gps授时精度检测方法

㈠ gps卫星测量定位的基本原理与方法

定位原理GPS导航系统的基本原理是测量出已知位置的卫星到用户接收机之间的距离，然后综合多颗卫星的数据就可知道接收机的具体位置。要达到这一目的，卫星的位置可以根据星载时钟所记录的时间在卫星星历中查出。而用户到卫星的距离则通过记录卫星信号传播到用户所经历的时间，再将其乘以光速得到（由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR，）：当GPS卫星正常工作时，会不断地用1和0二进制码元组成的伪随机码（简称伪码）发射导航电文。GPS系统使用的伪码一共有两种，分别是民用的C/A码和军用的P(Y)码。C/A码频率1.023MHz，重复周期一毫秒，码间距1微秒，相当于300m；P码频率10.23MHz，重复周期266.4天，码间距0.1微秒，相当于30m。而Y码是在P码的基础上形成的，保密性能更佳。导航电文包括卫星星历、工作状况、时钟改正、电离层时延修正、大气折射修正等信息。它是从卫星信号中解调制出来，以50b/s调制在载频上发射的。导航电文每个主帧中包含5个子帧每帧长6s。前三帧各10个字码；每三十秒重复一次，每小时更新一次。后两帧共15000b。导航电文中的内容主要有遥测码、转换码、第1、2、3数据块，其中最重要的则为星历数据。当用户接受到导航电文时，提取出卫星时间并将其与自己的时钟做对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置，用户在WGS-84大地坐标系中的位置速度等信息便可得知。可见GPS导航系统卫星部分的作用就是不断地发射导航电文。然而，由于用户接受机使用的时钟与卫星星载时钟不可能总是同步，所以除了用户的三维坐标x、y、z外，还要引进一个Δt即卫星与接收机之间的时间差作为未知数，然后用4个方程将这4个未知数解出来。所以如果想知道接收机所处的位置，至少要能接收到4个卫星的信号。GPS接收机可接收到可用于授时的准确至纳秒级的时间信息；用于预报未来几个月内卫星所处概略位置的预报星历；用于计算定位时所需卫星坐标的广播星历，精度为几米至几十米（各个卫星不同，随时变化）；以及GPS系统信息，如卫星状况等。GPS接收机对码的量测就可得到卫星到接收机的距离，由于含有接收机卫星钟的误差及大气传播误差，故称为伪距。对 CA码测得的伪距称为CA码伪距，精度约为20米左右，对P码测得的伪距称为P码伪距，精度约为2米左右。GPS接收机对收到的卫星信号，进行解码或采用其它技术，将调制在载波上的信息去掉后，就可以恢复载波。严格而言，载波相位应被称为载波拍频相位，它是收到的受多普勒频 移影响的卫星信号载波相位与接收机本机振荡产生信号相位之差。一般在接收机钟确定的历元时刻量测，保持对卫星信号的跟踪，就可记录下相位的变化值，但开始观测时的接收机和卫星振荡器的相位初值是不知道的，起始历元的相位整数也是不知道的，即整周模糊度，只能在数据处理中作为参数解算。相位观测值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相对定位、并有一段连续观测值时才能使用相位观测值，而要达到优于米级的定位 精度也只能采用相位观测值。按定位方式，GPS定位分为单点定位和相对定位（差分定位）。单点定位就是根据一台接收机的观测数据来确定接收机位置的方式，它只能采用伪距观测量，可用于车船等的概略导航定位。相对定位（差分定位）是根据两台以上接收机的观测数据来确定观测点之间的相对位置的方法，它既可采用伪距观测量也可采用相位观测量，大地测量或工程测量均应采用相位观测值进行相对定位。在GPS观测量中包含了卫星和接收机的钟差、大气传播延迟、多路径效应等误差，在定位计算时还要受到卫星广播星历误差的影响，在进行相对定位时大部分公共误差被抵消或削弱，因此定位精度将大大提高，双频接收机可以根据两个频率的观测量抵消大气中电离层误差的主要部分，在精度要求高，接收机间距离较远时（大气有明显差别），应选用双频接收机。

