第五章GPS測(cè)量的誤差影響及其對(duì)策陽(yáng)泉職業(yè)技術(shù)學(xué)院——薛迎春outline為什么講誤差？GPS定位中有哪些誤差？GPS測(cè)量誤差的影響和消除？2為什么講誤差？衛(wèi)星信號(hào)提供定位信息：衛(wèi)星位置衛(wèi)地距離接收機(jī)接收信號(hào)，獲得觀測(cè)值，進(jìn)行定位GPS定位基礎(chǔ)3誤差影響定位精度10-30m4區(qū)分不同誤差，提出解決辦法粗差的解決？盡量避免系統(tǒng)誤差的解決？分析它對(duì)觀測(cè)的影響規(guī)律，采取各種方法來(lái)消除系統(tǒng)誤差，或者減小它對(duì)觀測(cè)成果的影響。偶然誤差的解決？進(jìn)行多余觀測(cè)，通過(guò)測(cè)量平差、數(shù)據(jù)處理理論，確定被認(rèn)為是最可靠的結(jié)果。5研究誤差的目的提高定位精度消除誤差才能確定整周模糊度為使用GPS提供一些注意事項(xiàng)提出精密定位的方法6第一節(jié)GPS測(cè)量誤差的來(lái)源及分類根據(jù)誤差的來(lái)源分析與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差與衛(wèi)星有關(guān)的誤差與接收機(jī)有關(guān)的誤差其它誤差7誤差概述——根據(jù)誤差來(lái)源分類與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差與衛(wèi)星有關(guān)的誤差與接收機(jī)有關(guān)的誤差其它誤差對(duì)流層折射電離層折射多路徑效應(yīng)星歷誤差衛(wèi)星鐘差相對(duì)論效應(yīng)接收機(jī)鐘差位置誤差天線相位中心的偏差及變化各通道間的信號(hào)延遲誤差地球潮汐8誤差概述——根據(jù)誤差性質(zhì)分類系統(tǒng)誤差：

大氣折射星歷誤差衛(wèi)星鐘差接收機(jī)鐘差偶然誤差：多路徑效應(yīng)粗差：位置誤差9第二節(jié)與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星星歷（軌道）誤差衛(wèi)星鐘差相對(duì)論效應(yīng)101）衛(wèi)星星歷（軌道）誤差衛(wèi)星星歷：描述衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道的信息衛(wèi)星星歷（軌道）誤差星歷給出的位置和實(shí)際位置的差星歷誤差的量級(jí)預(yù)報(bào)星歷：10米

精密星歷：3~5米/0.2米11消除或削弱星歷誤差的方法精密定軌：針對(duì)預(yù)報(bào)星歷軌道松馳：當(dāng)作未知數(shù)相對(duì)定位122）衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘差衛(wèi)星鐘與GPS時(shí)間的偏差衛(wèi)星鐘差的影響1ms以內(nèi)的鐘差，引起的測(cè)距誤差為300km13消除或削弱衛(wèi)星鐘差的方法消除方法1、地面監(jiān)控系統(tǒng)提供改正2、可以通過(guò)相對(duì)定位進(jìn)一步消除143）相對(duì)論效應(yīng)什么是相對(duì)論效應(yīng)由于衛(wèi)星和接收機(jī)所在的位置的地球引力位不同，以及衛(wèi)星和接收機(jī)在慣性空間中的運(yùn)動(dòng)速度不同，導(dǎo)致衛(wèi)星鐘的頻率產(chǎn)生視漂移綜合影響：應(yīng)對(duì)方法：制造衛(wèi)星鐘時(shí)預(yù)先降低它的頻率f=0.00455Hz廣義相對(duì)論效應(yīng)：不同的重力位狹義相對(duì)論效應(yīng)：不同的運(yùn)動(dòng)速度15第三節(jié)與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差對(duì)流層延遲電離層延遲多路徑效應(yīng)16衛(wèi)星軌道電離層對(duì)流層大氣折射171）電離層及其折射影響電離層地球表面以上50km~1000km具有密度較高的帶電粒子電離層影響天頂方向50米；地平方向120米18電離層的影響電離層的折射率與大氣的電子密度成正比，而與通過(guò)的電磁波頻率平方成反比。電離層折射（載波）相折射率：相速度：（偽距）群折射率：群速度：19電離層折射對(duì)測(cè)距觀測(cè)值的影響偽距載波傳播距離測(cè)量距離電離層延遲電子總量20影響電子密度/電子總量的因素太陽(yáng)及其天體的輻射強(qiáng)度與太陽(yáng)黑子活動(dòng)的相關(guān)性尤為密切季節(jié)、時(shí)間、地理緯度21利用雙頻觀測(cè)改正根據(jù)電離層折射和頻率有關(guān)利用模型改正經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ屠猛接^測(cè)值求差相對(duì)定位??減弱電離層影響的方法22A:利用雙頻觀測(cè)值根據(jù)電離層延遲與頻率的平方成反比；經(jīng)過(guò)改正后，電離層殘差為厘米級(jí)；折射改正觀測(cè)值23雙頻改正沒有顧及的因素：地磁場(chǎng)的影響，電磁波傳播路徑的彎曲的影響

