第七講誤差源第1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一第三章GPS定位中的誤差源§3.4衛(wèi)星星歷誤差§3.5電離層延遲第2頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一§3.4衛(wèi)星星歷誤差第3頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一3.4衛(wèi)星星歷（軌道）誤差定義 由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星在空間的位置與衛(wèi)星的實際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。廣播星歷（預(yù)報星歷）的精度

(無SA)20～30米

(有SA)100米精密星歷（后處理星歷）的精度 可達(dá)1厘米應(yīng)對方法精密定軌(后處理)相對定位或差分定位GPS測量定位的誤差源>衛(wèi)星星歷（軌道）誤差第4頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一星歷誤差對單點定位的影響星歷誤差對單點定位的影響主要取決于衛(wèi)星到接收機(jī)的距離以及用于定位或?qū)Ш降腉PS衛(wèi)星與接收機(jī)構(gòu)成的幾何圖形星歷誤差對相對定位的影響GPS測量定位的誤差源>衛(wèi)星星歷（軌道）誤差第5頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一§3.5電離層延遲第6頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一3.5電離層延遲GPS測量定位的誤差源>電離層延遲第7頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一地球大氣結(jié)構(gòu)地球大氣層的結(jié)構(gòu)GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>地球大氣結(jié)構(gòu)第8頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一大氣折射效應(yīng)大氣折射信號在穿過大氣時，速度將發(fā)生變化，傳播路徑也將發(fā)生彎曲。也稱大氣延遲。在GPS測量定位中，通常僅考慮信號傳播速度的變化。色散介質(zhì)與非色散介質(zhì)色散介質(zhì)：對不同頻率的信號，所產(chǎn)生的折射效應(yīng)也不同非色散介質(zhì)：對不同頻率的信號，所產(chǎn)生的折射效應(yīng)相同對GPS信號來說，電離層是色散介質(zhì)，對流層是非色散介質(zhì)GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>大氣折射效應(yīng)第9頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一相速與群速①相速群速相速與群速的關(guān)系相折射率與群折射率的關(guān)系GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>相速與群速第10頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一相速與群速②GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>相速與群速第11頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層折射①GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層折射第12頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層折射②GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層折射第13頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電子密度與總電子含量電子密度與總電子含量電子密度：單位體積中所包含的電子數(shù)?？傠娮雍浚═EC–TotalElectronContent）：底面積為一個單位面積時沿信號傳播路徑貫穿整個電離層的一個柱體內(nèi)所含的電子總數(shù)。GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電子密度與總電子含量第14頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電子密度與大氣高度的關(guān)系GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電子密度與大氣高度的關(guān)系第15頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電子含量與地方時的關(guān)系GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電子含量與地方時的關(guān)系第16頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電子含量與太陽活動情況的關(guān)系與太陽活動密切相關(guān)，太陽活動劇烈時，電子含量增加太陽活動周期約為11年1700年–1995年太陽黑子數(shù)GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電子含量與太陽活動情況的關(guān)系第17頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電子含量與地理位置的關(guān)系2002.5.151:00–23:002小時間隔全球TEC分布GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電子含量與地理位置的關(guān)系第18頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一常用電離層延遲改正方法分類經(jīng)驗?zāi)Ｐ透恼椒ǎ焊鶕?jù)以往觀測結(jié)果所建立的模型改正效果：差雙頻改正方法：利用雙頻觀測值直接計算出延遲改正或組成無電離層延遲的組合觀測量效果：改正效果最好實測模型改正方法：利用實際觀測所得到的離散的電離層延遲（或電子含量），建立模型（如內(nèi)插）效果：改正效果較好GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>常用電離層延遲改正方法分類第19頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層改正的經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃喗棰貰ent模型由美國的R.B.Bent提出描述電子密度是經(jīng)緯度、時間、季節(jié)和太陽輻射流量的函數(shù)國際參考電離層模型（IRI–InternationalReferenceIonosphere）由國際無線電科學(xué)聯(lián)盟（URSI–InternationalUnionofRadioScience）和空間研究委員會（COSPAR-CommitteeonSpaceResearch）提出描述高度為50km-2000km的區(qū)間內(nèi)電子密度、電子溫度、電離層溫度、電離層的成分等以地點、時間、日期等為參數(shù)GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層改正的經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃喗榈?0頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層改正的經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃喗棰贙lobuchar模型由美國的J.A.Klobuchar提出描述電離層的時延廣泛地用于GPS導(dǎo)航定位中GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文中播發(fā)其模型參數(shù)供用戶使用GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層改正的經(jīng)驗?zāi)Ｐ秃喗榈?1頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一Klobuchar模型①中心電離層中心電離層電離層地球約350km中心電離層電離層穿刺點IP天頂方向ZGPS測量定位的誤差源>電離層延遲>Klobuchar模型第22頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一Klobuchar模型②模型算法電離層地球約350km中心電離層電離層穿刺點IP天頂方向ZGPS測量定位的誤差源>電離層延遲>Klobuchar模型第23頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一Klobuchar模型③模型算法（續(xù)）改正效果：可改正60％左右GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>Klobuchar模型第24頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層延遲的雙頻改正GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層延遲的雙頻改正第25頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層延遲的實測模型改正①基本思想利用基準(zhǔn)站的雙頻觀測數(shù)據(jù)計算電離層延遲利用所得到的電離層延遲量建立局部或全球的的TEC實測模型類型局部模型適用于局部區(qū)域全球模型適用于全球區(qū)域GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層延遲的實測模型改正第26頁，共28頁，2023年，2月20日，星期一電離層延遲的實測模型改正②局部（區(qū)域性）的實測模型改正方法適用范圍：局部地區(qū)的電離層延遲改正GPS測量定位的誤差源>電離層延遲>電離層延