你知道GPS目前的定位精度有多高嗎？下面小編給大家分享美國GPS系統官網今年3月發布的報告，看完你就知道答案了。

一、評測數據來源

報告由美國德克薩斯大學空間與地球物理實驗室（Space and Geophysics Laboratory of The University of Texas at Austin）完成，報告由全球42個跟蹤站2018年的全年數據分析統計得到。

圖1：跟蹤站點分布圖（NGA&IGS）

為什么既有IGS的站，又有NGA（National Geospatial-Intelligence Agency，美國國家地理空間情報局）的站？ 稍后解釋，繼續看。

二、評估方法及結果

報告從信號的覆蓋范圍、衛星可見性、信號質量、定位精度等幾個方面綜合評估了GPS系統目前的建設水平，技術指標匯總如下：

注：上表左邊是指標項，右邊是設計標準，但是實際性能可能已優于設計標準。

三、關鍵指標分析

3.1、GPS星座狀態

據官網，目前GPS系統在軌運行的衛星共有12顆舊衛星（2004年前發射）、19顆新衛星（05到16年發射）組成，其中最多的是2010年至2016年發射的Block IIF型衛星，另外，美國于去年（2018）發射了一顆新型GPS IIIF衛星，為下一代系統升級做測試驗證。

3.2、用戶測距精度

用戶測距精度URE（User Range Error）是最常見的系統精度指標，背后反映了廣播星歷及衛星時鐘精度。

由于URE的具體計算和優缺點并不是本文重點，這里不討論，總之，URE數值越大說明信號質量越差，數值越小則越好，記住這一點，接著看2018年各衛星的具體情況：

分析：

1、GPS衛星空間信號測距誤差（SISRE）約為1.3米。

2、順便貼下北斗的情況，供大家對比參考：

圖4：5月6日北斗系統SISRE指標，來源：中國衛星導航系統管理辦公室測試評估研究中心網站

3.3、授時精度

GPS系統官方設計的系統授時精度為40納秒（95%置信度），但實際精度已經遠高于此。研究小組在全球均勻選擇了425個仿真點：

圖5：授時仿真計算點

每隔15分鐘計算一次該位置的授時精度，全天40800個數據，再統計出當天95%置信度的精度。

分析：

1、目測GPS系統授時精度優于5納秒（95%置信度）。（另據官網2016年的測試數據，官方結論為：優于10納秒）

3.4、衛星健康狀態統計

大家知道，衛星有異常的時候廣播星歷中有一個字段會表示衛星健康狀態，下面是2018全年各衛星的健康狀態統計：

分析：

1、GPS衛星的全年可用性約為99.7%。

3.5、衛星可見性

用戶在任意位置能看到衛星的數量及分布情況代表了衛星的可見性（可用性），專業上用PDOP值（位置幾何精度因子）來表達，總之PDOP越大說明對精度的稀釋越大，所以數值越小越好。由于衛星一直在運動，運氣不好就會遇到衛星數很少的情況，看起來就像下面這樣：

統計全年的數據可以反映出GPS系統的軌道設計和控制水平，GPS系統設計指標為：小于6。但實際情況如何？下表是過去4年的統計情況：

分析：

1、GPS系統PDOP全球平均值約為1.6，遠高于設計標準。

2、GPS系統平均可見衛星數約為10.4顆。

3.6、用戶定位精度

定位精度是用戶最直觀的感受系統精度的指標，那么GPS系統設計的定位精度是多少呢？如下：

換句話說，“平面能保證9米“ 是GPS系統的民用設計指標。

實際情況又如何？

由于定位精度關系到多個方面的因素：系統信號質量、接收機的信號質量、終端算法（高度截止角優選衛星或啟用接收機自主完整性監測），研究小組分別使用IGS和NGA站網數據，并按是否啟用RAIM數據算法進行對比，結果如下：

可以看到， RAIM對于控制粗差有明顯作用，能顯著提高定位精度，統計結果如下：

表4：全年定位精度統計結果

分析：

1、NGA用接收機似乎比IGS用的好很多。

（NGA是美國軍方機構，站點使用的接收機可跟蹤軍碼，上表結果也體系出軍碼和民碼的定位性能差異）。

2、GPS單點定位平面精度優于1.5米（雙頻偽距）。

另據GPS官網2016年的評測數據，單頻偽距單點定位精度優于3.8米，（詳見本文資料）

四、結論

1、GPS衛星用戶測距信號精度（SISRE）約為1.3米。

2、GPS系統授時精度優于10納秒。

3、GPS衛星全年可用性約為99.7%。

4、GPS系統PDOP值全球平均值為1.6。

5、GPS系統平均可見衛星數約為10顆。

6、GPS單點定位平面精度可優于1.5米，單頻優于4米。