2011年01月19日 14:17萬盛華科技點擊量：1479
測定衛星信號傳輸時間的方法
為了避免采用過多的技術術語，我們先作一個不太恰當的比喻。我們在所處的地點和衛星上同時啟動錄音機來播放“東方紅”樂曲，那么，我們應該能聽到一先一后兩支“東方紅”的曲子（實際上，衛星上播放的曲子，我們不可能聽見，只是假想能夠聽到），但一定是不合拍的。為了使兩者合拍，我們延遲啟動地上錄音機的時間。當我們聽到兩支曲子合拍時，啟動錄音機所延遲的時間就等于曲子從衛星傳送到地上的時間。當然，電波比聲波速度高得多，電波也不能用耳朵來接收。所以，實際上我們播送的不是“東方紅”樂曲，而是一段叫做偽隨機碼的二進制電碼。延遲GPS接收機產生的偽隨機碼，使與接收到衛星傳來的碼字同步，測得的延遲時間就是衛星信號傳到GPS接收機的時間。至此，我們也就解決了測定衛星至用戶的距離。當然，上面說的都還是十分理想的情況。實際情況比上面說的要復雜得多，所以我們還要采取一些對策。例如：電波傳播的速度，并不總是一個常數。在通過電離層中電離子和對流層中水氣的時候，會產生一定的延遲。一般我們這可以根據監測站收集的氣象數據，再利用典型的電離層和對流層模型來進行修正。還有，在電波傳送到接收機天線之前，還會產生由于各種障礙物與地面折射和反射產生的多徑效應。這在設計GPS接收機時，要采取相應措施。當然，這要以提高GPS接收機的成本為代價。 原子鐘雖然十分，但也不是一點誤差也沒有。GPS接收機中的時鐘，不可能象在衛星上那樣，設置昂貴的原子鐘，所以就利用測定第四顆衛星，來校準GPS接收機的時鐘。我們前面提到，每測量三顆衛星可以定位一個點。利用第四顆衛星和前面三顆衛星的組合，可以測得另一些點。理想情況下，所有測得的點，都應該重合。但實際上，并不*重合。利用這一點，反過來可以校準GPS接收機的時鐘。測定距離時選用衛星的相互幾何位置，對測定的誤差也不同。為了的定位，可以多測一些衛星，選取幾何位置相距較遠的衛星組合，測得誤差要小。在我們提到測量誤差時，還有一點要提到，就是美國的SA政策。美國政府在GPS設計中，計劃提供兩種服務。一種為標準定位服務（SPS），利用粗碼（C/A）定位，精度約為100m，提供給民用。另一種為精密定位服務（PPS），利用精碼（P碼）定位，精度達到10m，提供給*和特許民間用戶使用。由于多次試驗表明，SPS的定位精度已高于原設計，美國政府出于對自身安全的考慮，對民用碼進行了一種稱為“選擇可用許A（Selective Availability）”的干擾，以確保其軍用系統具有*的有效性。由于SA通過衛星在導航電文中隨機加入了誤差信息，使得民用信號C/A碼的定位精度降至二維均方根誤差在100米左右。
采用差分GPS技術（DGPS），可消除以上所提到大部分誤差，以及由于SA所造成的干擾，從而提高衛星導航定位的總體精度，使系統誤差達到10到15米之內。
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