TWI470259B - 全球定位系統裝置及其電離層誤差估測方法 - Google Patents

全球定位系統裝置及其電離層誤差估測方法 Download PDF

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Description

全球定位系統裝置及其電離層誤差估測方法
本發明係關於一種全球定位系統裝置及其電離層誤差估測方法。更具體而言，本發明之全球定位系統裝置及其電離層誤差估測方法係直接利用參考基地台之電離層穿刺點座標以及電離層誤差值完成使用者電離層誤差之估測。
全球定位系統(Global Positioning System)主要係由太空之衛星發射定位相關之訊號，而地球上之訊號接收裝置便可據以判斷其當下所處之位置以完成定位。由於全球定位系統可廣泛地被應用於各種不同領域中，具有高度之利用價值，因此，世界各地正積極發展相關之技術。然而，此種透過衛星自太空發送訊號至地球表面之過程，其訊號將會被各種環境因素干擾影響，進而導致訊號接收裝置於定位時產生誤差。
具體而言，當衛星自太空發送訊號至地球時，衛星本身之時鐘誤差(clock skew)、衛星於運行軌道上所產生之偏移、訊號通過電離層與對流層以及訊號接收裝置之時鐘誤差等，皆會影響訊號接收裝置於定位時之精準度。其中，又以訊號通過電離層所產生之誤差影響最鉅。更進一步來說，由於電離層中具有大量之自由電子，因此，當訊號通過電離層將會受到嚴重之干擾。更者，由於自由電子並非規則且平均分布於電離層中，其實際上係由不規則且隨時間變動之方式分布，因此，電離層之自由電子將隨時間與 區域產生不同之變動，使得其對衛星訊號之干擾愈加難以評估。
於習知技術中，為解決訊號於電離層所產生之干擾，主要可於訊號接收裝置中設置雙頻接收器，使得訊號接收裝置可同時接收衛星於二相異頻道所發送之訊號，並據以消除環境因素導致之誤差。然而，設置雙頻接收器之方式將使得成本大幅提升，進而導致訊號接收裝置無法普及。
另外，習知技術中亦利用Klobuchar模型、衛星增強系統(Satellite-Based Augmentation System)或廣域差分全球衛星導航系統(Wide Area Differential Global Navigation Satellite System)等方式加強電離層誤差之預估與補償。然而，由於Klobuchar模型僅能消除約百分之五十之電離層誤差，因此其精準度相較之下仍偏低；且由於衛星增強系統與廣域差分全球衛星導航系統利用固定電離層網格點(Ionoshpere Grid Point)計算誤差值之方式不具使用彈性，因此使得其無法因應電離層於低緯度地區之劇烈變化，間接導致裝置於不同區域之使用效果不一致。
綜上所述，如何保持訊號接收裝置之低成本，且同時提升電離層誤差估測之精準度以及裝置使用彈性，乃業界亟需努力之目標。
為解決前述問題，本發明提供了一種全球定位系統(Global Positioning System,GPS)裝置及其電離層誤差估測方法，其主要係直接根據複數雙頻基地台之複數電離層穿刺點座標值、複數電離層誤差值以及全球定位系統裝置之使用者電離層穿刺點座標 值，利用內插(Interpolation)方式計算使用者電離層誤差值。
