第七講gs測量的誤差來源

1GPS原理及其應(yīng)用2第五章GPS定位中的誤差源§5.1GPS測量誤差分類§5.2與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差§5.3與衛(wèi)星信號傳播有關(guān)的誤差§5.4與接受機(jī)有關(guān)的誤差§5.5其他誤差來源35.1 測量誤差分類4與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機(jī)天線相位中心的偏移和變化接收機(jī)鐘差接收機(jī)內(nèi)部噪聲按照GPS測量誤差來源分56

為了便于理解，通常均把各種誤差的影響投影到站星距離上，以相應(yīng)的距離誤差表示，稱為等效距離誤差。7GPS測量誤差的性質(zhì)①偶然誤差內(nèi)容衛(wèi)星信號發(fā)生部分的隨機(jī)噪聲接收機(jī)信號接收處理部分的隨機(jī)噪聲其它外部某些具有隨機(jī)特征的影響特點(diǎn)隨機(jī)量級小–毫米級包括多路徑效應(yīng)誤差和觀測誤差等8GPS測量誤差的性質(zhì)②系統(tǒng)誤差（偏差-Bias）內(nèi)容其它具有某種系統(tǒng)性特征的誤差特點(diǎn)具有某種系統(tǒng)性特征量級大–最大可達(dá)數(shù)百米主要包括衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、以及大氣折射的誤差等。GPS測量誤差的大小①SPS（無SA）10GPS測量誤差的大?、赟PS（有SA）11GPS測量誤差的大小③PPS，雙頻，P/Y-碼12消除或消弱各種誤差影響的方法①模型改正法原理：利用模型計算出誤差影響的大小，直接對觀測值進(jìn)行修正適用情況：對誤差的特性、機(jī)制及產(chǎn)生原因有較深刻了解，能建立理論或經(jīng)驗(yàn)公式所針對的誤差源相對論效應(yīng)電離層延遲對流層延遲衛(wèi)星鐘差限制：有些誤差難以模型化。13消除或消弱各種誤差影響的方法②求差法原理：通過觀測值間一定方式的相互求差，消去或消弱求差觀測值中所包含的相同或相似的誤差影響適用情況：誤差具有較強(qiáng)的空間、時間或其它類型的相關(guān)性。所針對的誤差源電離層延遲對流層延遲衛(wèi)星軌道誤差…限制：空間相關(guān)性將隨著測站間距離的增加而減弱14消除或消弱各種誤差影響的方法③參數(shù)法原理：采用參數(shù)估計的方法，將系統(tǒng)性偏差求定出來適用情況：幾乎適用于任何的情況限制：不能同時將所有影響均作為參數(shù)來估計15消除或消弱各種誤差影響的方法④回避法原理：選擇合適的觀測地點(diǎn)，避開易產(chǎn)生誤差的環(huán)境；采用特殊的觀測方法；采用特殊的硬件設(shè)備，消除或減弱誤差的影響適用情況：對誤差產(chǎn)生的條件及原因有所了解；具有特殊的設(shè)備。所針對的誤差源電磁波干擾多路徑效應(yīng)限制：無法完全避免誤差的影響，具有一定的盲目性165.戀2與GP駱S衛(wèi)星蛛有關(guān)惠的誤英差1、GP糧S衛(wèi)星碧星歷講誤差由于播衛(wèi)星芳在運(yùn)貨動中桂受多警種攝悼動力社的復(fù)面雜影脾響，秩而通廊過地追面監(jiān)闊測站掘又難載以可第靠地播測定驅(qū)這些喇作用效力并須掌握標(biāo)其作贈用規(guī)兄律，遇因此姜，衛(wèi)續(xù)星軌蜓道誤籍差的堆估計摘和處瞧理一熔般較蛛困難籌。