gps授時精度檢測方法

㈠ gps衛星測量定位的基本原理與方法

定位原理GPS導航系統的基本原理是測量出已知位置的衛星到用戶接收機之間的距離，然後綜合多顆衛星的數據就可知道接收機的具體位置。要達到這一目的，衛星的位置可以根據星載時鍾所記錄的時間在衛星星歷中查出。而用戶到衛星的距離則通過記錄衛星信號傳播到用戶所經歷的時間，再將其乘以光速得到（由於大氣層電離層的干擾，這一距離並不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR，）：當GPS衛星正常工作時，會不斷地用1和0二進制碼元組成的偽隨機碼（簡稱偽碼）發射導航電文。GPS系統使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz，重復周期一毫秒，碼間距1微秒，相當於300m；P碼頻率10.23MHz，重復周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當於30m。而Y碼是在P碼的基礎上形成的，保密性能更佳。導航電文包括衛星星歷、工作狀況、時鍾改正、電離層時延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛星信號中解調制出來，以50b/s調制在載頻上發射的。導航電文每個主幀中包含5個子幀每幀長6s。前三幀各10個字碼；每三十秒重復一次，每小時更新一次。後兩幀共15000b。導航電文中的內容主要有遙測碼、轉換碼、第1、2、3數據塊，其中最重要的則為星歷數據。當用戶接受到導航電文時，提取出衛星時間並將其與自己的時鍾做對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置，用戶在WGS-84大地坐標系中的位置速度等信息便可得知。可見GPS導航系統衛星部分的作用就是不斷地發射導航電文。然而，由於用戶接受機使用的時鍾與衛星星載時鍾不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標x、y、z外，還要引進一個Δt即衛星與接收機之間的時間差作為未知數，然後用4個方程將這4個未知數解出來。所以如果想知道接收機所處的位置，至少要能接收到4個衛星的信號。GPS接收機可接收到可用於授時的准確至納秒級的時間信息；用於預報未來幾個月內衛星所處概略位置的預報星歷；用於計算定位時所需衛星坐標的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個衛星不同，隨時變化）；以及GPS系統信息，如衛星狀況等。GPS接收機對碼的量測就可得到衛星到接收機的距離，由於含有接收機衛星鍾的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對 CA碼測得的偽距稱為CA碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。GPS接收機對收到的衛星信號，進行解碼或採用其它技術，將調制在載波上的信息去掉後，就可以恢復載波。嚴格而言，載波相位應被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛星信號載波相位與接收機本機振盪產生信號相位之差。一般在接收機鍾確定的歷元時刻量測，保持對衛星信號的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測時的接收機和衛星振盪器的相位初值是不知道的，起始歷元的相位整數也是不知道的，即整周模糊度，只能在數據處理中作為參數解算。相位觀測值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對定位、並有一段連續觀測值時才能使用相位觀測值，而要達到優於米級的定位 精度也只能採用相位觀測值。按定位方式，GPS定位分為單點定位和相對定位（差分定位）。單點定位就是根據一台接收機的觀測數據來確定接收機位置的方式，它只能採用偽距觀測量，可用於車船等的概略導航定位。相對定位（差分定位）是根據兩台以上接收機的觀測數據來確定觀測點之間的相對位置的方法，它既可採用偽距觀測量也可採用相位觀測量，大地測量或工程測量均應採用相位觀測值進行相對定位。在GPS觀測量中包含了衛星和接收機的鍾差、大氣傳播延遲、多路徑效應等誤差，在定位計算時還要受到衛星廣播星歷誤差的影響，在進行相對定位時大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機可以根據兩個頻率的觀測量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機間距離較遠時（大氣有明顯差別），應選用雙頻接收機。