Fritzk.Brunner:優(yōu)于2個(gè)毫米對(duì)單頻接收機(jī)采用的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀獙?dǎo)航電文可消除75%左右B:利用模型改正24電離層改正的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯?duì)單頻接收機(jī)采用的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ汀獙?dǎo)航電文可消除75%左右25相關(guān)概念：截止高度角15oMaskxoMask26C:同步觀測(cè)值消除站間求差27GPS在電離層探測(cè)上的應(yīng)用電離層探測(cè)——獲取電離層物理特性參量

及其分布、變化規(guī)律的工作

。282）對(duì)流層折射影響及改正對(duì)流層：地面向上50km以下的大氣層各種氣體元素、水蒸氣和塵埃等各種氣象現(xiàn)象出現(xiàn)的地區(qū)非色（彌）散型介質(zhì)影響因素大氣壓力、濕度、溫度29A對(duì)流層折射改正方法模型改正建立對(duì)流層折射和測(cè)站的氣象元素，視線高度的關(guān)系可消除90%~95%對(duì)流層折射系數(shù)溫度水氣壓氣壓30B對(duì)流層折射改正方法利用同步觀測(cè)值

兩測(cè)站距離較短氣象條件一致相對(duì)定位31GPS在氣象監(jiān)測(cè)中的應(yīng)用常規(guī)方法：氣象監(jiān)測(cè)基礎(chǔ)資料之一就是無(wú)線電(氣象)探空儀所傳輸?shù)臄?shù)據(jù),它可以將當(dāng)?shù)刂饕奶鞖鈪?shù)(氣溫、氣壓、濕度等)實(shí)時(shí)傳輸至地面,提供這些大氣參數(shù)的垂直分布數(shù)值。探空儀在一個(gè)臺(tái)站上通常為每12小時(shí)升空一次;在整個(gè)中國(guó)施放探空儀的臺(tái)站大體保持在千余個(gè)。水汽變化率高，且常常起決定性作用,因此水汽量測(cè)值在時(shí)空分辨率方面的不足常常是24小時(shí)天氣預(yù)報(bào)失誤的重要原因之一。32上海GPS氣象網(wǎng)投入運(yùn)行的上海GPS氣象服務(wù)網(wǎng)由分布在上海、安徽、浙江和江蘇的14個(gè)GPS基準(zhǔn)站組成，以上海為中心，覆蓋整個(gè)長(zhǎng)江三角洲地區(qū)，能全天候地提供長(zhǎng)江三角洲地區(qū)的可降水汽量的變化信息。分辨率從現(xiàn)在的12小時(shí)采樣一次提高到30分鐘一次.站點(diǎn)分布也由目前的300公里以上下降到100公里左右。333）多路徑效應(yīng)Multipath34多路徑效應(yīng)多路徑效應(yīng)——被測(cè)站附近的反射物體所反射的信號(hào)（反射波）和直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)（直接波）發(fā)射干涉，從而使觀測(cè)值偏離正確的值直接波：反射波：接收信號(hào)35多路徑誤差影響多路徑效應(yīng)與以下一些因素有關(guān)衛(wèi)星、接收機(jī)、信號(hào)反射體三者間的相對(duì)位置反射信號(hào)的強(qiáng)度（信號(hào)反射體的反射率）接收機(jī)處理信號(hào)的方法影響特點(diǎn)隨機(jī)誤差復(fù)雜，可能受多個(gè)反射波干涉產(chǎn)生消除其他誤差之后，成為重要的誤差源36避免多路徑效應(yīng)的方法選擇合適的站址遠(yuǎn)離大面積平靜的水面不宜選在山坡，山谷和盆地離開高層建筑物(與常規(guī)全站儀測(cè)量相比？)接收機(jī)天線的改善抑徑圈和抑徑板天線數(shù)據(jù)處理的發(fā)展37天線38第四節(jié)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差觀測(cè)誤差位置誤差接收機(jī)鐘差天線相位中心偏差和變化不同信號(hào)通道間的信號(hào)延遲偏差391、觀測(cè)誤差分辨誤差一般認(rèn)為約為信號(hào)波長(zhǎng)的1%~10%。信號(hào)波長(zhǎng)觀測(cè)誤差P碼29.3m0.3mC/A碼293m2.9m載波L119.05cm2.0mm載波L224.45cm2.5mm402、位置誤差觀測(cè)：天線位置定位：地面位置歸算需要對(duì)中，整平，量高413、接收機(jī)鐘差接收機(jī)鐘差：GPS接收機(jī)一般設(shè)有高精度的石英鐘，日頻率穩(wěn)定度約為10-11。應(yīng)對(duì)方法參數(shù)法差分法–星間差分424、天線相位中心偏差和變化GPS定位中，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)，在理論上，天線相位中心與儀器的幾何中心應(yīng)保持一致。隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，同時(shí)與天線的質(zhì)量有關(guān)，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米。43（四）其它誤差（因素）地球自轉(zhuǎn)地球潮汐固體潮負(fù)荷潮海洋負(fù)荷潮大氣負(fù)荷潮軟件