什么是GPS双频定位技术？GPS定位精度是几米？

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什么是GPS双频定位技术？GPS定位精度是几米？来源：合智思创日期：2018-06-11 11:04:42浏览数：233

摘要：GPS双频定位是指同时使用GPS的L1波段和L5波段进行定位的技术gps定位精度。GPS双频定位只能消除电离层误差，无法消除多径误等误差，因此在空旷环境下可以提高定位精度，在城市建筑密集区定位精度提升预计不明显。双频GPS 预计会是未来的发展趋势，可以有效改善定位精度(预计可达3-5米)，但还不是革命性的改变。

合智思创车载GPS定位器

1.什么是GPS双频定位

如前面所述，GPS信号工作频率分为了L1、L2、L5等几个波段：

L1波段：1575.42MHz±1.023MHz

L2波段：1227.60MHz±1.023MHz

L5波段：1176.45MHz±1.023MHz

－ 橙色：博通bcm4773导航定位芯片。其中，gsm/dcs双频功率放大器模块多采用将gsm和dcs两个频段的单频射频功率放大器管芯以及对应的输入输出匹配网络和cmos控制器封装至一个芯片模块，从而实现双频工作。地面和有线信号采用高拓讯达第四代高性能地面国标解调芯片，进一步提高了多径接收性能和抗干扰性能，atbm8869系列产品具有遥遥领先的单频网性能，延续了高拓讯达产品一直以来对单频网的出色接收能力，atbm8869在多载波和单载波单频网的接收性能得到了进一步增强。

注意，还有个(GNSS)双星定位的概念，与GPS双频定位完全不是一会回事，我们以往再讲。

2.民用GPS信号发展史

1994 年，GPS 全面进入正常运行，民用信号采用 L1(频率 1575.42 MHz)单频 C/A 码，并附加选择可用性(SA)人为干扰，定位精度约为 100m，授时精度约为 340ns。

仅从定性上要求，在正常的使用环境中，包括gsm信号、cdma信号、wifi信号、微波炉信号和这种民用无线通讯设备都不能干扰触摸屏的正常操作。差模干扰是指作用于信号两极间的干扰电压，主要由空间电磁场在信号间耦合感应及由不平衡电路转换共模干扰所形成的电压，这种让直接雪加在信号上，直接影响则量与控制精度。因为一般情况下，从卫星反馈到地面的gps信号很小（一般为—160dbw），如果对方采取瞄准式干扰、阻塞式干扰或欺骗式干扰，都会使gps接收机无法正常工作，从而使其定位、导航精度降低或产生误导，这就如同“摘”去了舰队、机群、各种导弹的“眼睛”。

近年来，为了进一步加强 GPS 在全球民用导航市场的竞争力，美国政府决定 对 GPS 民用信号作出重大调整，引入三种新的民用信号 L2C 和 、L1C、 L5。其中 L2C 是最早投入使用的，2005 年 9 月发射的 Block IIR—M 2012 号卫星最先开始播发;L5 在 2007 年发射的 Block IIF 才开始使用;L1C 则更晚，它是 GPS III 代改进的 内容，将最终取代现有的 L1 C/A 信号。

使用ku波段的同行们都遇到过天气气候不同时，如浓云密布、雾气冲天、狂风暴雨、雨量密度及颗粒大小、下冰雹等，都会对卫星上下行信号造成一定影响，频率高低不同产生的信号损耗也不一样，从平时观察情况看，一般对ku波段的影响比对c波段的影响要大得多，特别是雨水冲刷天线盘面时，造成物理性卫星讯号散射，使信号中断。然而，在接收端就必须要将抑制了的38khz载波信号进行恢复才能正确解调出s信号，而且恢复的38khz载波信号必须要和发射端的38khz在相位上保持一致。图1是基于aotf的oadm上路波长光信号和输入的wdm信号中的同波长光信号偏振方向垂直，它们进入aotf后，输入的wdm信号经偏振分束器(pbs)分成tm模和te模后进入声波波段选频．厂控制的模式转换单元，选频厂针对不同的下路波长进行调谐，所选波长的光的tm模和te模发生模式转换，之后经下一个pbs后从下路端口输出到本地，其他的wdm波长没有发生模式变换从输出端口到输出光纤，而上路波长经模式转换单元后也从输出端口输出到光纤上。

  gpsgps卫星用卫星用l l波段两种频率的波（波段两种频率的波（1575.42mhz1575.42mhz和和1227.6mhz1227.6mhz） 向用户发射导航定位信号， 同时接收地面发送的导导航定位信号， 同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。在这些发射成功的卫星中，包括科技实验考察、通信、气象、导航、地球资源、军事侦察、海洋监视、早期预警，数据中继、军用测地等用途的卫星。量子信号从地面上发射并穿透大气层———卫星接收到量子信号并按需要将其转发到另一特定卫星———量子信号从该特定卫星上再次穿透大气层到达地球某个角落的指定接收地点。

