第六章GPS定位的误差来源及其影响 第一节GPS定位误差的分类 般按来源分类 与卫星有关的误差; 与信号传播有关的误差 与接收设备有关的误差; 其它误差
第六章 GPS定位的误差来源及其影响 第一节 GPS定位误差的分类 一般按来源分类： 与卫星有关的误差； 与信号传播有关的误差； 与接收设备有关的误差； 其它误差
第二节与卫星有关的误差 1、卫星星历误差; )来源:地面监测站观测数据误差及星历数据计算方法不合理带来 的误差 2)大小:卫星位置偏差达数米至数十米 3)性质:当地面两点间的距离较近(<20km)时,对两点定位的影 响具有相关性。 4)减弱措施 (1)相对定位;(残余误差随边长的增大而增大) (2)差分定位; (3)采用后处理星历; (4)建立自己的地面监测站,进行GPS卫星的定轨观测,求精密 星历 2、卫星钟差 1)来源:钟频稳定性。 2)对星站距离的影响达300km,改正后仍有6m 3)性质:同星历误差 4)减弱措施: 一主要是相对定位或差分定位
第二节 与卫星有关的误差 1、卫星星历误差； 1）来源：地面监测站观测数据误差及星历数据计算方法不合理带来 的误差。 2）大小：卫星位置偏差达数米至数十米。 3）性质：当地面两点间的距离较近（<20km）时，对两点定位的影 响具有相关性。 4）减弱措施： （1）相对定位；（残余误差随边长的增大而增大） （2）差分定位； （3）采用后处理星历； （4）建立自己的地面监测站，进行GPS卫星的定轨观测，求精密 星历。 2、卫星钟差 1）来源：钟频稳定性。 2）对星站距离的影响达300km，改正后仍有6m。 3）性质：同星历误差。 4）减弱措施： 主要是相对定位或差分定位；
第三节与信号传播有关的误差 1、电离层折射 1)不改正使星站距离产生100多米误差; 2)影响性质:(1)码相位观测与载波相位观测的电离层折射大小相等, 符号相反;(2)对相对定位的影响因相关性而大大减弱; 3)影响电离层折射的因素 1)电磁波频率 250MHz电磁波的折射数为1600NmHz电磁波折射数的约30倍,L载波与 载波的折射数显著不同。 (2)电磁波传播路径上的带电离子密度及带电粒子数 电离层高度,200~400km时密度最大 地方时,白天是晚上的5倍,地方时11时最大 ■季节,夏天是冬天的4倍 测站纬度,赤道最高,南北极最低; 年份,太阳黑子活动周期为11年,最高年份可达1016/m2,最低年 份近于零。58,6980,91,2年最高; ■星高度:高度越大,影响越小
1、电离层折射 1）不改正使星站距离产生100多米误差； 2）影响性质：（1）码相位观测与载波相位观测的电离层折射大小相等， 符号相反；（2）对相对定位的影响因相关性而大大减弱； 3）影响电离层折射的因素 （1）电磁波频率 250MHz电磁波的折射数为1600MHz电磁波折射数的约30倍，L1载波与L2 载波的折射数显著不同。 （2）电磁波传播路径上的带电离子密度及带电粒子数： ◼电离层高度，200~400km时密度最大； ◼地方时，白天是晚上的5倍，地方时11时最大； ◼季节，夏天是冬天的4倍； ◼测站纬度，赤道最高，南北极最低； ◼年份，太阳黑子活动周期为11年，最高年份可达1016/m2 ,最低年 份近于零。58，69，80，91，02年最高； ◼卫星高度：高度越大，影响越小。 第三节 与信号传播有关的误差
4)减弱措施:双频观测(P95式6.16至620);模型改正;相对定位(残 余误差随边长的增大而增大);差分定位;载波相位观测与码相位观测取 平均 2、对流层折射 1)对星站距离的影响达20米 2)影响对流层折射的因素:温度、气压、湿度、卫星高度 3)措施: 1)模型改正 90年代以前研究测距仪的大气折射影响,90年代以后直到目前还在研 究对流层对GPS定位的影响。 2)作为未知数求解 (3)相对定位(残余误差随边长的增大而增大)。 3、多路径误差(如图) 由卫星发射的电磁波经多条路径到达接收机而引起的误差,其中一条 路径是直接到达接收机,其它路径是经多次反射后到达接收机。 措施: 1)静态定位; 2)测站点避开反射物(建筑物、光滑地面、水域等); 3)改善天线
4）减弱措施：双频观测（P95式6.16至6.20）；模型改正；相对定位（残 余误差随边长的增大而增大） ；差分定位；载波相位观测与码相位观测取 平均。 2、对流层折射 1）对星站距离的影响达20米。 2）影响对流层折射的因素：温度、气压、湿度、卫星高度。 3）措施： （1）模型改正 90年代以前研究测距仪的大气折射影响，90年代以后直到目前还在研 究对流层对GPS定位的影响。 （2）作为未知数求解； （3）相对定位（残余误差随边长的增大而增大） 。 3、多路径误差（如图） 由卫星发射的电磁波经多条路径到达接收机而引起的误差，其中一条 路径是直接到达接收机，其它路径是经多次反射后到达接收机。 措施： 1）静态定位； 2）测站点避开反射物（建筑物、光滑地面、水域等）； 3）改善天线
误差来源 卫星轨道误差 卫星相位中心误 电层误差 对流层误差 多路径误差 天线相位中心误差 Y 接收机钟差误差
第四节与接收机有关的误差 接收机钟差 ●接收机安置误差 包括对中和整平误差,观测前应产格校正对点器。 ●观测误差:接收机对时间的观测精度有限引起的误差 ●/天线相位中心位置偏差 即接收机天线的相位中心与几何中心不一致 性质:与信号强弱及到达接收机的方向有关 措施:改进天线、相对定位时采用同一型号的接收 机并使定向标志朝北、观测前检验接收机天线相位中心位 置偏差
第四节 与接收机有关的误差 接收机钟差 接收机安置误差 包括对中和整平误差，观测前应严格校正对点器。 观测误差：接收机对时间的观测精度有限引起的误差 天线相位中心位置偏差 即接收机天线的相位中心与几何中心不一致。 性质：与信号强弱及到达接收机的方向有关。 措施：改进天线、相对定位时采用同一型号的接收 机并使定向标志朝北、观测前检验接收机天线相位中心位 置偏差