影響GPS量測準確度的因素,包括以下5種:
‧地球公轉及自轉的誤差 地球不是一個完美圓球,而是一個不規則的球體,在赤道的直徑是12,760Km,南北極的直徑是12,720Km。 它的運行狀態有自轉,同時又以黃道面環繞太陽公轉,整個太陽系又在銀河系中公轉。這些相互之間的引力會影響地球的運行軌道。 ‧電離層干擾 電離層(Ionosphere)在距離地球表面上50~500公里之間,由大部分為離子化的粒子組成。電離層的離子濃度會隨著白天、晚上,和季節而改變。GPS衛星所發射的訊號在經過電離層時,由於傳導介質改變而產生不同的訊號延遲,這種變化就像聲音在不同介質,如空氣及水中傳導引起的延遲效應一樣。時間延遲的比率與頻率的平方成反比,所以電離層對GPS訊號所產生的誤差,可經由數學模式修正。 ‧對流層磨擦係數 對流層(Troposphere)是大氣層較低的部分,可以傳導頻率低於15GHz以下的訊號。在對流層中,GPS系統的L1及L2載波及訊號資料的相位和傳導速度都同樣被延遲。訊號延遲的長短由對流層磨擦係數決定,磨擦係數又由溫度、壓力,和相對溼度來決定。 ‧多重路徑傳送誤差 GPS訊號到達地球還沒有進入接收機之前,除了直線傳播路徑(Line-of-sight, LOS)之外,會有許多來自鄰近目標所反射的路徑。接收機最先接收到的是LOS訊號,然後是經過延遲的訊號。如果多重路徑(Multi-path)訊號太強會欺騙接收機而得到錯誤的位置測量結果,或根本無法鎖定衛星位置,這種狀況發生在都市地區的機率較高(圖3)。訊號多重路徑的傳播不僅令偽隨機碼(PRN)及導航資料失真,它也引起載波的調變及相位失真等。 ‧人為誤差 SA(Selective Availability)碼是人為誤差的一個例子,此碼由美國國防部所控制,可以限制非軍事用途的精確度。每一個GPS衛星的SA偏差都不相同,定位的位置誤差值是衛星SA偏差的綜合函數。在2000年5月1日美國總統Bill Clinton宣布關閉降低準確度的SA碼後,定位精準度可以提升到大約10公尺,在此之前是大約100公尺。 另外,可透過以下三種方式減低誤差: ‧數學修正模式 統計每天各時段誤差出現的型態和狀況,經過分析後,建立一個每天GPS訊號被干擾的標準模式,再根據此干擾模式,建立修正的數學模式。 ‧雙頻接收 雙頻接收是修正大氣層傳導所引起的誤差之方法,它根據兩個不同頻率的訊號傳播速度做比較。 ‧幾何式準確度淡化 通常GPS接收機於定位過程中,可以看到的衛星數量,會比實際用作定位的衛星數量多。接收機由接收到的衛星訊號中,選擇幾個衛星的資料作定位計算,而捨棄其餘的衛星資料。
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