影響GPS定位的環(huán)境因素
- 發(fā)表時(shí)間：
- 2017-04-26 10:01:00
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傳統(tǒng)的GPS定位器，不論使用者是在陸地、海面或是空中，都可以精確測(cè)量出所在位置的座標(biāo)值。一般狀況下，誤差值約是半徑10公尺左右，以城市街道來(lái)說(shuō)，大約就是巷子的寬度。但衛(wèi)星是處在兩萬(wàn)公里高的運(yùn)行軌道上，其傳送的訊號(hào)相當(dāng)微弱，因此它不像手機(jī)可在室內(nèi)收到訊號(hào)，需在戶外及天空開(kāi)闊度較佳之地方才能使用。
影響GPS的定位有三大環(huán)境因素：
一、高樓大廈：
電磁波是直線前行，前方若碰到像水泥實(shí)體的障礙物，會(huì)產(chǎn)生反射或折射現(xiàn)象造成誤差。GPS訊號(hào)也是電磁波，所以會(huì)有相同的狀況。因?yàn)镚PS定位是應(yīng)用三角定位原理，最少要收到3顆以上的衛(wèi)星，才能算出所在位置的平面座標(biāo)（例如：經(jīng)緯度座標(biāo)），因此道路兩側(cè)若是高樓大廈林立，能接收到的訊號(hào)相對(duì)變少，訊號(hào)強(qiáng)度也會(huì)變小。就如臺(tái)北市林森北路路段，此地點(diǎn)GPS訊號(hào)相對(duì)就會(huì)比較差。此外像是高樓間的小巷弄，也會(huì)出現(xiàn)類(lèi)似的問(wèn)題。
二、濃密樹(shù)林或金屬物質(zhì)屏蔽：
在茂密的闊葉樹(shù)林區(qū)中（一般會(huì)發(fā)生在海拔2000-2500公尺以下的區(qū)域），層層的樹(shù)葉與枝干就像是一座水泥墻般，會(huì)阻擋太空中的GPS訊號(hào)，降低GPS訊號(hào)穿透強(qiáng)度，這會(huì)讓接收機(jī)將無(wú)法獲得足夠的衛(wèi)星訊息，來(lái)計(jì)算出所在位置之座標(biāo)，所以也較不容易定位。
另外由于金屬物質(zhì)對(duì)電磁波具有屏蔽效應(yīng)，像在鐵皮屋內(nèi)就收不到GPS衛(wèi)星訊號(hào)。一般車(chē)用隔熱紙是透明的，不會(huì)影響GPS訊號(hào)。但若隔熱紙含有太多的金屬成分（幾乎看不到車(chē)內(nèi)且會(huì)反光的類(lèi)型機(jī)率較高），所以整輛汽車(chē)若連隔熱紙都是使用金屬成份很高的產(chǎn)品，會(huì)有較不容易定位的狀況。反之，擋風(fēng)玻璃的開(kāi)闊視野，對(duì)于訊號(hào)的接收不會(huì)有太大影響。
三、高壓電塔：
請(qǐng)勿在具1.57 GHz左右之強(qiáng)電波環(huán)境下使用GPS，特別是在高壓電塔附近。因?yàn)樵谳斉潆娺^(guò)程中，很容易產(chǎn)生不同頻率的電磁波，而去干擾到GPS訊號(hào)的接收與解碼，造成訊號(hào)被屏蔽或是定位誤差變大的情形。電塔干擾距離視其電壓而有所差異，一般來(lái)說(shuō)若在距離20-30公尺外，GPS大概就不太會(huì)受到影響。
除此之外，因?yàn)镚PS的運(yùn)作原理，是由太空中的衛(wèi)星透過(guò)無(wú)線電訊號(hào)，將資料傳送至地球表面。傳送過(guò)程中所受到的干擾相當(dāng)多，也影響著GPS定位的準(zhǔn)確度。而造成GPS誤差的因素很多。
一．GPS衛(wèi)星本身的誤差：
即使衛(wèi)星是非常精密的設(shè)備，卻不代表它是完美的，時(shí)間久了仍會(huì)有一些微小的誤差產(chǎn)生。衛(wèi)星定位并非每一秒都處于被監(jiān)控狀態(tài)，期間一旦有微小定位誤差產(chǎn)生，像是衛(wèi)星軌道計(jì)算或衛(wèi)星上的原子鐘時(shí)間偏差，便會(huì)影響接收器在定位計(jì)算時(shí)的準(zhǔn)確性。
二．信號(hào)傳送的誤差：
有大氣層延遲、多路徑傳送等誤差影響。因大氣層會(huì)讓衛(wèi)星訊號(hào)產(chǎn)生角度偏離，導(dǎo)致距離的測(cè)量產(chǎn)生偏差。多路徑則是指訊號(hào)到達(dá)接收器時(shí)，通常會(huì)經(jīng)過(guò)各種地面物質(zhì)的反射，因此會(huì)造成訊號(hào)的重疊而產(chǎn)生誤差。
三．GPS接收器的誤差：
有天線相位中心偏差、時(shí)表誤差。所謂天線相位中心偏差，是指GPS接收器天線隨著訊號(hào)輸入的強(qiáng)度與方向不同，與實(shí)際位置有所差距，而造成微小誤差。時(shí)表誤差是指接收器之時(shí)間與GPS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間的差異。
四．人為因素造成的誤差：
原本美國(guó)國(guó)防部基于國(guó)家安全考量，在衛(wèi)星訊號(hào)中加入人為的選擇性干擾，以降低其精確度，即是所謂的SA（Selective Availability）效應(yīng)。但到了2000年柯林頓總統(tǒng)期間，決定取消選擇性干擾政策，并提升定位準(zhǔn)確度，將正常定位的誤差降至半徑10米以內(nèi)。
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