GPS定位漂移問題分析--技術篇
有很多種因素會影響到GPS的準確率,以下是一個GPS誤差引入簡表:
l 衛星時鐘誤差:0-1.5米
l 衛星軌道誤差:1-5米
l 電離層引入的誤差:0-30米
l 大氣層引入的誤差:0-30米
l 接收機本身的噪音:0-10米
l 多路反射:0-1米
l 總定位誤差:大約28米
上述的簡表,并不表示一定會存在這么大的誤差,這是給出的最好及最差的范圍,當然最好情況不能同時發生,最差的情況也不能同時發生。 實際在衛星的導航電文中,已經包含了大氣層的修正參數,能夠消除50%到70%的誤差,而且這兩年出的GPS的誤差大致范圍是10米或以內。
什么是GPS的漂移?用過GPS的人大概都有這種體會:當GPS終端靜止的時候,其定位坐標(經緯度)經常在變,偶爾變化還比較大,甚至還會顯示有速度。業內人士把這種現象稱為“漂移”。
其實,GPS漂移不僅在靜止的時候會產生,動態的時候也會產生,只不過漂移的程度沒那么明顯,產生的幾率小些罷了,這是GPS的一個基本特性。(至于GPS為什么會產生漂移,了解GPS的定位原理就不難解釋,在此不再詳述。)GPS的神奇就在于不論你走到哪里,它都知道你的位置坐標。然而在實際應用中,它也會讓你感到難堪或委屈。
假如你是某單位司機,單位領導為了加強對車輛的管理,都裝了GPS監控設備,限定車輛在某段時間內只能在某個指定的區域行駛,對違反該規定的司機作出處罰。也許某天你就會收到處罰通知:某時某刻,你違反了此項規定。而你卻莫名其妙,深感委屈。如果你真的委屈了,請別怪管理人員,因為是“GPS出錯了”,GPS當時發生了漂移,漂到其他一個地方而導致了“越區行駛”!
GPS漂移現象還會導致其他更多問題,如里程統計偏差較大。車輛停在單位門口一天,卻顯示其行駛里程為十幾公里,甚至上百公里。由此可見,很多GPS應用中的問題都和“漂移現象”有關。如果GPS漂移問題不能較好的解決,將會使越來越多的用戶對GPS產生誤解甚至懷疑,在一定程度上制約著GPS應用的推廣。
GPS漂移是GPS應用時需要處理的問題之一,漂移主要有兩個方面:
第一,速度過快,以至于GPS的響應時間短于當前運行速度,出現漂移;
第二,在高大建筑密集或天氣情況不好的地方,因為GPS信號經過多次的折、反射,造成信號誤差,出現漂移。
GPS漂移的兩種表現:靜態位置漂移、速度(位置)漂移靜態速度漂移可以解決,不動時候為零。位置漂移是屬于正常的,這是精度的問題,現在民用一般在10米以下,好的時候5米。另外測量型的精度很高,如果再用差分技術可以達到更高,不過這種產品很貴,用的少。
解決GPS漂移主要從兩方面入手。
一、主系統的設計主要減少在近距離內對GPS信號的干擾。
二、軟件處理。
軟件處理主要集中在導航軟件處完成,導航軟件會將坐標定位在道路之內,如果GPS接收到的信號超出道路的半徑范圍將自動過濾這個數據,并根據上次的速度及方向推算出當前點的位置。
對于GPS靜態漂移,也有建議做軟件判斷:
1. 檢測到的狀態為靜止時,強制速度為0;
2. 速度為0時,強制方向為0;
3. 數據中的速度值為0時,就不去更新地圖上的經緯度;
4. 通過比較上次定位數據的經緯度差的絕對值(同時包括時間)再來判定是否有慢速移動;
5. 對于車載終端,只能通過輔助手段來解決GPS靜態漂移的問題,如通過檢測ACC鑰匙電的方法來檢測是否為靜態漂移,因為鑰匙電是關閉時,車一定是不動的了,另外有些GPS模塊(UBLOX)可設置靜止模式、行走模式、汽車模式、海上模式、飛行模式,通過設置這些參數來解決漂移問題。
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