為完成前述目的，本發明提供了一種用於GPS裝置之電離層誤差估測方法。GPS裝置與第一雙頻基地台以及第二雙頻基地台連線。電離層誤差估測方法包含下列步驟：(a)令GPS裝置自第一雙頻基地台接收第一電離層穿刺點(Ionosphere Pierce Points,IPP)座標值以及第一電離層誤差值，其中，第一雙頻基地台係經由第一IPP自GPS衛星接收第一定位訊號，第一雙頻基地台根據第一IPP計算第一IPP座標值並根據第一定位訊號計算第一電離層誤差值；(b)令GPS裝置自第二雙頻基地台接收第二IPP座標值以及第二電離層誤差值，其中，第二雙頻基地台係經由第二IPP自GPS衛星接收第二定位訊號，第二雙頻基地台根據第二IPP計算第二IPP座標值，並根據第二定位訊號計算第二電離層誤差值；(c)令GPS裝置經由使用者IPP自GPS衛星接收使用者定位訊號；(d)令GPS裝置根據使用者IPP計算使用者IPP座標值；(e)令GPS裝置直接根據第一雙頻基地台之第一IPP座標值與第一電離層誤差值、第二雙頻基地台之第二IPP座標值與第二電離層誤差值以及使用者IPP座標值，以內插方式計算使用者電離層誤差值。
為完成前述目的，本發明又提供一種GPS裝置，其與第一雙頻基地台以及第二雙頻基地台連線。GPS裝置包含一網路訊號接收器、一GPS訊號接收器以及一處理器。網路訊號接收器用以自第一雙頻基地台接收第一電離層IPP座標值以及第一電離層誤差值，並自第二雙頻基地台接收第二IPP座標值以及第二電離層誤差值，其中，第一雙頻基地台係經由第一IPP自GPS衛星接收第一定位訊號，第一雙頻基地台根據第一IPP計算第一IPP座標值， 並根據第一定位訊號計算第一電離層誤差值，第二雙頻基地台係經由第二IPP自GPS衛星接收第二定位訊號，第二雙頻基地台根據第二IPP計算第二IPP座標值，並根據第二定位訊號計算第二電離層誤差值。GPS訊號接收器係用以經由使用者IPP自GPS衛星接收使用者定位訊號。處理器係用以根據使用者IPP計算使用者IPP座標值，並直接根據第一雙頻基地台之第一IPP座標值與第一電離層誤差值、第二雙頻基地台之第二IPP座標值與第二電離層誤差值以及使用者IPP座標值，以內插方式計算使用者電離層誤差值。
透過上述所揭露之技術特徵，本發明之GPS置及其電離層誤差估測方法，可於單頻訊號接收之情況下，直接利用基地台之IPP座標值以及電離層誤差值之資訊，透過內插方式進行使用者電離層誤差之計算，如此一來，GPS裝置之成本將可大幅降低，且同時提升電離層誤差估測之精準度以及裝置使用彈性。在參閱圖式及隨後描述之實施方式後，此技術領域具有通常知識者便可瞭解本發明之其他目的，以及本發明之技術手段及實施態樣。
以下將透過實施例來解釋本發明內容。然而，本發明的實施例並非用以限制本發明需在如實施例所述之任何環境、應用或方式方能實施。因此，關於實施例之說明僅為闡釋本發明之目的，而非用以直接限制本發明。需說明者，以下實施例及圖示中，與本發明非直接相關之元件已省略而未繪示。
請參考第1A圖，其為本發明之一第一實施例之一全球定位系統(Global Positioning System,GPS)網路1之示意圖。GPS網路包含一GPS衛星11、一第一雙頻基地台13、一第二雙頻基地台15以及一GPS裝置17。GPS裝置17與第一雙頻基地台13以及第二雙頻基地台15間具有網路連線。
請一併參考第1B圖，其係本發明第一實施例之GPS裝置17之示意圖。GPS裝置17包含一網路訊號接收器171、一GPS訊號接收器173以及一處理器175。須特別說明者，於第一實施例中，第一雙頻基地台13以及第二雙頻基地台15係具有雙頻接收器之基地台，其可由GPS衛星11之相異頻道接收雙頻訊號，而GPS裝置17可為手機、PDA、車用GPS導航裝置等任何具有GPS運算能力之裝置。GPS網路1中元件之功能及互動，將於下述之內容中詳細說明。
首先，第一雙頻基地台13係經由一第一電離層穿刺點(Ionosphere Pierce Point,IPP)10自GPS衛星11接收一第一定位訊號110，隨即，第一雙頻基地台13便根據第一定位訊號110計算一第一IPP座標值130以及一第一電離層誤差值132。同樣地，第二雙頻基地台15係經由一第二IPP 12自GPS衛星11接收一第二定位訊號112，隨即，第二雙頻基地台15便根據第二定位訊號112計算一第二IPP座標值150以及一第二電離層誤差值152。須特別強調，基地台利用定位訊號以及訊號接收角度計算電離層座標值及誤差值乃習知技術，於此不再贅述。