目調(diào)前，謎通過待導(dǎo)航祝電文單所得頑的衛(wèi)割星軌叨道信熱息，隆相應(yīng)球的位啞置誤傲差約20墊-4尸0m。隨地著攝摸動力熟模型袖和定視軌技爪術(shù)的泊不斷刪完善盆，衛(wèi)票星的爪位置莖精度弦將可泳提高峽到5-耕10促m。衛(wèi)星斬的軌跟道誤背差是譽(yù)當(dāng)前GP蠟S定位磁的重籍要誤陪差來五源之積一。17衛(wèi)星靠軌道取偏差粗對絕分對定剝位的耐影響瀉可達(dá)非幾十級米到括一百究米。尿而在尺相對患定位繁中，努由于赴相鄰花測站逼星歷迅誤差裳具有拌很強(qiáng)臨的相環(huán)關(guān)性揪，因親此對趕相對基定位朱的影沙響遠(yuǎn)慶遠(yuǎn)低暢于對賠絕對千定位區(qū)的影尸響，圓不過壯，隨摔著基蒙線距洞離的涉增加播，衛(wèi)漆星軌倍道偏諸差引援起的幕基線里誤差覺將不播斷加健大。GP霞S衛(wèi)星飯到地株面觀獲測站唯的最氏大距五離約層為25五00測0k莊m，如擋果基減線測幟量的森允許津誤差齡為1c禽m，則浙當(dāng)基處線長剩度不鍛同時鴉，允晨許的桿軌道洽誤差乒大致瓣如下叮表所狼示。米從表壯中可紐奉見，在相挎對定予位中差，隨段著基裹線長聚度的躲增加貓，衛(wèi)胡星軌辰道誤掏差將莫成為瀉影響狠定位蘇精度門的主挨要因鳴素?；€長度基線相對誤差容許軌道誤差1.0km1010-6250.0m10.km110-625.0m100.0km0.110-62.5m1000.0km0.0110-60.25m18在GP穗S定位采中，知根據(jù)疾不同輪要求病，處齊理軌嗽道誤繪差的未方法白原則冊上有夾三種旗；忽略戴軌道懲誤差弓：廣泛魔用于屈實(shí)時變單點(diǎn)塘定位乖。采用留軌道惠改進(jìn)寒法處撈理觀特測數(shù)衡據(jù)：衛(wèi)星戶軌道敗的偏底差主幣要由養(yǎng)各種侮攝動峰力綜掃合作派用而瞧產(chǎn)生裙，攝偵動力純對衛(wèi)題星6個軌記道參沈數(shù)的醫(yī)影響指不相占同，臂而且您在對葬衛(wèi)星摩軌道腦攝動廢進(jìn)行攀修正堡時，秒所采童用的灶各攝敵動力刪模型峽精度烈也不刑一樣勤。因楊此在能用軌載道改躺進(jìn)法繳進(jìn)行灶數(shù)據(jù)笑處理鋼時，津根據(jù)字引入譜軌道再偏差杜改正香數(shù)的需不同波，分晚為短弧光法和庫半短備弧法票。19短弧割法：引鍵入全鄉(xiāng)豐部6個軌燥道偏演差改孔正，循作為泉待估帆參數(shù)把，在延數(shù)據(jù)切處理龜中與剩其它幅待估焰參數(shù)畏一并微求解燃?？扇っ黠@剝減弱械軌道輪偏差繩影響篇，但刃計算憤工作等量大儀。半短利弧法：根艦據(jù)攝著動力株對軌具道參勁數(shù)的譜不同毛影響氣，只贈對其失中影趟響較必大的須參數(shù)敞，引耽入相挨應(yīng)的戶改正叔數(shù)作枝為待策估參港數(shù)。番據(jù)分蘆析，慶目前桃該法醋修正評的軌訂道偏勸差不正超過10估m(xù)，而容計算士量明鈔顯減堤小。同步是觀測畢值求穩(wěn)差：由跨于同仙一衛(wèi)當(dāng)星的滲位置竄誤差獄對不摔同觀感測站擁同步初觀測巨量的絲式影響律具有叨系統(tǒng)勁性。馬利用罷兩個才或多唯個觀浸測站幫上對情同一尋衛(wèi)星丹的同硬步觀揀測值孟求差若，可擔(dān)減弱師軌道掉誤差脂影響剖。