Novatel OM-20000041 Manual Do Utilizador

Página de 276
A
GPS Overview
68
 MiLLennium GPSCard Software Version 4.50 Command Descriptions Manual Rev 1
Ionospheric Group Delays – The earth’s ionospheric layers cause varying degrees of 
GPS
 
signal propagation delay. Ionization levels tend to be highest during daylight hours causing 
propagation delay errors of up to 30 meters, whereas night time levels are much lower and 
may be up to 6 meters.
Tropospheric Refraction Delays – The earth’s tropospheric layer causes 
GPS
 signal 
propagation delays which bias the range measurements.  The amount of delay is at the 
minimum (about three metres) for satellite signals arriving from 90 degrees above the 
horizon (overhead), and progressively increases as the angle above the horizon is reduced to 
zero where delay errors may be as much as 50 metres at the horizon.
Ephemeris Errors – Some degree of error always exists between the broadcast ephemeris’ 
predicted satellite position and the actual orbit position of the satellites.  These errors will 
directly affect the accuracy of the range measurement.
Satellite Clock Errors – Some degree of error also exists between the actual satellite clock 
time and the clock time predicted by the broadcast data. This broadcast time error will cause 
some bias to the pseudorange measurements.
Receiver Clock Errors – Receiver clock error is the time difference between 
GPS
 receiver 
time and true 
GPS
 time. All 
GPS
 receivers have differing clock offsets from 
GPS
 time that 
vary from receiver to receiver by an unknown amount depending on the oscillator type and 
quality (
TCXO
 vs. 
OCXO
, etc.). However, because a receiver makes all of its single point 
pseudorange measurements using the same common clock oscillator, all measurements will 
be equally offset, and this offset can generally be modeled or quite accurately estimated to 
effectively cancel the receiver clock offset bias. Thus, in single point positioning, receiver 
clock offset is not a significant problem. However, in pseudorange differential operation, 
between-receiver clock offset is a source of uncorrelated bias.
Selective Availability (SA) – Selective availability is when the 
GPS
 Control Segment 
intentionally corrupts satellite clock timing and broadcast orbit data to cause reduced 
positioning accuracy for general purpose 
GPS
 
SPS
 users (non-military).  When 
SA
 is active, 
range measurements may be biased by as much as 30 metres.
Multipath Signal Reception – Multipath signal reception can potentially cause large 
pseudorange and carrier phase measurement biases. Multipath conditions are very much a 
function of specific antenna site location versus local geography and man-made structural 
influences. Severe multipath conditions could skew range measurements by as much as 100 
meters or more. See Appendix B, Multipath Elimination Technology, Page 73 for more 
information.
The NovAtel GPSCard receivers are capable of absolute single point positioning accuracies of 15 meters 
CEP
(
GDOP
 < 2; no multipath) when SA is off and 40 meters 
CEP
 while 
AS
 is on. (As the status of selective availability
is generally unknown by the real-time 
GPS
 user, the positioning accuracy should be considered to be that of when
AS
 is on).
The general level of accuracy available from single point operation may be suitable for many types of positioning
such as ocean going vessels, general aviation, and recreational vessels that do not require position accuracies of
better than 100 meters 
CEP
. However, increasingly more and more applications desire and require a much higher
degree of accuracy and position confidence than is possible with single point pseudorange positioning. This is
where differential 
GPS
 (
DGPS
) plays a dominant role in higher accuracy real-time positioning systems.
SINGLE POINT AVERAGING WITH THE GPSCARD
By averaging many GPS measurement epochs over several hours, it is possible to achieve an absolute position
based on the WGS 84 datum to better than five meters. This section attempts to explain how the position averaging
function operates and to provide an indication of the level of accuracy that can be expected versus total averaging
time.
The 
POSAVE
 command implements position averaging for reference stations. Position averaging will continue for