接著，GPS裝置17之網路訊號接收器171便透過網路連線，分 別自第一雙頻基地台13以及第二雙頻基地台15接收第一IPP座標值130、第一電離層誤差值132、第二IPP座標值150以及第二電離層誤差值152。接著，GPS裝置17之GPS訊號接收器173經由一使用者IPP 14自GPS衛星11接收一使用者定位訊號114。隨即，GPS裝置17之處理器175便根據使用者IPP 14計算一使用者IPP座標值(未繪示)，並直接根據第一IPP座標值130、第一電離層誤差值132、第二IPP座標值150、第二電離層誤差值152以及該使用者IPP座標值，以內插方式計算使用者電離層誤差值。
更詳細來說，由於透過前述訊號傳輸之方式，GPS裝置17可即時(real-time)獲得第一雙頻基地台13於電離層接收訊號之第一IPP座標值130、第二雙頻基地台15於電離層接收訊號之第二IPP座標值150以及GPS裝置17本身於電離層接收訊號之該使用者IPP座標值，則GPS裝置17之處理器175便可據以計算三者間之位置比例關係，如此一來，當第一IPP 10具有第一電離層誤差值132且第二IPP 12具有第二電離層誤差值152時，處理器175便可根據位置比例關係，利用內插之方式估算當GPS裝置17於使用者IPP 14接收訊號時，電離層於使用者IPP 14處所可能產生之使用者電離層誤差值。
透過前述之方式，本發明之GPS裝置可直接利用雙頻基地台所接收之定位訊號相關資訊計算電離層誤差值。更進一步來說，本發明之GPS裝置可利用低成本之單頻模組，並跳脫衛星增強系統(Satellite-Based Augmentation System)與廣域差分全球衛星導航系統(Wide Area Differential Global Navigation Satellite System) 利用固定電離層網格點(Ionoshpere Grid Point)之囿限，成功地以較佳之精確度完成電離層誤差值之估算。
需特別強調者，為加強量測之精確度，本發明更可利用訊號接收之角度，進行電離層誤差值之轉換。請一併參考第1C圖，其為本發明第一實施例根據訊號接收角度轉換電離層誤差值之示意圖。具體而言，由於GPS衛星11並非隨時垂直位於第一雙頻基地台13之正上方，因此第一雙頻基地台13將會以一第一角度θ1經由第一IPP 10自GPS衛星11接收第一定位訊號110，隨即，第一雙頻基地台13便根據第一角度θ1降低第一電離層誤差值132，換言之，即利用三角函數運算，將以第一角度θ1接收第一定位訊號110視之之電離層誤差值，轉換為以垂直角度接收第一定位訊號110視之之電離層誤差值。
同樣地，由於GPS衛星11並非隨時垂直位於第二雙頻基地台15之正上方，因此第二雙頻基地台15將會以一第二角度θ2經由第二IPP 12自GPS衛星11接收第二定位訊號112，隨即，第二雙頻基地台15便根據第二角度θ2降低第二電離層誤差值152，換言之，同樣係利用三角函數運算，將以第二角度θ2接收第二定位訊號112視之之電離層誤差值，轉換為以垂直角度接收第二定位訊號112視之之電離層誤差值。
接著，類似地，由於GPS裝置17之GPS訊號接收器同樣以一使者用角度θ3經由使用者IPP 14自GPS衛星11接收使用者定位訊號114，當經過與第一實施例所述相同之訊號傳遞與運算得到使用者電離層誤差值後，其係以GPS裝置17垂直接收使用者定位訊 號114之角度觀之，因此，處理器175便根據使者用角度θ3，利用三角函數運算將使用者電離層誤差值放大，換言之，即將垂直角度接收使用者定位訊號114視之之使用者電離層誤差值轉換為以使用者角度θ3接收使用者定位訊號114視之之電離層誤差值。如此一來，透過前述之技巧將可消除各基地台與裝置間接收衛星訊號角度不同所可能會產生之誤差，使得使用者電離層誤差值更為準確。