㈡ gps授时模块如何使用

GPS授时：GPS授时模块在任意时刻能同时接收其视野范围内4~8颗卫星的信号，其内部硬件电路和软件通过对接收到的信息进行编码和处理，能从中提取并输出两种时间信号：一个是间隔为1秒的同步脉冲信号1PPS，其脉冲前沿与UCT的同步误差不超过1ns，二是包括在串口输出信息中的UCT绝对时间（年、月、日、时、分、秒），它是与1PPS脉冲想对应的。一旦天线位置固定下来，它只需要接收一颗卫星的信号变可维持其精密的时间输出。

北斗授时：北斗授时类似于GPS授时，也是卫星授时的一种，采用中国的北斗导航系统进行高精度授时。北斗授时模块授时原理：北斗卫星系统中的高精度原子钟的准确时间发送给北斗授时模块，通过北斗授时模块的PPS（秒脉冲）输出脚输出给用户使用，目前北斗授时模块的pps精度能达到10ns。

GNSS授时模块列表

SKYLAB针对基站、电力、通讯等应用推出了一系列高精度GPS授时模块SKG12AT，北斗授时模块SKG09DT/SKG12DT/SKG121T，此系列模块可以使用EASY，EPO等辅助功能，在弱信号环境下也能提供优异的定位性能，极大缩短首次定位时间。需要注意的是，SKYLAB定位模块定位后输出的时间是UTC时间，但是定位模块获取的时间实际上是GPS时或者北斗时，此时需要从GPS时或者北斗时换算成UTC时再输出，因此定位模块需要知道GPS时或者北斗时和UTC的时间差——我司通常称这个差值为闰秒修正值或者跳秒数。

㈢ GPS测量技术的原理是什么

GPS的原理是：天空上多个卫星同时发送信号，地面的接收装置与各卫星的距离不一样，到达的时间当然就不一样，利用时间差来计算出接收机的经纬度。

例如：你的左边和右边各有一个人，他们同时向你发出声音，左边的是1秒钟听到，右边的是2秒钟听到，也就是说左边的人距离你340米，而右边的人距离你680米，如果已知二个人的距离，就可以计算出你与左右二人的的距离。

GPS全球卫星定位系统由三部分组成：空间部分———GPS星座；地面控制部分———地面监控系统；用户设备部分———GPS 信号接收机。

GPS作为最新型的定位技术正在广泛的应用于军事、科学、汽车定位、及我们生活的手机定位等等，GPS的诞生使我们的生活发生了巨大的变化，科学研发也有了很大的突破，GPS使很多事情变的更精准化，工作效率化，GPS的灵活、方便使它的应用范围变的广泛起来。

(3)gps授时精度检测方法扩展阅读：

GPS地面监控站主要由分布在全球的一个主控站、三个注入站和五个监测站组成。主控站根据各监测站对GPS卫星的观测数据，计算各卫星的轨道参数、钟差参数等，并将这些数据编制成导航电文，传送到注入站，再由注入站将主控站发来的导航电文注入到相应卫星的存储器中。

GPS用户设备由GPS接收机、数据处理软件及其终端设备(如计算机)等组成。GPS接收机可捕获到按一定卫星高度截止角所选择的待测卫星的信号，跟踪卫星的运行，并对信号进行交换、放大和处理，再通过计算机和相应软件，经基线解算、网平差，求出GPS接收机中心(测站点)的三维坐标。

GPS方格网点位精度高、误差分布均匀，不但能够满足规范要求，而且具有较大的精度储备。

采用点位中误差作为方格网测量精度指标是可行的，它比用相对中误差表示精度指标更为合理。

采用GPS方法布设大地控制网，因其图形强度系数高，能够有效地提高点位趋近速度。网形优化比较方便。

采用GPS-RTK测设建筑方格网与常规测量法相比，效率可提高一倍以上，并能大幅度降低作业人员的劳动强度。一个参考站可有多台流动站作业，流动站不需基准站指挥，单人即可独立作业。