遲。
對(duì)流層延遲
原理：折射
誤差解釋：對(duì)流層是高度在50km以下的大氣層，50km以下的大氣層，大氣折射率取決于氣溫、氣壓和相對(duì)濕度等因子，信號(hào)的傳播路徑也會(huì)產(chǎn)生彎曲。由于上述原因使距離測(cè)量值產(chǎn)生的系統(tǒng)性偏差成為對(duì)流層延遲。對(duì)流層延遲對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)值得影響是相同的。
多路徑效應(yīng)
誤差解釋：經(jīng)某些物體表面反射后到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)與直接來自衛(wèi)星的信號(hào)疊加干擾后進(jìn)入接收機(jī)，將使測(cè)量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，這就是所謂的多路徑誤差多路徑誤差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值的影響比對(duì)載波相位觀測(cè)值的影響大得多。
多路徑誤差取決于測(cè)站周圍的環(huán)境、接收機(jī)的性能以及觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短，就需要買一個(gè)性能好的RTK，在周圍環(huán)境開闊、無水面的地方測(cè)量。
3、與接收機(jī)有關(guān)的誤差
接收機(jī)的鐘誤差
誤差解釋：與衛(wèi)星鐘一樣，接收機(jī)鐘也有誤差。而且由于接收機(jī)中大多采用石英鐘，因而其鐘誤差較衛(wèi)星鐘更為顯著。
該誤差主要取決于鐘的質(zhì)量，與使用時(shí)的環(huán)境也有一定關(guān)系。對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)值得影響是相同的。
接收機(jī)的位置誤差
誤差解釋：在進(jìn)行授時(shí)和定軌時(shí)，接收機(jī)的位置通常被認(rèn)為是已知的，其誤差將使授時(shí)和定軌的結(jié)果產(chǎn)生誤差，即接收機(jī)的位置誤差。
接收機(jī)的位置誤差對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)值得影響是相同的。
接收機(jī)的測(cè)量噪聲
誤差解釋：接收機(jī)進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，由于儀器設(shè)備及外界環(huán)境影響而引起的隨機(jī)測(cè)量誤差。
誤差值取決于儀器性能及作業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣。一般來說，測(cè)量噪聲的值遠(yuǎn)小于上述各種偏差值。觀測(cè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，測(cè)量噪聲的影響通常可以忽略不計(jì)。
接收機(jī)相位天線中心偏差
誤差解釋：接收機(jī)天線相位中心與天線參考點(diǎn)（Antenna Reference Point，ARP）之間的差異稱為接收機(jī)天線相位中心偏差。
信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)的時(shí)延
誤差解釋：衛(wèi)星測(cè)距信號(hào)在到達(dá)接收機(jī)天線相位中心后好需要花費(fèi)Δt1來進(jìn)行信號(hào)的放大、濾波及各種處理后才能進(jìn)入碼相關(guān)器與來自接收機(jī)的復(fù)制碼進(jìn)行相關(guān)處理以獲得測(cè)碼偽距觀測(cè)值（或進(jìn)入載波跟蹤回路以獲取載波相位觀測(cè)值）。同樣從在接收機(jī)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下開始生成復(fù)制碼至復(fù)制碼生成并進(jìn)入相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)處理（或生成載波進(jìn)入載波跟蹤回路進(jìn)行載波相位測(cè)量）也需要花費(fèi)一段時(shí)間Δt2。Δt1與Δt2一般并不相等，兩者之間的差稱為信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)的時(shí)延。
4、削弱誤差影響的方法
模型改正法