當(dāng)毀基線鋤較短踏時，鐘有效胸性尤存其明據(jù)顯，怨而對瞎精密醋相對其定位赴，也夫有極屈其重謙要意不義。202、衛(wèi)鼻星鐘紙差包括護(hù)系統(tǒng)丘性誤及差（航如鐘施差、衰鐘速肺、頻硬飄等頓偏差約），非也包牙括隨縫機(jī)誤虹差。應(yīng)對潤方法模型判改正鐘差炸改正色多項駐式其中a0為ts時刻拍的時頭鐘偏斑差，a1為鐘饒的漂云移，a2為老期化率克。相對獅定位漁或差鎖分定申位213、相惑對論蓮效應(yīng)狹義煮相對寄論效選應(yīng)廣義死相對它論效哪應(yīng)22相對麻論效堡應(yīng)對開衛(wèi)星膀鐘的室影響扮①狹義酷相對竟論原理仿：時售間膨虛脹。飄鐘的差頻率奔與其順運(yùn)動亂速度由有關(guān)醫(yī)。對GP忙S衛(wèi)星腦鐘的滋影響鬼：結(jié)論離：在址狹義徐相對勸論效池應(yīng)作宣用下疲，衛(wèi)膊星上中鐘的種頻率塵將變柴慢23相對背論效乖應(yīng)對詞衛(wèi)星逆鐘的惕影響門②廣義嚴(yán)相對偽論原理奴：鐘伶的頻烈率與鵝其所用處的嘆重力邊位有絞關(guān)對GP打S衛(wèi)星嘉鐘的困影響暢：結(jié)論歌：在織廣義顛相對睡論效計應(yīng)作辨用下抖，衛(wèi)擊星上丟鐘的昏頻率全將變膝快24相對買論效顧應(yīng)對電衛(wèi)星渣鐘的甲影響只③相對曉論效己應(yīng)對味衛(wèi)星貝鐘的業(yè)影響?yīng)M義適相對著論＋魄廣義方相對案論令：25解決欲相對買論效尚應(yīng)對就衛(wèi)星滾鐘影思響的遺方法方法斤（分鋪兩步洗）：延首先?？紤]撓假定懶衛(wèi)星香軌道雄為圓株軌道居的情何況；濫然后搏考慮等衛(wèi)星算軌道顫為橢曬圓軌君道的饅情況筍。第一落步：第二獻(xiàn)步：265、3與衛(wèi)產(chǎn)星信灘號傳且播有制關(guān)的優(yōu)誤差1、電陡離層冊折射縣影響譜：主問要取怨決于倚信號帽頻率脆和傳恰播路霉徑上蟲的電詳子總謙量。栗通常特采取秀的措闖施：?利用西雙頻方觀測：電忌離層社影響軟是信挖號頻閘率的行函數(shù)李，利噴用不閑同頻牙率電首磁波倡信號越進(jìn)行歌觀測勉，可叫確定勵其影術(shù)響大鍬小，胞并對清觀測帽量加幼以修良正。繁其有鳥效性拖不低飼于95愉%.?利用月電離裕層模步型加鹿以修江正：對樣單頻脹接收姑機(jī)，粥一般贈采用玻由導(dǎo)歪航電吼文提阻供的槐或其慶它適漿宜電醋離層植模型演對觀竹測量骨進(jìn)行模改正鑰。目協(xié)前模找型改拋正的珠有效害性約希為75乖%，至都今仍腳在完伏善中推。?利用導(dǎo)同步普觀測亭值求王差：當(dāng)違觀測甜站間攔的距刺離較居近（贏小于20廁km）時壺，衛(wèi)孝星信漆號到趨達(dá)不點(diǎn)同觀刑測站參的路垂徑相障近，晃通過軋同步磨求差坡，殘螺差不摔超過10-6。272、對報流層患的影買響對流桿層折埋射對昂觀測臨量的輪影響括可分湊為干普分量徹和濕欲分量疏兩部揉分。足干分他量主菠要與尤大氣積溫度盈和壓候力有化關(guān)，敏而濕取分量裁主要俗與信衰號傳榆播路蹤蝶徑上風(fēng)的大沫氣濕旅度和懲高度起有關(guān)立。目廊前濕佩分量遲的影看響尚魄無法園準(zhǔn)確彩確定適。對嗓流層熔影響僻的處風(fēng)理方晶法：?定位屯精度片要求沙不高熱時，狡忽略燥不計。?采用碌對流書層模岔型加挪以改斃正。?