衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)精度中基線解算誤差來源分析案例目錄TOC\o"1-3"\h\u3946衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)精度中基線解算誤差來源分析案例 1161751.1主要誤差來源分析 1293481.1.1衛(wèi)星軌道誤差 2216031.1.2衛(wèi)星星歷誤差 2116481.1.3衛(wèi)星時鐘鐘差 338541.1.4相對論效應(yīng)誤差 4112371.1.5對流層延遲誤差 4144081.2其他誤差 41.1主要誤差來源分析圖4-1誤差產(chǎn)生來源分析圖在基線的解算過程中，精度下降主要有以下三種原因:測站間距離的增大、分布不規(guī)則的電離層、廣播星歷誤差。這些誤差的相關(guān)性不能有效消除，例如在緯度較高的地區(qū)，兩個測站之間的距離過大時候會導(dǎo)致對流層中的相關(guān)性減弱，使得做差的方式不能解決這類誤差所帶來的影響；在低緯度地區(qū)存在電離層分布不均勻，使得該地區(qū)的誤差改正模型與一般的改正模型不匹配且實(shí)用性較差，直接導(dǎo)致了短基線解算過程中模糊度無法固定，數(shù)據(jù)的可靠性無法保證；與廣播星歷相關(guān)的誤差主要存在測站本身的誤差和系統(tǒng)性誤差兩種，使得在獲取衛(wèi)星位置時產(chǎn)生一定的誤差，可以通過相對定位來消除絕大部分此類誤差，但不可以完全消除影響。圖4-2誤差種類分析圖1.1.1衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星的軌道精度受到跟蹤站分布的影響，通常情況下不同的衛(wèi)星數(shù)學(xué)解算模型也會造成精度上的影響。衛(wèi)星軌道的精度受衛(wèi)星種類的影響，不同衛(wèi)星的精度不相同，IGSO、MEO衛(wèi)星的精度為5m，GEO衛(wèi)星廣播星歷軌道精度為10m。軌道誤差對長度為l的基線的影響?x可用下列公式來估算:?x≈lR式中：l為基線長R代表衛(wèi)星與地球表面的距離?R對于北斗MEO衛(wèi)星R=20000km；北斗GEO衛(wèi)星IGSO衛(wèi)星R≈36000km，當(dāng)基線的長度為千公里級以下時，可以忽略軌道誤差對基線的影響。1.1.2衛(wèi)星星歷誤差在衛(wèi)星星歷中的軌道參數(shù)和軌道位置的參數(shù)存在著偏差，我們將這種誤差歸為衛(wèi)星星歷誤差，屬于衛(wèi)星軌道誤差中的一種，用戶均通過接收到的廣播星歷外推或者擬合出衛(wèi)星在某一時刻的瞬時坐標(biāo)，而衛(wèi)星位置的準(zhǔn)確將直接影響到定位的精度。同時，由于精密星歷的發(fā)布都存在一定的時間延遲，無法滿足相對定位的要求，在進(jìn)行中長基線解算時，仍采用廣播星歷計算衛(wèi)星的空間位置。衛(wèi)星星歷誤差對基線的影響一般可以表示為:dlB式中:dlD表示基線向量的長度；ρ表示衛(wèi)星與接收機(jī)間的距離；dORB由此可得出基線的長度與誤差之間存在的是線性關(guān)系，在一定的條件下，星歷誤差會隨著基線長度的增加或減少做出相同的變化，因此可以得出一定的結(jié)論：對中長基線的解算可以避免衛(wèi)星的星歷誤差，兩者的變化如下圖所示：圖4-3基線誤差與長度關(guān)系圖這些位置信息由衛(wèi)星星歷進(jìn)行提供，由于位置的計算數(shù)據(jù)由地面的監(jiān)測系統(tǒng)所獲得與計算得出，因此這類誤差稱也稱為衛(wèi)星軌道誤差屬于系統(tǒng)誤差。在長度為1km的基線上將會產(chǎn)生1mm的誤差，而100km的基線，將產(chǎn)生0.1m的誤差，在長基線中廣播星歷造成的誤差是主要影響定位精度的因素。1.1.3衛(wèi)星時鐘鐘差由于星座系統(tǒng)間存在時間偏差以及頻率的漂移，星座時間t時與衛(wèi)星鐘差?t之間可以用一個二項(xiàng)式來表述二者之間關(guān)系：?t（s）式中各參數(shù)，αf0表示時鐘偏移，αf1表示時鐘漂移，αf2，表示頻率漂移，t表示當(dāng)前歷元時刻，toc表示星歷計算的基準(zhǔn)時間。其中，從導(dǎo)航電文中可知式中的αf0、αf1和?tr1.1.4相對論效應(yīng)誤差當(dāng)接收機(jī)與衛(wèi)星鐘處于不同狀態(tài)時會產(chǎn)生相對鐘差的現(xiàn)象，假設(shè)τ為相對論效應(yīng)造成的時間偏差，相對論效應(yīng)可表示為：τ=?ffdt=式中:μ=GM—地球引力常數(shù)；R—地面測站至地心距離；α—衛(wèi)星軌道長半軸；e—軌道偏心率；E—衛(wèi)星的偏近點(diǎn)角。1.1.5對流層延遲誤差受到大氣中的溫度、氣壓、濕度以及用戶使用環(huán)境等諸多因素，在對流層中信號的傳輸會產(chǎn)生延遲，這類延遲包含干延時和濕延時兩部分統(tǒng)稱為對流延遲。因?yàn)榈厍虻膶α鲗痈叨瘸^了400000m，對流層中大氣環(huán)境復(fù)雜且氣壓不準(zhǔn)，當(dāng)衛(wèi)星傳送出去的信號在進(jìn)入對流層后會改變原本的傳播路徑造成一定的延遲。在計算的時候可以引進(jìn)EGNOS模型來計算，在正常等計算當(dāng)中運(yùn)用五個氣象參數(shù)值、年平均值、季節(jié)變化平均值來求出最終參數(shù)。多路徑產(chǎn)生的誤差我們成為多路徑效應(yīng)，造成這樣誤差的主要原因是電波在傳播的途中相互干擾，對定位造成影響。在不同的發(fā)射器和接收器工作過程中因?yàn)殡姴ǖ穆窂讲幌嗤?，會在空間中發(fā)生反射，信號的傳播也會因折射產(chǎn)生誤差。改善的辦法主要是在于選取的觀測位置，選擇較為空曠不受到建筑物遮擋且四周無反射物體的地點(diǎn)，除此之外還可以抑制多路徑效應(yīng)天線。1.2其他誤差除接收機(jī)鐘差、坐標(biāo)誤差和