一、GPS衛(wèi)星定位超外差式接收機原理框圖的基本原理

　　GPS在實際生活中為我們帶來許多便利，其最主要超外差式接收機原理框圖的功能來自于本身的精準定位。無論是車載導航儀為我們指路導航，還是手持機為我們提供精確的經(jīng)緯度用來指明方向，以及GPS產(chǎn)品在工業(yè)上、物流業(yè)中甚至諸多行業(yè)中帶來實際應用效果，都證明了GPS產(chǎn)品的定位精準性是其應用廣泛的重要支柱。

　　但是在實際使用當中，GPS的定位精度未必會讓我們滿意，許多用戶反應使用車載GPS產(chǎn)品的時候，車輛雖然靜止不動但是導航儀屏幕所顯示的本車位置圖標卻在地圖上左右搖擺，這就是我們常說的衛(wèi)星信號漂移現(xiàn)象。此外實際位置與地圖所顯示位置不一致，產(chǎn)生位置偏差也是許多車載用戶甚至手持機使用者經(jīng)常遇到的現(xiàn)象。那么我們所常用的GPS電子狗、車載導航儀產(chǎn)品產(chǎn)生信號漂移是否正常呢？GPS產(chǎn)生位置漂移和位置偏差現(xiàn)象的原因是什么？在什么情況下能避免此類現(xiàn)象的發(fā)生呢？下面一一分析其中的緣由。

　　在解析GPS定位漂移現(xiàn)象之前，首先了解一下GPS是怎樣根據(jù)衛(wèi)星信號來實現(xiàn)定位的。GPS（Global Positioning System，全球定位系統(tǒng)）包括三大部分：空間GPS衛(wèi)星星座、地面監(jiān)控系統(tǒng)、用戶GPS信號接收機。GPS定位的基本原理為：衛(wèi)星不斷的發(fā)射自身的星歷參數(shù)和時間信息，GPS信號接收機接收到信號后，根據(jù)三角公式計算可以得到接收機的位置，三顆衛(wèi)星可進行2D定位（經(jīng)度、緯度），四顆衛(wèi)星則可進行3D定位（經(jīng)度、緯度及高度）。通過接收機不斷的更新接收信息，就可以計算出移動方向和速度。

　　GPS定位原理圖

　　由于目前全球有24顆GPS導航衛(wèi)星分布在6條軌道上，在任意時刻在水平線以上最少有4顆衛(wèi)星，最多有11顆衛(wèi)星，所以GPS定位可以得到很好的保證。作為GPS信號接收終端的導航儀作用就是捕獲衛(wèi)星信號，對信號進行放大、處理，實時計算出接收機的3D位置與速度。

　　二、影響GPS定位精度的外界因素

　　我們簡單的了解GPS定位的原理后，那么到底是哪些因素會影響到GPS的定位精度，從而產(chǎn)生了衛(wèi)星信號飄逸和位置偏差呢？首先分析對外界條件對于GPS定位定位精度所產(chǎn)生的影響。

　　1、大氣層（特指電離層和對流層對GPS信號的延遲）

　　電離層延遲是由于地球周圍的電離層對電磁波的折射效應，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。對流層延遲指的是對于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對流層延遲。

　　電離層和對流層對GPS信號的延遲

　　2、衛(wèi)星時鐘誤差

　　即使衛(wèi)星是非常的精密復雜，它可以計算出一些極微小的訊息信息，如原子鐘(Cesium) 即是如此一個精準的裝置，但是精準并不代表完美，因此仍會有一些微小的誤差產(chǎn)生，即使衛(wèi)星的定位會持續(xù)的被監(jiān)控著，但并不是每一秒都處于被監(jiān)視的狀態(tài)之中，這期間一旦有微小的定位誤差或衛(wèi)星星歷的誤差產(chǎn)生，便會影響到接受器在定位計算時的準確性。

　　衛(wèi)星時鐘誤差

　　3、星歷誤差（即衛(wèi)星軌道誤差）

　　衛(wèi)星星歷誤差在進行GPS定位時，計算在某時刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計算出的衛(wèi)星位置都會與其真實位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。

　　另外還有諸如當前可見衛(wèi)星數(shù)量和衛(wèi)星的分布等具有可變性的外界因素，同樣對于GPS接收終端的定位精度產(chǎn)生不可忽視的影響。

　　三、影響GPS定位精度的人為因素及注意事項

　　除了剛才介紹的對于GPS定位精度具有影響的外界條件外，還有許多人為因素同樣對于接收終端的精準定位產(chǎn)生著一定的影響。

　　1、多徑效應（經(jīng)過其他表面反射到接收機天線中的GPS信號）

　　多徑效應由于接收終端周圍環(huán)境的影響，使得接收機所接收到的衛(wèi)星信號中還包含有反射和折射信號的影響，這就是所謂的多路徑效應。例如在高樓林立的樓群中以及山脈密林中，衛(wèi)星信號收到折射或者反射的幾率相當大。

　　多徑效應

　　2、SA政策

　　SA政策是美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度（ε技術）、在GPS信號中加入高頻抖動等方法，人為降低普通用戶利用GPS進行導航定位時的精度的一種方法。普通GPS的信號有兩種碼，分別為C/A碼和P碼。C/A碼的誤差是29.3m到2.93米。一般的接收機利用C/A碼計算定位。美國在90代中期為了自身的安全考慮，在信號上加入了SA (Selective Availability)，令接收機的誤差增大，到100米左右。在2000年5月2日，SA取消，所以，咱們現(xiàn)在的GPS精度應該能在20米以內。而P碼的誤差為2.93米到0.293米是C/A碼的十分之一，但是P碼只能美國軍方使用。

　　3、人為干擾因素

　　GPS控制部分人為影響，由于GPS控制部分的問題或用戶在進行數(shù)據(jù)處理時引入的誤差等。

　　或者運算數(shù)據(jù)處理軟件的影響，數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對定位結果的影響。也就是說在啟動地圖程序的同時，使導航儀進行其他數(shù)據(jù)處理，產(chǎn)生數(shù)據(jù)誤差從而影響GPS定位的準確性。

　　還有一些例如車內的電磁脈沖干擾以及車內其他電子產(chǎn)品對于GPS的定位都或多或少產(chǎn)生一些影響，不過這些影響都屬于可控制范圍內的。

　　接收終端所處環(huán)境對于定位精度也有很大影響

　　我們在使用GPS電子狗、車載導航儀或者手持機的時候應該注意的是：

　　1、在定位終端啟動后搜尋衛(wèi)星的階段應該盡量在地勢開闊的區(qū)域，不要選擇在高樓密集或者地庫等衛(wèi)星信號的盲區(qū)進行啟動，在搜星階段給予終端良好的衛(wèi)星接收范圍為精準的定位做好準備。

　　2、不要盲目迷信導航儀的啟動時間，再好的衛(wèi)星接收模塊沒有獲得良好的衛(wèi)星信號也不能進行精準的定位，啟動快的終端不一定接收信號穩(wěn)定，穩(wěn)定才能證明一切。

　　綜上所述，GPS接收終端出現(xiàn)信號漂移和位置偏差現(xiàn)象，并不是單單的源自于接收終端本身，外界有許多不可變的因素在無時無刻影響著GPS接收衛(wèi)星信號，從而使GPS本身出現(xiàn)種種定位偏離現(xiàn)象。所以，我們在使用GPS為自己指路導航的時候，盡可能的避免人為因素對于接收終端本身的影響，最大程度的給予GPS一個良好的使用環(huán)境，使其體現(xiàn)出定位導航的優(yōu)勢作用。