請參考第2圖，其為本發明之一第二實施例之一GPS網路2之示意圖。須特別說明者，第二實施例中與第一實施例之硬體結構及網絡連接環境相似，因此其符號相同之元件及其功能將不再贅述，而第二實施例與第一實施例之差異在於，第二實施例中，GPS網路2更包含一第三雙頻基地台19。
具體而言，第三雙頻基地台19係經由一第三IPP 16自GPS衛星11接收一第三定位訊號116，隨即，第三雙頻基地台19便根據第三定位訊號116計算一第三IPP座標值190以及一第三電離層誤差值192。接著，類似地，GPS裝置17之網路訊號接收器171便透過網路連線，分別自第一雙頻基地台13、第二雙頻基地台15以及第三雙頻基地台19接收第一IPP座標值130、第一電離層誤差值132、第二IPP座標值150、第二電離層誤差值152、第三IPP座標值190以及第三電離層誤差值192。
隨後，同樣地，GPS裝置17之GPS訊號接收器173經由使用者IPP 14自GPS衛星11接收使用者定位訊號114，而GPS裝置17之處理器175便根據使用者IPP 14計算該使用者IPP座標值，並直接根據第一IPP座標值130、第一電離層誤差值132、第二IPP 座標值150、第二電離層誤差值152、第三IPP座標值190、第三電離層誤差值192以及該使用者IPP座標值，以內插方式計算使用者電離層誤差值。
與第一實施例類似，GPS裝置17可即時獲得第一雙頻基地台13於電離層接收訊號之第一IPP座標值130、第二雙頻基地台15於電離層接收訊號之第二IPP座標值150、第三雙頻基地台19於電離層接收訊號之第三IPP座標值190以及GPS裝置17本身於電離層接收訊號之該使用者IPP座標值，則GPS裝置17之處理器175便可據以計算四者間之位置比例關係，如此一來，當第一IPP 10具有第一電離層誤差值132、第二IPP 12具有第二電離層誤差值152且第三IPP 16具有第三電離層誤差值192時，處理器175便可根據位置比例關係，利用內插之方式估算當GPS裝置17於使用者IPP 14接收訊號時，電離層所會產生之使用者電離層誤差值。
需特別說明者，本發明並不限制GPS裝置連接雙頻基地台之數量，以台灣區域為例，由於台灣於東南西北處各建置有雙頻參考基地台，因此，當在台灣使用本發明之GPS裝置時，便可同時利用東南西北四雙頻參考基地台之定位相關資訊，並直接據以進行GPS裝置之定位。如此一來，當在相對小區域之範圍內，本發明之GPS裝置可無須受固定電離層網格點之限制，直接利用就近之參考基地台之資訊進行定位，大幅提升GPS裝置無論係於低緯度高電離層密度或高緯度低電離層密度之定位精確度。
請參考第3A圖，其為本發明之一第三實施例之電離層誤差估測方法之流程圖。第三實施例之方法係用於一GPS裝置(例如前述 實施例之GPS裝置)，該GPS裝置與一第一雙頻基地台以及一第二雙頻基地台連線。第三實施例之電離層誤差估測方法之詳細步驟如下所述。
首先，執行步驟301，令該GPS裝置自該第一雙頻基地台接收一第一IPP座標值以及一第一電離層誤差值。其中，該第一雙頻基地台係經由一第一IPP自一GPS衛星接收一第一定位訊號，該第一雙頻基地台根據該第一IPP計算該第一IPP座標值，並根據該第一定位訊號計算該第一電離層誤差值。
接著，執行步驟302，令該GPS裝置自該第二雙頻基地台接收一第二IPP座標值以及一第二電離層誤差值。其中，該第二雙頻基地台係經由一第二IPP自該GPS衛星接收一第二定位訊號，該第二雙頻基地台根據該第二IPP計算該第二IPP座標值，並根據該第二定位訊號計算該第二電離層誤差值。