原理：利用模型計(jì)算出誤差影響的大小，直接對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行修正。這些誤差改正模型既可以通過對(duì)誤差特性、機(jī)制以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究分析、推導(dǎo)而建立起來的理論公式，也可以是通過對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析、擬合而建立起來的經(jīng)驗(yàn)公式，有時(shí)則是同時(shí)采用兩種方法建立的綜合模型。
所針對(duì)的誤差源：相對(duì)論效應(yīng)、電離層延遲、對(duì)流層延遲、衛(wèi)星鐘差
限制：有些誤差難以模型化
求差法
原理：通過觀測(cè)值間一定方式的相互求差，消去或削弱求差觀測(cè)值所包含的相同或相似的誤差影響。
例如，當(dāng)兩站對(duì)同一衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)值中都包含了共同的衛(wèi)星鐘誤差，將觀測(cè)值在接收機(jī)間求差后即可此項(xiàng)誤差。同樣，一臺(tái)接收機(jī)對(duì)多顆衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)時(shí)。將觀測(cè)值在衛(wèi)星間求差即可接收機(jī)鐘誤差的影響。
所針對(duì)的誤差源：接收機(jī)的鐘誤差、電離層延遲、對(duì)流層延遲、衛(wèi)星星歷誤差、…
限制：空間相關(guān)性將隨著測(cè)站間距離的增加而減弱
參數(shù)法
原理：采用參數(shù)估計(jì)的方法，將系統(tǒng)性偏差求定出來。
所針對(duì)的誤差源：都可適用
限制：不能同時(shí)將所有影響均作為參數(shù)來估計(jì)。
回避法
原理：有的誤差，如多路徑誤差，既不能采用求差的方法來抵消，也難以建立改正模型。此時(shí)好的消弱該誤差方法就是選擇合適的觀測(cè)地點(diǎn)、選用較好的天線，使之反射物和干擾源。
所針對(duì)誤差源：對(duì)路徑效應(yīng)、電磁波干擾
限制：無法完全避免誤差的影響，具有一定的盲目性。
5、總結(jié)
上面三類誤差源主要影響電磁波傳播時(shí)間的測(cè)量和衛(wèi)星位置的獲得。所謂定位，就是利用各種模型、估算出各種誤差，進(jìn)而修正GPS定位結(jié)果的技術(shù)。
GPS定位出現(xiàn)的各種誤差從誤差源來講大體可以分為三類，與衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差和與接收機(jī)有關(guān)的誤差。而這三類誤差還可以往下細(xì)分，小編一一為大家來講解。
RTK測(cè)量時(shí)出現(xiàn)的各種誤差，按性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差（偏差）和隨機(jī)誤差兩大類。其中，系統(tǒng)誤差無論從誤差大小，還是定位結(jié)果的危害性來講，都比隨機(jī)誤差大得多，而且它們又是有規(guī)律可循的。
GPS測(cè)量中的誤差
1、與衛(wèi)星有關(guān)的誤差
與衛(wèi)星有關(guān)的誤差包括星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng)、信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延和衛(wèi)星天線相位中心偏差。
衛(wèi)星星歷誤差
誤差解釋：由于衛(wèi)星星歷所給出的衛(wèi)星位置和速度與衛(wèi)星的實(shí)際位置和速度之差成為衛(wèi)星星歷誤差。
星歷誤差的大小主要取決于衛(wèi)星定軌系統(tǒng)的質(zhì)量，如定軌站的數(shù)量及其地理分布、觀察值得數(shù)量及精度、定軌是所用的教學(xué)力學(xué)模型和定軌軟件的完善程度等。此外，與星歷的外推時(shí)間間隔（實(shí)測(cè)星歷的外推時(shí)間間隔顆視為零）也有直接關(guān)系。
衛(wèi)星鐘的鐘誤差
誤差解釋：衛(wèi)星鐘差是指GPS衛(wèi)星上原子鐘的鐘面時(shí)與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差別。為了保證時(shí)鐘的精度，GPS衛(wèi)星均采用高精度的原子鐘，但它們與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)之間的偏差和漂移和漂移總量仍在1ms——0.1ms以內(nèi)，由此引起的等效的定位誤差將達(dá)到300km——30km。
