一、評測數(shù)據(jù)來源
報告由美國德克薩斯大學(xué)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(shù)據(jù)分析統(tǒng)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(xù)看。
二、評估方法及結(jié)果
報告從信號的覆蓋范圍、衛(wèi)星可見性、信號質(zhì)量、定位精度等幾個方面綜合評估了GPS系統(tǒng)目前的建設(shè)水平，技術(shù)指標(biāo)匯總?cè)缦拢?br />
注：上表左邊是指標(biāo)項，右邊是設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)，但是實際性能可能已優(yōu)于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
三、關(guān)鍵指標(biāo)分析
3.1、GPS星座狀態(tài)
據(jù)官網(wǎng)，目前GPS系統(tǒng)在軌運行的衛(wèi)星共有12顆舊衛(wèi)星（2004年前發(fā)射）、19顆新衛(wèi)星（05到16年發(fā)射）組成，其中最多的是2010年至2016年發(fā)射的Block IIF型衛(wèi)星，另外，美國于去年（2018）發(fā)射了一顆新型GPS IIIF衛(wèi)星，為下一代系統(tǒng)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(tǒng)精度指標(biāo)，背后反映了廣播星歷及衛(wèi)星時鐘精度。
由于URE的具體計算和優(yōu)缺點并不是本文重點，這里不討論，總之，URE數(shù)值越大說明信號質(zhì)量越差，數(shù)值越小則越好，記住這一點，接著看2018年各衛(wèi)星的具體情況：
分析：
1、GPS衛(wèi)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(tǒng)SISRE指標(biāo)，來源：中國衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)管理辦公室測試評估研究中心網(wǎng)站
3.3、授時精度
GPS系統(tǒng)官方設(shè)計的系統(tǒng)授時精度為40納秒（95%置信度），但實際精度已經(jīng)遠(yuǎn)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(shù)據(jù)，再統(tǒng)計出當(dāng)天95%置信度的精度。
分析：
1、目測GPS系統(tǒng)授時精度優(yōu)于5納秒（95%置信度）。（另據(jù)官網(wǎng)2016年的測試數(shù)據(jù)，官方結(jié)論為：優(yōu)于10納秒）
3.4、衛(wèi)星健康狀態(tài)統(tǒng)計
大家知道，衛(wèi)星有異常的時候廣播星歷中有一個字段會表示衛(wèi)星健康狀態(tài)，下面是2018全年各衛(wèi)星的健康狀態(tài)統(tǒng)計：
分析：
1、GPS衛(wèi)星的全年可用性約為99.7%。
3.5、衛(wèi)星可見性
用戶在任意位置能看到衛(wèi)星的數(shù)量及分布情況代表了衛(wèi)星的可見性（可用性），專業(yè)上用PDOP值（位置幾何精度因子）來表達(dá)，總之PDOP越大說明對精度的稀釋越大，所以數(shù)值越小越好。由于衛(wèi)星一直在運動，運氣不好就會遇到衛(wèi)星數(shù)很少的情況，看起來就像下面這樣：
統(tǒng)計全年的數(shù)據(jù)可以反映出GPS系統(tǒng)的軌道設(shè)計和控制水平，GPS系統(tǒng)設(shè)計指標(biāo)為：小于6。但實際情況如何？下表是過去4年的統(tǒng)計情況：
分析：
1、GPS系統(tǒng)PDOP全球平均值約為1.6，遠(yuǎn)高于設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)。
2、GPS系統(tǒng)平均可見衛(wèi)星數(shù)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(tǒng)精度的指標(biāo)，那么GPS系統(tǒng)設(shè)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(tǒng)的民用設(shè)計指標(biāo)。
實際情況又如何？
由于定位精度關(guān)系到多個方面的因素：系統(tǒng)信號質(zhì)量、接收機的信號質(zhì)量、終端算法（高度截止角優(yōu)選衛(wèi)星或啟用接收機自主完整性監(jiān)測），研究小組分別使用IGS和NGA站網(wǎng)數(shù)據(jù)，并按是否啟用RAIM數(shù)據(jù)算法進(jìn)行對比，結(jié)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(tǒng)計結(jié)果如下：
表4：全年定位精度統(tǒng)計結(jié)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(gòu)，站點使用的接收機可跟蹤軍碼，上表結(jié)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(yōu)于1.5米（雙頻偽距）。
另據(jù)GPS官網(wǎng)2016年的評測數(shù)據(jù)，單頻偽距單點定位精度優(yōu)于3.8米，（詳見本文資料）
四、結(jié)論
1、GPS衛(wèi)星用戶測距信號精度（SISRE）約為1.3米。
2、GPS系統(tǒng)授時精度優(yōu)于10納秒。
3、GPS衛(wèi)星全年可用性約為99.7%。
4、GPS系統(tǒng)PDOP值全球平均值為1.6。
5、GPS系統(tǒng)平均可見衛(wèi)星數(shù)約為10顆。
6、GPS單點定位平面精度可優(yōu)于1.5米，單頻優(yōu)于4米。
