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擬極差
鎖定
- 中文名
- 擬極差
- 外文名
- Pseudorange
- 別 名
- 偽距
- 應 用
- 衞星定位
擬極差簡介
擬極差(Pseudorange)是指衞星定位過程中,地面接收機到衞星之間的大概距離。假設衞星鐘和接收機鍾嚴格保持同步,根據衞星信號的發射時間與接收機接收到信號的接收時間就可以得到信號的傳播時間,再乘以傳播速度就可以得到衞地距離。然而兩個時鐘不可避免存在鐘差,且信號在傳播過程中還要受到大氣折射等因素的影響,所以通過這種方法直接測得的距離並不等於衞星到地面接收機的真正距離,於是把這種距離稱之為擬極差
[1]
。
擬極差誤差估計
通常在接收器中使用石英振盪器來進行定時。石英鐘的精度一般來説比一百萬分之一更糟糕(即更多);如果時鐘沒有被糾正一週,那麼距離會讓你不在地球上,而是在月球軌道之外。即使時鐘被修正,一秒鐘之後時鐘也不再可用於位置計算,因為一秒鐘後,典型石英時鐘的誤差將達到數百米。但在GPS接收機中,時鐘的時間幾乎同時用於測量不同衞星的距離,這意味着所有測量的距離都有相同的誤差。具有相同錯誤的範圍稱為擬極差。通過找到用於精確位置計算的附加第四衞星的擬極差,還可以估計時間誤差。因此,通過具有四個衞星的擬極差和位置,x、y、z軸和時間誤差
可以精確計算。
因此偽距計算使用四顆衞星的信號來計算接收機的位置和時鐘誤差。精度為百萬分之一的時鐘將引入每秒百萬分之一秒的誤差。該誤差乘以光速會產生300米的誤差。對於一個典型的衞星星座來説,這個誤差會增加約一個數量級
(如果衞星靠得很近,則更少;如果衞星全部靠近地平線,則更少)。如果使用此時鐘完成位置計算並僅使用三顆衞星,則靜止時GPS會指示您以每秒超過300米(超過1000公里/小時或每小時600英里)的速度行駛。由於只有來自三顆衞星的信號,GPS接收器將無法確定300m / s是由於時鐘誤差還是GPS接收器的實際移動。
如果使用的衞星散佈在整個天空中,則精度的幾何稀釋(GDOP)值很低,而如果衞星從接收機的有利位置彼此靠近聚集,則GDOP值更高。GDOP的值越低,則位置誤差與距離誤差計算的比率越好,因此GDOP在使用偽距計算接收機在地球表面的位置中起着重要作用。衞星數量越多,GDOP的價值就越好。
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