㈡ gps授時模塊如何使用

GPS授時：GPS授時模塊在任意時刻能同時接收其視野范圍內4~8顆衛星的信號，其內部硬體電路和軟體通過對接收到的信息進行編碼和處理，能從中提取並輸出兩種時間信號：一個是間隔為1秒的同步脈沖信號1PPS，其脈沖前沿與UCT的同步誤差不超過1ns，二是包括在串口輸出信息中的UCT絕對時間（年、月、日、時、分、秒），它是與1PPS脈沖想對應的。一旦天線位置固定下來，它只需要接收一顆衛星的信號變可維持其精密的時間輸出。

北斗授時：北斗授時類似於GPS授時，也是衛星授時的一種，採用中國的北斗導航系統進行高精度授時。北斗授時模塊授時原理：北斗衛星系統中的高精度原子鍾的准確時間發送給北斗授時模塊，通過北斗授時模塊的PPS（秒脈沖）輸出腳輸出給用戶使用，目前北斗授時模塊的pps精度能達到10ns。

GNSS授時模塊列表

SKYLAB針對基站、電力、通訊等應用推出了一系列高精度GPS授時模塊SKG12AT，北斗授時模塊SKG09DT/SKG12DT/SKG121T，此系列模塊可以使用EASY，EPO等輔助功能，在弱信號環境下也能提供優異的定位性能，極大縮短首次定位時間。需要注意的是，SKYLAB定位模塊定位後輸出的時間是UTC時間，但是定位模塊獲取的時間實際上是GPS時或者北斗時，此時需要從GPS時或者北斗時換算成UTC時再輸出，因此定位模塊需要知道GPS時或者北斗時和UTC的時間差——我司通常稱這個差值為閏秒修正值或者跳秒數。

㈢ GPS測量技術的原理是什麼

GPS的原理是：天空上多個衛星同時發送信號，地面的接收裝置與各衛星的距離不一樣，到達的時間當然就不一樣，利用時間差來計算出接收機的經緯度。

例如：你的左邊和右邊各有一個人，他們同時向你發出聲音，左邊的是1秒鍾聽到，右邊的是2秒鍾聽到，也就是說左邊的人距離你340米，而右邊的人距離你680米，如果已知二個人的距離，就可以計算出你與左右二人的的距離。

GPS全球衛星定位系統由三部分組成：空間部分———GPS星座；地面控制部分———地面監控系統；用戶設備部分———GPS 信號接收機。

GPS作為最新型的定位技術正在廣泛的應用於軍事、科學、汽車定位、及我們生活的手機定位等等，GPS的誕生使我們的生活發生了巨大的變化，科學研發也有了很大的突破，GPS使很多事情變的更精準化，工作效率化，GPS的靈活、方便使它的應用范圍變的廣泛起來。

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GPS地面監控站主要由分布在全球的一個主控站、三個注入站和五個監測站組成。主控站根據各監測站對GPS衛星的觀測數據，計算各衛星的軌道參數、鍾差參數等，並將這些數據編製成導航電文，傳送到注入站，再由注入站將主控站發來的導航電文注入到相應衛星的存儲器中。

GPS用戶設備由GPS接收機、數據處理軟體及其終端設備(如計算機)等組成。GPS接收機可捕獲到按一定衛星高度截止角所選擇的待測衛星的信號，跟蹤衛星的運行，並對信號進行交換、放大和處理，再通過計算機和相應軟體，經基線解算、網平差，求出GPS接收機中心(測站點)的三維坐標。

GPS方格網點位精度高、誤差分布均勻，不但能夠滿足規范要求，而且具有較大的精度儲備。

採用點位中誤差作為方格網測量精度指標是可行的，它比用相對中誤差表示精度指標更為合理。

採用GPS方法布設大地控制網，因其圖形強度系數高，能夠有效地提高點位趨近速度。網形優化比較方便。

採用GPS-RTK測設建築方格網與常規測量法相比，效率可提高一倍以上，並能大幅度降低作業人員的勞動強度。一個參考站可有多台流動站作業，流動站不需基準站指揮，單人即可獨立作業。