GPS測量的誤差影響

1、第四章 GPS測量的誤差影響及其對策第四章 GPS測量的誤差影響及其對策1、GPS測量主要誤差分類 一、與衛(wèi)星有關(guān)誤差 衛(wèi)星星歷誤差：軌道偏差 衛(wèi)星鐘差 相對論效應(yīng) 三、觀測及接收設(shè)備誤差 接收機鐘差 接收機噪聲 天線相位中心誤差 天線安置誤差 二、信號傳送誤差 電離層延時 對流層延時 多路徑效應(yīng) 四、其它誤差 地球固體潮 地球海潮 第四章 GPS測量的誤差影響及其對策NoImage(1) 與信號傳播有關(guān)誤差 電離層折射 由地面50-1000km高空中由太陽幅射造成氣體電離形成電離層。電磁波信號經(jīng)過電離層速度發(fā)生變化。第四章 GPS測量的誤差影響及其對策NoImage電離層對C/A碼影響228

2、.401Nfng)28.401 (2NfcncVggdiondRNfcdtVReRgt228.40dRNfcdioneR228.401、C/A碼是方波 2、在電離層中以群速Vg傳播 3、其速度與頻率有關(guān) 4、電離層改正的大小主要取決于電子總量和信號頻率第四章 GPS測量的誤差影響及其對策 電離層對載波影響載波是正弦波 在電離層中以相速度傳播228.401NfngdRNftcdioneR228.40電離層影響與太陽黑子活動有關(guān) 與衛(wèi)星到接收機方向有關(guān)，天頂方向最大50m延遲高度角20時150m延遲第四章 GPS測量的誤差影響及其對策減弱電離層影響方法 sedsNCA28.40令211/ fAS2

3、22/ fAS12211222221212221216469. 0 1)()(dionffdionffffAfAfA)(54573. 1211dion)(54573. 2212dion11dionS利用雙頻觀測：第四章 GPS測量的誤差影響及其對策NoImage利用電離層模型加以修正（Klobachar）Klobachar電離層模型: 為地磁強度mnnnnmnpcgATtPADT3030PC14hT,5nsD)(2cos模型改正的有效率約為模型改正的有效率約為75 第四章 GPS測量的誤差影響及其對策利用同步觀測值求差 l二站同步觀測求差 l電離層折射影響顯著減弱 l相距20km l單頻機常采

4、用的方法第四章 GPS測量的誤差影響及其對策對流層影響l從地面到高空40KM大氣層為對流層； l電磁波經(jīng)過對流層會產(chǎn)生延遲，和溫度、濕度、氣壓有關(guān)； l天頂方向可達2.3m， l 高度角10o，可達13m。第四章 GPS測量的誤差影響及其對策對流層改正模型如Hopfield 模型： （注意各參數(shù)的單位 ）差分方法也可以消除第四章 GPS測量的誤差影響及其對策多路徑效應(yīng)影響 多路徑影響結(jié)果：多路徑影響結(jié)果： L1載波最大可達4.8cm L2載波最大可達6.1cm 碼影響可達10m第四章 GPS測量的誤差影響及其對策目前減弱多路徑效應(yīng)影響的措施 1、安置接收機天線的環(huán)境，應(yīng)避開較強的反射面 2、選

5、擇造型適宜且屏蔽良好的天線等 3、適當延長觀測時間，削弱多路徑效應(yīng)的周期性影響 4、改善GPS接收機的電路設(shè)計，為了減弱多路徑效應(yīng)的影響 5、建立適當?shù)母恼Ｐ?。第四?GPS測量的誤差影響及其對策（2）、與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 衛(wèi)星星歷誤差 l廣播星歷：廣播星歷：由地面監(jiān)測站測定衛(wèi)星軌道外推軌道， 精度25m。 l精密星歷：精密星歷：實測后處理提供星歷，精度優(yōu)于5cm IGS站上可獲取。 l星歷對定位影響星歷對定位影響 ppmkmmdsbdb12020萬ds b第四章 GPS測量的誤差影響及其對策衛(wèi)星軌道誤差處理方法 忽略軌道誤差；建立自己的衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨立定軌； 采用軌道改進法處理觀測數(shù)據(jù) ；同步

6、觀測值求差 第四章 GPS測量的誤差影響及其對策衛(wèi)星鐘誤差衛(wèi)星鐘有偏差和漂移，差1ms，相當于300km； l 導(dǎo)航電文中提供修正模型 t0為參考歷元，改正后可達到20ns，約6m誤差 二站同步觀測相對定位可消除其影響202010)()(ttattaats第四章 GPS測量的誤差影響及其對策（3）、相對論效應(yīng)由于衛(wèi)星鐘和接收機鐘所處運動狀態(tài)和重力位不同引起衛(wèi)星鐘和接收機鐘之間產(chǎn)生相對鐘誤差的現(xiàn)象 。)21 ()(1 22212cVfcVffsss222cVfffsssfrRfCfCWWfTs1022210284. 5)11(ffff102110449. 4衛(wèi)星時鐘頻率預(yù)調(diào)為10.23MHz(1

7、- 4.44910-10)=10.22 999999545 MHz 第四章 GPS測量的誤差影響及其對策（4） 接收機有關(guān)誤差觀測誤差觀測誤差 觀測的分辨誤差 約為信號波長的1% 天線的安置對中誤差以及量取天線高的誤差 接收機的鐘差接收機的鐘差 作為未知數(shù)求解 利用多項式鐘差模型改正 星間差分可消除 天線的相位中心位置偏差天線的相位中心位置偏差 檢測其大小并加以改正（應(yīng)小于5mm） 按天線附有的方位標進行定向 同步觀測求差，以削弱相位中心偏移的影響 第四章 GPS測量的誤差影響及其對策（5)、 其它誤差地球自轉(zhuǎn)的影響 5.1 jijjjZYXZYX0000000旋轉(zhuǎn)角旋轉(zhuǎn)角: : 衛(wèi)星的瞬時衛(wèi)星的瞬時坐標改正坐標改正 :第四章 GPS測量的誤差影響及其對策地球潮汐改正 主要是固體潮和海潮的影響，可使測站的位移達到80cm。