引入呈描述貓對流療層的互附加褲待估勾參數(shù)滔，在勵數(shù)據(jù)凝處理今中求始解。?觀測逝量求消差。283、多已路徑忍效應(yīng)也稱獸多路私徑誤軟差，同即接雞收機(jī)誘天線持除直山接收澇到衛(wèi)利星發(fā)軟射的競信號吵外，良還可愁能收課到經(jīng)獅天線筍周圍民地物鏡一次盲或多預(yù)次反糠射的牲衛(wèi)星家信號斜。兩繞種信村號迭澡加，漂將引換起測贏量參次考點(diǎn)錄位置吧變化疾，使油觀測艘量產(chǎn)籌生誤對差。銜在一貧般反販射環(huán)勾境下述，對懲測碼扯偽距弦的影徐響達(dá)眉米級庸，對尖測相朽偽距攜影響馬達(dá)厘正米級希。在攤高反貼射環(huán)桂境中蹈，影形響顯五著增圈大，繼且常咐常導(dǎo)砍致衛(wèi)猴星失僅鎖和困產(chǎn)生傭周跳襖。采取樸措施響：?安置委接收枯機(jī)天順線的志環(huán)境搭應(yīng)避建開較友強(qiáng)發(fā)妹射面善，如酬水面杏、平孫坦光配滑的傍地面遙和建庭筑表項面。?選擇咸造型損適宜勢且屏溉蔽良漠好的森天線獻(xiàn)如扼競流圈韻天線特。?適當(dāng)桃延長堪觀測墨時間界，削堤弱周侵期性拖影響慎。?改善筍接收敲機(jī)的蝕電路隆設(shè)計刻。29305.4與接晃收機(jī)悔有關(guān)乖的誤飄差1、接飾收機(jī)逐鐘差定義GP具S接收后機(jī)一谷般采揉用石然英鐘浮，接悅收機(jī)主鐘與檢理想憶的GP黎S時之醫(yī)間存黃在的嶄偏差劃和漂蠻移。應(yīng)對令方法作為義未知裝數(shù)處喚理相對甜定位俱或差舍分定輕位31GP獲S接收水機(jī)一鞋般采祖用石秘英鐘輪，假盾如接嘆收機(jī)怠鐘與饒衛(wèi)星罷鐘的公同步慕誤差艦為1μ去s，則丑相應(yīng)國的測貓距誤陵差約附為30舉0m。在相瓶對定騰位中闊可采樸用雙犯差觀展測量秧以消針除或級削弱勉接收牲機(jī)鐘警差的崗影響捧。也細(xì)可通鄉(xiāng)豐過在次每一直歷元逐引入法一個棕接收猛機(jī)鐘奴差未畜知數(shù)樸，通熟過平鹿差系憶統(tǒng)估先計出謝接收文機(jī)鐘級差的肚值，猾但這替顯然筆會大怨大增安加待估沫未知門數(shù)的姿個數(shù)換。還騙可象溫處理披衛(wèi)星字鐘差勝的辦裹法，騰用多亞項式杠來模升擬接忠收機(jī)批鐘差嶄，以育減少版待估徐參數(shù)漫的個震數(shù)。322、觀惠測誤霜差觀測蓬誤差索：除誘分辨普誤差燈外，選還包奸括接域收天戰(zhàn)線相哭對測彩站點(diǎn)雖的安僵置誤擦差。縱分辨化誤差建一般辨認(rèn)為偵約為蒙信號腫波長耳的1%。安霧置誤康差主瓣要有覆天線蓄的置魄平與賭對中犯誤差脫和量膠取天磁線相攝位中拜心高林度（替天線芹高）革誤差輸。例蹤蝶如當(dāng)擠天線幕高1.泰6m校,置平魄誤差0.劉10，則瞎對中爸誤差動為2.未8m敏m。33碼相穴位與馬載波蔥相位第的分境辨誤真差信號波長觀測誤差P碼29.3m0.3mC/A碼293m2.9m載波L119.05cm2.0mm載波L224.45cm2.5mm343、載吩波相著位觀熄測的誓整周遣未知饅數(shù)信號溝的遮辨擋或腸強(qiáng)外皆電磁白源的病影響想會引欣起相扮位跟護(hù)蹤時避整周換計數(shù)奇器計讀數(shù)出峰現(xiàn)差夠錯，折即周爪跳現(xiàn)丸象。354、天線父的相灶位中堂心偏謠差天線閉的相怖位中飾心與專其幾癥何中護(hù)心的萬偏差財稱為天線占相位演中心困偏差