因此即使在精度較低的衛(wèi)星導(dǎo)航中，也不能直接使用由衛(wèi)星鐘所給出的時(shí)間。
衛(wèi)星鐘的鐘差包括由鐘差、頻偏、頻漂等產(chǎn)生的誤差，也包含鐘的隨機(jī)誤差。這些偏差的總量均在1ms 以內(nèi)，由此引起的等效距離誤差約可達(dá)300km。
相對(duì)論效應(yīng)
誤差解釋：由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)速度和重力位）不同而引起兩臺(tái)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)鐘誤差的現(xiàn)象。
相對(duì)論效應(yīng)誤差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值和載波相位觀測(cè)值的影響是相同的
信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延
誤差解釋：我們通常把在衛(wèi)星鐘驅(qū)動(dòng)下開始生成測(cè)距信號(hào)至信號(hào)生成并離開發(fā)射天線相位中心間的時(shí)間稱為信號(hào)在衛(wèi)星內(nèi)的時(shí)延。
衛(wèi)星天線相位中心偏差
誤差解釋：衛(wèi)星天線相位中心與衛(wèi)星質(zhì)心之間的差異
SA誤差
誤差解釋：SA（Selective Availability）政策即可用性選擇政策，是美國(guó)軍方為了限制非特許用戶利用GPS進(jìn)行高精度點(diǎn)定位而采用的降低系統(tǒng)精度的政策。它包括降低廣播星歷精度的ε技術(shù)和在衛(wèi)星基本頻率上附加一隨機(jī)抖動(dòng)的δ技術(shù)。實(shí)施SA技術(shù)后，SA誤差已經(jīng)成為影響GPS定位誤差的主要因素。雖然美國(guó)在2000年5月1日取消了SA，但是戰(zhàn)時(shí)或必要時(shí)，美國(guó)仍可能恢復(fù)或采用類似的干擾技術(shù)。
2、與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差
電離層延遲
原理：折射
誤差解釋：60km-1000km大氣層在紫外線、X涉嫌、γ射線和高能粒子作用下，該區(qū)域內(nèi)的氣體分子和原子產(chǎn)生電離，形成自由電子和正離子，影響無線電信號(hào)的傳播，使傳播速度發(fā)生變化，傳播路徑產(chǎn)生彎曲，使信號(hào)傳播時(shí)間與真空中光速的乘積不等于衛(wèi)星至接收機(jī)間的幾何距離。產(chǎn)生所謂的電離層延遲。
對(duì)流層延遲
原理：折射
誤差解釋：對(duì)流層是高度在50km以下的大氣層，50km以下的大氣層，大氣折射率取決于氣溫、氣壓和相對(duì)濕度等因子，信號(hào)的傳播路徑也會(huì)產(chǎn)生彎曲。由于上述原因使距離測(cè)量值產(chǎn)生的系統(tǒng)性偏差成為對(duì)流層延遲。對(duì)流層延遲對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)值得影響是相同的。
多路徑效應(yīng)
誤差解釋：經(jīng)某些物體表面反射后到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)與直接來自衛(wèi)星的信號(hào)疊加干擾后進(jìn)入接收機(jī)，將使測(cè)量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，這就是所謂的多路徑誤差多路徑誤差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值的影響比對(duì)載波相位觀測(cè)值的影響大得多。
多路徑誤差取決于測(cè)站周圍的環(huán)境、接收機(jī)的性能以及觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短，就需要買一個(gè)性能好的RTK，在周圍環(huán)境開闊、無水面的地方測(cè)量。
3、與接收機(jī)有關(guān)的誤差
接收機(jī)的鐘誤差
誤差解釋：與衛(wèi)星鐘一樣，接收機(jī)鐘也有誤差。而且由于接收機(jī)中大多采用石英鐘，因而其鐘誤差較衛(wèi)星鐘更為顯著。
該誤差主要取決于鐘的質(zhì)量，與使用時(shí)的環(huán)境也有一定關(guān)系。對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)值得影響是相同的。