第三代民用信号利用 Block IIF 卫星发射， 它在第二代民用信号的基础上， 增加了 L5 载波，用于发射 L5 民用信号gps定位精度。 L5波段范围为1176.45MHz±1.023MHz。

dk-8080 f308a-n系列，是一款数字电视接收机，支持有线dvb-c、地面数字dmb-th(单载波/多载波)二种国家标准为一体的数字电视机顶盒,是基于积累一代f3系列三年的研发、生产、销售基础上推出的新产品，主芯片采购st7162，卫星采用改进版的st s2解调芯片，接收s2信号门限和一代相比更低。对载波作平衡调制，获得载波被抑制的宽带频谱信号发射。然而，在接收端就必须要将抑制了的38khz载波信号进行恢复才能正确解调出s信号，而且恢复的38khz载波信号必须要和发射端的38khz在相位上保持一致。

3.GPS双频定位对精度的提升

高码率可以有效提高精度

你怎么有如此之大的神通，居然可以在经历150亿年的沧桑以后，以10的负36次方秒的精度算出这一事件。热膨胀系数是10.6-15x10^-6(没法打科学计算符号,请谅解,10.6-15乘以10的负6次方,下同.)。再将其乘以光速得到码。

中国相关单位发展卫星制导非常早，上世纪90年代就开始进行技术跟踪，本世纪安装完成相关型号的研制，如珠海航展上面展出的ft-1卫星制导，与jdam一样，ft-1也是把普通的尾翼取下，换上制导组件，同时在弹体上面加装边条翼，以提高升阻比，增加投放距离，载机在5000-12000米高度、m0.6-m0.9范围之内投放ft-1，距离可以达到18公里，不过它采用了gps民码信号，所以精度较低，只有30米，如果采用高精度军码信号，其精度可以降低到10米以下[1]。当激光束从盘片上反射回来时会同时打到4个光电二极管上，所以反射回来的光线就会射向不同的方向，教案《微格教案》，它就会发出信号，寻迹误差信号就为0。因为﹐理想的干涉条纹仅与两路信号几何程差产生的延迟有关﹐而实际测得的延迟还包含有传播介质(大气对流层﹑电离层等)﹑接收机﹑处理机以及钟的同步误差产生的随机延迟﹐这就要作大气延迟和仪器延迟等项改正﹐改正的精度则关系到延迟的测量精度。

L5 信号码率高，频谱密度更容易集中。虽然L5 也会反射，不过反射之后的错误信号和正确的直射信号叠加形成新的频谱密度高峰的概率会比较低，这样也使得计算引擎更容易找到直射卫星信号。

L5 高码率这么好用，为什么不直接用L5呢?这是因为L1 的低码率更容易被捕获，我们要精度的同时也不能牺牲定位时间。所以L1 也叫做粗略捕获码，待捕获到信号之后，L5 就可以一起参与计算了。

两个频率可以消除电离层误差

如果只有L1 信号，那手机接收到之后就当L1 是直射过来的了。而实际上L1 可能已经在大气层发生了折射，而折射会导致一定的延时，大气层的这点延迟会导致很大的误差，很多科学家认定大气层误差占到所有误差的60% 权重。

虽然两台发射机标称频率相同，但多少还是有所差异，当一台接收机同时收到两台发射机信号时，会产生两个发射频率差异的差拍干扰，如果两发射频率相差1khz,在接收机中即可听到1khz的差拍声，另外尽管发射频率相同，其频率的相位也不一定相同，因此会产生低频交流声的干扰。toa测量要求ms的发射与所有bts的接收精确同步(1μs的定位误差将导致300m的定位误差)，并且在其发射信号中要包含发射时间标记以便接收基站信号到达时间确定信号所传播的距离。  gpsgps卫星用卫星用l l波段两种频率的波（波段两种频率的波（1575.42mhz1575.42mhz和和1227.6mhz1227.6mhz） 向用户发射导航定位信号， 同时接收地面发送的导导航定位信号， 同时接收地面发送的导航电文以及调度命令。

GPS双频只能对消电离层误差，多径误差无法消除(虽然L5信号的多径有改善)，NLOS(非直达信号)无法消除。然而后两者才是城市环境中手机定位中的最主要误差来源。

结语：

gps 系统定位精度在最初设计的时候是远远超乎设计人员的预料，甚至于不得不对 gps 民用信号的精度给予限制，人为将定位误差加大到 100 米左右。此外，还采取修正传播时延误差和消除多普勒效应误差等措施，预期同步精度也优于1纳秒。通过计算还可看出，阿贝误差在机床定位误差中占有很大比例，因此，适当提高相关部分的加工、装配精度，将会进一步提高机床定位的精度。

——微型车载gps定位器追踪器

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