GPS误差对船舶定位的影响及措施

王龚宇

GPS误差对船舶定位的影响及措施

王龚宇

（哈尔滨航运学校，哈尔滨 150001）

GPS技术是航运业常用的船舶定位辅助技术，有了GPS技术的支持，船舶的动态和静态定位就有了精度上和效率上的基础，对船舶运输行业有着显著的提升作用。本研究以GPS技术在船舶定位工作应用为中心，研讨了GPS技术误差产生的来源，列举了GPS技术应用于船舶定位的主要形式，分析了GPS技术各种误差产生的主要原因，提供了测伪距误差控制、正确选星、实时差分定位等措施，希望为提高GPS技术船舶定位应用效果有所帮助。

船舶定位；GPS技术；误差；测伪距误差；正确选星；实时差分定位

GPS技术和应用工具在航运体系中有着普遍的应用，特别在船舶导航和定位方面，GPS技术更是具有效率与精度上的优势，使船舶航行安全得到了保障。

1　GPS技术产生误差的内外因素

GPS技术产生误差主要分为系统内部因素、外部环境因素和操作者因素三个主要方面。GPS卫星存在星历上的客观误差，在运行过程中卫星星钟也存在精度上的差异，同时在GPS技术结构体系中接收机、计算、天线位置也会产生误差，这些都给GPS技术的应用带来精度上的问题，产生GPS技术误差。从GPS技术的运作原理上我们可以看到，在GPS信号传输中存在电离层的延迟和对流层的折射现象，船舶高速运行，测量天气过于恶劣都会出现信号的不稳定和延迟，导致GPS技术误差的产生，进而影响船舶定位的精度。此外，在GPS技术应用于船舶定位过程中，操作者的操作方法、GPS设备的应用技巧不同也会产生各种问题，使GPS技术出现误差较大的显现，对船舶定位和航运来讲构成威胁和隐患。

2　船舶定位中GPS技术应用的方式

2.1船舶绝对定位中GPS技术的应用

船舶绝对定位是利用GPS技术对船舶在WGS-84坐标系的位置进行精确定位，在GPS技术中需要以4颗GPS卫星作为基础，这时的GPS测量才具有准确性。进行船舶精确定位时，只需GPS的接收装置就可以独立进行，相对其他方式而言，GPS技术在船舶绝对定位中具有组织简便、处理简单、操作简易的特点。但同时也存在信号延迟、星历误差等方面的影响，进而产生GPS技术应用的误差，影响船舶绝对定位的精度。

2.2船舶动态定位中GPS技术的应用

船舶动态定位是船舶定位的常态，通过动态定位可以了解船舶的位置、方向、速度，是船舶选择线路，引导船舶的重要应用基础。由于动态定位中船舶始终处于运动状态，速度、角度上的不同会产生对GPS技术应用的影响，如果不控制GPS技术在船舶动态定位上的误差，很容易形成误差积累，进而影响对船舶正确方位和速度的了解，进而失去航线优化的可能，不但会影响船舶的航运经济性，而且可能出现航运的安全隐患。

3　GPS技术误差产生的主要原因

3.1测伪距误差的产生原因

测伪距误差又称等效测距误差。同测其他观测值一样，在测伪距时，由于存在着卫星时钟误差、电离层延时、对流层延迟、接收机噪声等这些误差的存在会引起测伪距的误差。

3.2选星存在问题

卫星在空间分布影响GPS定位精度，GPS在定位时只要选择其中的4颗卫星就可以基本保障测量的精度，但是当实际卫星数超过4颗时，如果不进行选星计算，就难于形成最佳卫星组合，进而产生误差而影响船舶定位精度。

3.3差分定位的误差

实时差分定位系统是由基准站、数据链和多用户流动站三部分组成，如果三部分之间出现联系上的困难或者系统噪声，则会影响测距信息、伪距、载波相位的误差，进而出现对船舶定位的精度影响。

4　控制船舶定位GPS技术误差的方法

4.1测伪距误差的防范

应该在船舶定位中采用C/A码作为GPS伪距测量的主要技术基础，单点实时定位，定位精度25m，这种接收机价格便宜，应用也广泛。该种接收机在船舶导航定位应用，并和海图配合使用。而测地型接收机主要用于精密大地测量工作的接收机。这种仪器主要采用载波相位观测值进行相对定位，定位精度高，仪器结构复杂，价格昂贵，不适宜在船舶上应用。

4.2正确选择GPS卫星

由于伪距误差是卫星及大气环境决定的，用户不能直接改变，而几何因子是由于用户接收设备与卫星相对位置决定的。通过合理的选择导航卫星，降低几何因子，可以达到减小误差、提高精度的目的。

4.3差分定位误差的防范

采用高精度的RTK技术，发送给流动站的并不是观测值的改正数，而是基准站的原始观测值。基准站需要发送给流动站的还包括基准站自身的一些信息，如基准站的坐标和天线高等。

5　结语

船舶定位是船舶航运过程中重要的环节，必须在科学导航和精细测量的基础上才能确保船舶定位的精度。在GPS技术应用船舶航运的大背景下，船舶定位经常利用GPS技术作为快速、精确的保证。由于GPS技术本身受到坐标系、技术原理、实际情况等方面的影响，出现GPS误差对船舶定位精度的影响。为了更为精确地船舶定位，更为有效地应用GPS技术，应该从测伪距误差控制、正确选星、实时差分定位等环节入手，探寻船舶定位应用GPS技术的要点，实现对船舶动态和静态更为准确而快捷的定位工作目标。

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The Effect of GPS Error In Ship Positioning and Measures

WANGGong-yu
（Harbin ShippingSchool，Harbin，150001，China）

In the shippingindustry，the GPS technologyis a assistive technology，which used in the ship positioning. With the support of GPS technology，the ship location of the static and dynamic will have the basis for accuracy and efficiency.the GPS technology have a sig-nificant effect on the shipping industry promotion.AS the theme of this research isapplicatio-n of the GPS technology in ship positioning，analyzes the reason of error of GPS technology，the main form of the application example of GPS technology in ship positioning，provides the pseudo-range error，correctly satellite selection，real-time difference position.Toimprove t-he application effect ofGPS technology.

Ship Positioning；GPS Technology；error；Pseudo-range Error；Correctly Satellite Selection；Real-time Difference Position

U666.14

A

1674-8646（2015）04-0074-02