GPS模塊數據分析與處理①

陳 賽，李建朝

（河南科技大學機電工程學院，河南 洛陽471003）

0 引 言

全球定位系統（GPS）的出現與發展，為人類的導航和定位提供了可靠的保障。隨著社會的進步和科學技術的發展，GPS定位技術已經越來越接近普通人的生活。GPS模塊的出現，使GPS為普通民眾所用成為可能。GPS模塊擁有體積小、重量輕、功耗低、攜帶方便，價格低廉等優點，但是GPS模塊定位精度到底如何呢？能否為導航和定位提供有用的數據？基于一款GS－15CGPS模塊，對所采集的數據進行分析和處理，對誤差源進行了分析，給出了相應的試驗方法和結果。

1 GPS數據的采集和計算

1.1 幾個基本概念和公式［1]

1.1.1 算術平均值

在系列測量中，被測量的n個測得值的代數和除以n而得出的值稱為算術平均值。設l1，l2，…，ln為n次測量所得值，故算術平均值ˉl為：

1.1.2 測量的標準差

由于隨機誤差的存在，等精度測量列中各個測量值一般皆不相同，它們圍繞著該測量列的算術平均值有一定的分散，此分散度說明了測量列中單次測量值得不可靠性，必須用一個數值作為其不可靠性的評定標準。單次測量的標準差σ是表征同一被測量的n次測量值的測得值分散性的參數，可作為測量列中單次測量不可靠性的評定標準。

由貝塞爾（Bessel）公式

其中，vi為殘余誤差，殘余誤差為測得值與算術平均值之差，即

1.1.3 單次測量的極限誤差

測量的極限誤差是極端誤差，測量結果（單次測量或測量列的算術平均值）不超過該極端誤差的概率為P，并使差值（1－P）可予忽略。設極限誤差為δlim，則有公式