執行步驟303，令該GPS裝置經由一使用者IPP自該GPS衛星接收一使用者定位訊號。執行步驟304，令該GPS裝置根據該使用者IPP計算一使用者IPP座標值。最後，執行步驟305，令該GPS裝置直接根據該第一雙頻基地台之該第一IPP座標值與該第一電離層誤差值、該第二雙頻基地台之該第二IPP座標值與該第二電離層誤差值以及該使用者IPP座標值，以內插方式計算一使用者電離層誤差值。須特別說明者，以內插計算使用者電離層誤差值之方式與前述實施例內容相同，於此不再贅述。
另外，同樣地，為了加強量測之精確度，本發明更可利用訊號接收之角度，進行電離層誤差值之轉換。具體而言，類似地，由 於該GPS衛星並非隨時垂直位於該第一雙頻基地台之正上方，因此該第一雙頻基地台將會以一第一角度經由該第一IPP自該GPS衛星接收該第一定位訊號，並根據該第一角度降低該第一電離層誤差值，換言之，即利用三角函數運算，將以該第一角度接收該第一定位訊號視之之電離層誤差值，轉換為以垂直角度接收該第一定位訊號視之之電離層誤差值。
同樣地，由於該GPS衛星並非隨時垂直位於該第二雙頻基地台之正上方，因此該第二雙頻基地台將會以一第二角度經由該第二IPP自該GPS衛星接收該第二定位訊號，並根據該第二角度降低該第二電離層誤差值，換言之，同樣係利用三角函數運算，將以該第二角度接收該第二定位訊號視之之電離層誤差值，轉換為以垂直角度接收該第二定位訊號視之之電離層誤差值。同樣地，步驟303可更進一步令該GPS裝置以一使用者角度經由該使用者IPP自該GPS衛星接收該使用者定位訊號。
接著，請一併參考第3B圖，其為本發明第三實施例之電離層誤差估測方法之細部流程圖。詳細來說，電離層誤差估測方法可進一步執行步驟306，令該GPS裝置根據該使用者角度，利用三角函數運算將使用者電離層誤差值放大，換言之，即將垂直角度接收該使用者定位訊號視之之使用者電離層誤差值，轉換為以該使用者角度接收該使用者定位訊號視之之電離層誤差值。如此一來，透過前述之技巧將可消除各基地台與裝置間接收衛星訊號角度不同所可能會產生之誤差，使得使用者電離層誤差值更為準確。
請參考第4圖，其為本發明之一第四實施例之電離層誤差估測 方法之流程圖。第四實施例之方法係用於一GPS裝置(例如前述實施例之GPS裝置)，該GPS裝置與一第一雙頻基地台、一第二雙頻基地台以及一第三雙頻基地台連線。第四實施例之電離層誤差估測方法之詳細步驟如下所述。
首先，執行步驟401，令該GPS裝置自該第一雙頻基地台接收一第一IPP座標值以及一第一電離層誤差值。其中，該第一雙頻基地台係經由一第一IPP自一GPS衛星接收一第一定位訊號，該第一雙頻基地台根據該第一IPP計算該第一IPP座標值，並根據該第一定位訊號計算該第一電離層誤差值。
接著，執行步驟402，令該GPS裝置自該第二雙頻基地台接收一第二IPP座標值以及一第二電離層誤差值。其中，該第二雙頻基地台係經由一第二IPP自該GPS衛星接收一第二定位訊號，該第二雙頻基地台根據該第二IPP計算該第二IPP座標值，並根據該第二定位訊號計算該第二電離層誤差值。
執行步驟403，令該GPS裝置自該第三雙頻基地台接收一第三IPP座標值以及一第三電離層誤差值。其中，該第三雙頻基地台係經由一第三IPP自該GPS衛星接收一第三定位訊號，該第三雙頻基地台根據該第三IPP計算該第三IPP座標值，並根據該第三定位訊號計算該第三電離層誤差值。
隨後，執行步驟404，令該GPS裝置經由一使用者IPP自該GPS衛星接收一使用者定位訊號。執行步驟405，令該GPS裝置根據該使用者IPP計算一使用者IPP座標值。最後，執行步驟406，令該GPS裝置直接根據該第一雙頻基地台之該第一IPP座標值與該 第一電離層誤差值、該第二雙頻基地台之該第二IPP座標值與該第二電離層誤差值、該第三雙頻基地台之該第三IPP座標與該第三電離層誤差值以及該使用者IPP座標值，以內插方式計算一使用者電離層誤差值。
