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如何正確理解GPS定位器精度和誤差值

定位技術(shù)

2020年05月25日

當(dāng)我們說到GPS定位器的時(shí)候,相信很多人都會(huì)興奮起來,畢竟它給我們的生活和工作帶來了很大的便利。記得上大學(xué)的時(shí)候,倆同學(xué)約到一起吃飯,其實(shí)就因?yàn)橐粋€(gè)街頭拐角擋住了視線,兩個(gè)人硬是原地繞了半個(gè)小時(shí)才碰頭,而現(xiàn)在只需把手機(jī)微信打開,找到共享實(shí)時(shí)位置,兩人就很容易碰頭,減少了時(shí)間的浪費(fèi)。其次在貨物運(yùn)輸、汽車電子,地理勘探、航空航天,等領(lǐng)域GPS定位器,都起到了非常重要的技術(shù)支撐。




可是當(dāng)真正去使用GPS定位器的時(shí)候,卻經(jīng)常會(huì)發(fā)現(xiàn)GPS定位器精準(zhǔn)度經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)偏移的狀況,誤差值近則十米,遠(yuǎn)則上百米,定位器所顯示的定位位置和實(shí)際所處的位置完全不符,那我們?nèi)绾稳フ_理解GPS的精度以及誤差值?首先,我們需要理解GPS的數(shù)據(jù)規(guī)則,在汽車電子領(lǐng)域,如:車載GPS定位器、行車記錄儀、中控導(dǎo)航DVD等設(shè)備,該類設(shè)備的GPS模組輸出中含有定位的精度信息,所處的地理位置是GPGST中,第2.3.4.5.9字段,分別為緯度值、經(jīng)度值、高度誤差值。


例如:在GPGST的反饋?zhàn)址邪巳驅(qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)偽距錯(cuò)誤測量信息,顯示字段規(guī)則為:Global Positioning System Fix Data(GGA)GPS定位信息   $GPGGA,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,M,<10>,M,<11>,<12>*hh<CR><LF>  

<1> UTC時(shí)間,hhmmss 時(shí)、分、秒格式;

<2> 緯度ddmm.mmmm 度、分格式 ;

<3> 緯度半球N(北半球)或S(南半球);  

<4> 經(jīng)度dddmm.mmmm度、分格式 ;

<5> 經(jīng)度半球E(東經(jīng))或W(西經(jīng));

<6> GPS狀態(tài):0=未定位,1=非差分定位,2=差分定位,6=正在估算 ;

<7> 正在使用解算位置的衛(wèi)星數(shù)量(00~12);

<8> HDOP水平精度因子(0.5~99.9);

<9> 海拔高度(-9999.9~99999.9);

<10> 地球橢球面相對大地水準(zhǔn)面的高度;

<11> 差分時(shí)間;

<12> 差分站ID號(hào)0000~1023;

<CR><LF>為結(jié)束符


通過上述的測量信息誤差值顯示,我們可以了解到每次的定位過程中難免出現(xiàn)偏差,這個(gè)的確有很多的不控因素,如GPS信號(hào)的自身精度控制、GPS信號(hào)的傳輸精度控制、GPS接收機(jī)的精度控制。其次在整個(gè)定位體系里,民用定位系統(tǒng)和軍用定位系統(tǒng)的定位精準(zhǔn)度就截然不一致,民用定位系統(tǒng)的誤差基本都在2-10米,但實(shí)際定位數(shù)據(jù)可能和定位芯片廠商方案、地理環(huán)境天氣條件、干擾因素都有關(guān)系,甚至每個(gè)條件產(chǎn)生的權(quán)重性是不一致的。


在軍用定位系統(tǒng)里,定位精準(zhǔn)度就不好比較了,因?yàn)樵谲娛骂I(lǐng)域應(yīng)用的定位數(shù)據(jù)幾乎都是保密的,就拿美國的GPS定位系統(tǒng),最隱秘的技術(shù)應(yīng)用就是軍事國防,和該領(lǐng)域技術(shù)升級與革新的資料全部為嚴(yán)格保密的,而且受到牢牢限制,但可以講的是不管是武器裝備,還是飛機(jī)艦船及單兵作戰(zhàn)設(shè)備所使用的定位系統(tǒng)精準(zhǔn)度,都比民用領(lǐng)域的定位系統(tǒng)高出幾個(gè)層級。




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