GPS的誤差原因

　　GPS的原理並不困難,GPS的衛星訊號會不斷傳送軌道運行資料,其所載之原子鐘也會不停產生精確的時間資料.GPS接收器上也有自己的時鐘與無線電接收器,所以最新的資料是不斷的接收.同時由於每個衛星都會產生一個不同的球狀訊號,因此常連續接收到三個衛星訊號時,便會產生一個交點,此即為GPS之定位功能.

　　GPS 系統仍會因各種自然或干擾因素產生誤差.造成GPS衛星訊號的誤差原因有很多,從自然界的物理因素到衛星之間的距離所造成之干擾以及接數器內部誤差都有可能造成GPS產生訊號誤差,此點將嚴重影響GPS的產品性能.

最常見的誤差原因有下列幾種:

1. 對流層和電離層的延遲誤差 ( Troposphere delays and Unmodeled ionosphere  delays ) :

GPS 訊號經過了電離層上一些帶電性的粒子及對流層上的水氣時,訊號便會發生角度的偏離而產生遲滯的現象.

2. 選效誤差 ( Selective Availability , SA ) :

SA 干擾效應下誤差可能達到 100 公尺以上,其目的在於防範不法之徒,利用 GPS 來發展高精密的武器,危害到國家安全.

3. 週波脫落 ( Cycle Slips ) :

衛星訊號於傳送過程當中,可因外來的因素而造成了中斷,此時整數的周波值會產生的不連續的狀態.此現象稱為周波脫落.

4. 幾何精度稀釋 ( Geometric Dilution of Precision ,GDOP ) :

GPS 接收器在接收時可能在同一時間得到許多衛星的訊號.基本上只要接收到四個衛星訊號便能定位.這時接收器如果接收到兩個距離甚近的衛星訊號,兩個衛星在角度較小的地方就會有越大的重疊區域,則影響精度的誤差就會越大.如果接收器所選取的衛星相離有一段距離,則訊號的相交處越明顯,誤差性就會越小.

5. 多路徑訊號傳送誤差 ( Multipath Error ) 與遮蔽效應 ( Mask Effect ) :

接收器接收訊號時,通常會有地表地面的物質反射現象,就如同電視機接收訊號的鬼影狀況,這就是多路徑訊號的傳送誤差.而遮蔽效應是因為環境和建物造成衛星訊號被遮掩,使得接收器無法收到訊號,造成中斷.

6. 衛星時錶誤差 ( Ephemeris Error ) :

衛星定位訊號是一直持續的被監控當中,但並不是每一秒都處於被監視的狀況.這期間如果有任何一微小誤差,即會造成接收器在定位計算時的誤差.

7. 接收器內部誤差 ( Receiver Error) :

接收器本身也會因為設計及零件材質造成誤差,並使精確度而降低.所以接收器的好壞也是決定誤差度大小的一個因素.