綜上所述，本發明之GPS裝置及其電離層誤差估測方法可於單頻訊號接收之情況下，直接根據複數雙頻基地台之複數電離層穿刺點座標值、複數電離層誤差值以及GPS裝置之使用者電離層穿刺點座標值，利用內插方式計算使用者電離層誤差值。如此一來，透過本發明之GPS裝置及電離層誤差估測方法，硬體成本將可大幅降低，且於各種緯度以及地區之電離層誤差估測之精準度亦可同時提升。
惟上述實施例僅為例示性說明本發明之實施態樣，以及闡釋本發明之技術特徵，並非用來限制本發明之保護範疇。任何熟悉此技藝之人士可輕易完成之改變或均等性之安排均屬於本發明所主張之範圍，本發明之權利保護範圍應以申請專利範圍為準。
1、2‧‧‧GPS網路
10‧‧‧第一IPP
11‧‧‧GPS衛星
110‧‧‧第一定位訊號
112‧‧‧第二定位訊號
114‧‧‧使用者定位訊號
116‧‧‧第三定位訊號
12‧‧‧第二IPP
13‧‧‧第一雙頻基地台
130‧‧‧第一IPP座標值
132‧‧‧第一電離層誤差值
14‧‧‧使用者IPP
15‧‧‧第二雙頻基地台
150‧‧‧第二IPP座標值
152‧‧‧第二電離層誤差值
16‧‧‧第三IPP
17‧‧‧GPS裝置
171‧‧‧網路訊號接收器
173‧‧‧GPS訊號接收器
175‧‧‧處理器
19‧‧‧第三雙頻基地台
190‧‧‧第三IPP座標值
192‧‧‧第三電離層誤差值
θ1‧‧‧第一角度
θ2‧‧‧第二角度
θ3‧‧‧第三角度
第1A圖係本發明之第一實施例之GPS網路之示意圖；第1B圖係本發明之第一實施例之GPS裝置之示意圖；第1C圖係本發明第一實施例根據訊號接收角度轉換電離層誤差值之示意圖；第2圖係本發明之第二實施例之GPS網路之示意圖；第3A圖係本發明之第三實施例之電離層誤差估測方法之流程圖； 第3B圖係本發明之第三實施例之電離層誤差估測方法之細部流程圖；以及第4圖係本發明之第四實施例之電離層誤差估測方法之流程圖。

Claims (6)

  1. 一種用於一全球定位系統(Global Positioning System,GPS)裝置之電離層誤差估測方法，該GPS裝置與一第一雙頻基地台以及一第二雙頻基地台連線，該電離層誤差估測方法包含下列步驟：(a)令該GPS裝置自該第一雙頻基地台接收一第一電離層穿刺點(Ionosphere Pierce Points,IPP)座標值以及一第一電離層誤差值，其中，該第一雙頻基地台係經由一第一IPP自一GPS衛星接收一第一定位訊號，該第一雙頻基地台根據該第一IPP計算該第一IPP座標值，並根據該第一定位訊號計算該第一電離層誤差值；(b)令該GPS裝置自該第二雙頻基地台接收一第二IPP座標值以及一第二電離層誤差值，其中，該第二雙頻基地台係經由一第二IPP自該GPS衛星接收一第二定位訊號，該第二雙頻基地台根據該第二IPP計算該第二IPP座標值，並根據該第二定位訊號計算該第二電離層誤差值；(c)令該GPS裝置經由一使用者IPP自該GPS衛星接收一使用者定位訊號；(d)令該GPS裝置根據該使用者IPP計算一使用者IPP座標值；(e)令該GPS裝置直接根據該第一雙頻基地台之該第一IPP座標值與該第一電離層誤差值、該第二雙頻基地台之該第二IPP座標值與該第二電離層誤差值以及該使用者IPP座標值，以內插(Interpolation)方式計算一使用者電離層誤差值。