接收機(jī)的位置誤差
誤差解釋：在進(jìn)行授時(shí)和定軌時(shí)，接收機(jī)的位置通常被認(rèn)為是已知的，其誤差將使授時(shí)和定軌的結(jié)果產(chǎn)生誤差，即接收機(jī)的位置誤差。
接收機(jī)的位置誤差對(duì)測(cè)碼偽距和載波相位觀測(cè)值得影響是相同的。
接收機(jī)的測(cè)量噪聲
誤差解釋：接收機(jī)進(jìn)行GPS測(cè)量時(shí)，由于儀器設(shè)備及外界環(huán)境影響而引起的隨機(jī)測(cè)量誤差。
誤差值取決于儀器性能及作業(yè)環(huán)境的優(yōu)劣。一般來說，測(cè)量噪聲的值遠(yuǎn)小于上述各種偏差值。觀測(cè)足夠長(zhǎng)的時(shí)間后，測(cè)量噪聲的影響通常可以忽略不計(jì)。
接收機(jī)相位天線中心偏差
誤差解釋：接收機(jī)天線相位中心與天線參考點(diǎn)（Antenna Reference Point，ARP）之間的差異稱為接收機(jī)天線相位中心偏差。
信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)的時(shí)延
誤差解釋：衛(wèi)星測(cè)距信號(hào)在到達(dá)接收機(jī)天線相位中心后好需要花費(fèi)Δt1來進(jìn)行信號(hào)的放大、濾波及各種處理后才能進(jìn)入碼相關(guān)器與來自接收機(jī)的復(fù)制碼進(jìn)行相關(guān)處理以獲得測(cè)碼偽距觀測(cè)值（或進(jìn)入載波跟蹤回路以獲取載波相位觀測(cè)值）。同樣從在接收機(jī)鐘信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下開始生成復(fù)制碼至復(fù)制碼生成并進(jìn)入相關(guān)器進(jìn)行相關(guān)處理（或生成載波進(jìn)入載波跟蹤回路進(jìn)行載波相位測(cè)量）也需要花費(fèi)一段時(shí)間Δt2。Δt1與Δt2一般并不相等，兩者之間的差稱為信號(hào)在接收機(jī)內(nèi)的時(shí)延。
4、削弱誤差影響的方法
模型改正法
原理：利用模型計(jì)算出誤差影響的大小，直接對(duì)觀測(cè)值進(jìn)行修正。這些誤差改正模型既可以通過對(duì)誤差特性、機(jī)制以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究分析、推導(dǎo)而建立起來的理論公式，也可以是通過對(duì)大量觀測(cè)數(shù)據(jù)的分析、擬合而建立起來的經(jīng)驗(yàn)公式，有時(shí)則是同時(shí)采用兩種方法建立的綜合模型。
所針對(duì)的誤差源：相對(duì)論效應(yīng)、電離層延遲、對(duì)流層延遲、衛(wèi)星鐘差
限制：有些誤差難以模型化
求差法
原理：通過觀測(cè)值間一定方式的相互求差，消去或削弱求差觀測(cè)值所包含的相同或相似的誤差影響。
例如，當(dāng)兩站對(duì)同一衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)值中都包含了共同的衛(wèi)星鐘誤差，將觀測(cè)值在接收機(jī)間求差后即可此項(xiàng)誤差。同樣，一臺(tái)接收機(jī)對(duì)多顆衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)時(shí)。將觀測(cè)值在衛(wèi)星間求差即可接收機(jī)鐘誤差的影響。
所針對(duì)的誤差源：接收機(jī)的鐘誤差、電離層延遲、對(duì)流層延遲、衛(wèi)星星歷誤差、…
限制：空間相關(guān)性將隨著測(cè)站間距離的增加而減弱
參數(shù)法
原理：采用參數(shù)估計(jì)的方法，將系統(tǒng)性偏差求定出來。
所針對(duì)的誤差源：都可適用
限制：不能同時(shí)將所有影響均作為參數(shù)來估計(jì)。
回避法
原理：有的誤差，如多路徑誤差，既不能采用求差的方法來抵消，也難以建立改正模型。此時(shí)好的消弱該誤差方法就是選擇合適的觀測(cè)地點(diǎn)、選用較好的天線，使之反射物和干擾源。
所針對(duì)誤差源：對(duì)路徑效應(yīng)、電磁波干擾
限制：無法完全避免誤差的影響，具有一定的盲目性。
5、總結(jié)
上面三類誤差源主要影響電磁波傳播時(shí)間的測(cè)量和衛(wèi)星位置的獲得。所謂定位，就是利用各種模型、估算出各種誤差，進(jìn)而修正GPS定位結(jié)果的技術(shù)。