  2. 如請求項1所述之電離層誤差估測方法，其中，該GPS裝置更與一第三雙頻基地台連線，該電離層誤差估測方法更於步驟(b)後包含下列步驟：(f)令該GPS裝置自該第三雙頻基地台接收一第三IPP座標值以及一第三電離層誤差值，其中，該第三雙頻基地台係經由一第三IPP自該GPS衛星接收一第三定位訊號，該第三雙頻基地台根據該第三IPP計算該第三IPP座標值，並根據該第三定位訊號計算該第三電離層誤差值；其中，步驟(e)更令該GPS裝置直接根據該第一雙頻基地台之該第一IPP座標值與該第一電離層誤差值、該第二雙頻基地台之該第二IPP座標值與該第二電離層誤差值、該第三雙頻基地台之該第三IPP座標值與該第三電離層誤差值以及該使用者IPP座標值，以內插方式計算該使用者電離層誤差值。
  3. 如請求項1所述之電離層誤差估測方法，其中，該第一雙頻基地台以一第一角度經由該第一IPP自該GPS衛星接收該第一定位訊號，並根據該第一角度降低該第一電離層誤差值，該第二雙頻基地台以一第二角度經由該第二IPP自該GPS衛星接收該第二定位訊號，並根據該第二角度降低該第二電離層誤差值，且步驟(c)更包含：(c1)令該GPS裝置以一使用者角度經由該使用者IPP自該GPS衛星接收該使用者定位訊號；其中，該電離層誤差估測方法更包含下列步驟：(f)令該GPS裝置根據該使用者角度放大該使用者電離 層誤差值。
  4. 一種全球定位系統(Global Positioning System,GPS)裝置，與一第一雙頻基地台以及一第二雙頻基地台連線，該GPS裝置包含：一網路訊號接收器，用以自該第一雙頻基地台接收一第一電離層穿刺點(Ionosphere Pierce Points,IPP)座標值以及一第一電離層誤差值，並自該第二雙頻基地台接收一第二IPP座標值以及一第二電離層誤差值，其中，該第一雙頻基地台係經由一第一IPP自一GPS衛星接收一第一定位訊號，該第一雙頻基地台根據該第一IPP計算該第一IPP座標值，並根據該第一定位訊號計算該第一電離層誤差值，該第二雙頻基地台係經由一第二IPP自該GPS衛星接收一第二定位訊號，該第二雙頻基地台根據該第二IPP計算該第二IPP座標值，並根據該第二定位訊號計算該第二電離層誤差值；一GPS訊號接收器，用以經由一使用者IPP自該GPS衛星接收一使用者定位訊號；以及一處理器，用以根據該使用者IPP計算一使用者IPP座標值，並直接根據該第一雙頻基地台之該第一IPP座標值與該第一電離層誤差值、該第二雙頻基地台之該第二IPP座標值與該第二電離層誤差值以及該使用者IPP座標值，以內插(Interpolation)方式計算一使用者電離層誤差值。
  5. 如請求項4所述之GPS裝置，其中，該GPS裝置更與一第三雙頻基地台連線，該GPS訊號接收器更用以自該第三雙頻基地台接收一第三IPP座標值以及一第三電離層誤差值，其中， 該第三雙頻基地台係經由一第三IPP自該GPS衛星接收一第三定位訊號，該第三雙頻基地台根據該第三IPP計算該第三IPP座標值，並根據該第三定位訊號計算該第三電離層誤差值，且該處理器更直接根據該第一雙頻基地台之該第一IPP座標值與該第一電離層誤差值、該第二雙頻基地台之該第二IPP座標值與該第二電離層誤差值、該第三雙頻基地台之該第三IPP座標值與該第三電離層誤差值以及該使用者IPP座標值，以內插方式計算該使用者電離層誤差值。
  6. 如請求項4所述之GPS裝置，其中，該第一雙頻基地台以一第一角度經由該第一IPP自該GPS衛星接收該第一定位訊號，並根據該第一角度降低該第一電離層誤差值，該第二雙頻基地台以一第二角度經由該第二IPP自該GPS衛星接收該第二定位訊號，並根據該第二角度降低該第二電離層誤差值，該GPS訊號接收器更以一使用者角度經由該使用者IPP自該GPS衛星接收該使用者定位訊號，該處理器更用以根據該使用者角度放大該使用者電離層誤差值。
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