第五章GPS卫星定位的来源及其影响 1,在GS测量定位中，其主要误差源是什么误差？系统误差主要包括哪几种？ 2.GP5卫星星历误差的实质是什么？ 3.广播星历与实测星历的促缺点？ 4.星历误差对定位的影响有事些？减弱星历误差影响的途径有几种？ 5,相对论效应是怎样产生的？如何解决？ 6.电离层折射及其影响有爆线？减弱电离层影响的有效措能有几种： 7.对流层折射及其影响有哪些？减网对流层影响的有效情施有几种？ 8.多路径效应是什么？怎样防止日 9.诚购接收机钟差比较有效的方法是什么了 10.接收机天线的相位中心与其几何中心的区别在事里？ 1山.图形强度因子即的定义是什么？我国采用事种图形爱度因子？为什么？ 12。整同残变是哪种测量方法中必须解决的间题？如何解决： 13.如何确定整周未知数：常用的方法有爆几种？
第五章 GPS 卫星定位的来源及其影响 1．在 GPS 测量定位中，其主要误差源是什么误差？系统误差主要包括哪几种？ 2．GPS 卫星星历误差的实质是什么？ 3．广播星历与实测星历的优缺点？ 4．星历误差对定位的影响有哪些？减弱星历误差影响的途径有几种？ 5．相对论效应是怎样产生的？如何解决？ 6．电离层折射及其影响有哪些？减弱电离层影响的有效措施有几种？ 7．对流层折射及其影响有哪些？减弱对流层影响的有效措施有几种？ 8．多路径效应是什么？怎样防止？ 9．减弱接收机钟差比较有效的方法是什么？ 10．接收机天线的相位中心与其几何中心的区别在哪里？ 11．图形强度因子 DOP 的定义是什么？我国采用哪种图形强度因子？为什么？ 12．整周跳变是哪种测量方法中必须解决的问题？如何解决？ 13．如何确定整周未知数？常用的方法有哪几种？
第五章习题答素 I.GPS定位测量的主要误差米源有三个方面：与GPS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，系统误差主要包括卫屋星历误差，卫星钟差、接收机钟 整以及大气的折射误差等。 2,卫星屋历误差实际上就是卫星位置的确定误差，是一种起始数据误差。 3.广播星历的好处是用户在观测的月时即可得到实时星历参数和卫星位置，这对导航 和定时定位是非常重要的。但是，由于卫星星历是外推出米的，特别但是美国实莲的限制政 策，大幅度降低了广播最历的精度。所以它很难满足高精度定位的需要。 实测星历的优点在于它能够获得准确可靠的精密最历。缺点是这种星历要在观测后12 个星期才能得到，对导航和动态定位无任何意义。 4,对于单点定位时，星历误差的径向分量作为等价测距误差进入平差计算，配赋到星 站坐标和接收机钟改正数中去，具体配赋方式则与卫屋的几何图形有关。 减弱星历误差影响的途径 1)建立卫星園踪网独立定轨：2)相对定位：3)轨道松驰法。 5.GPS卫星在高20200k■的轨道上运行，卫星钟受装义相对论效应和广文相对论效应 的影响。其顿率与地面静止钟相比，将发生颜率偏移，由此产生了相对论效应。 卫星钟比地面钟走的快，每秒约差448即s,为了解决相对论的影响问题，類将GPS卫星 钟的顿率减小约0.0055z。使卫星钟进入轨道受到相对论效应影响后，恰与标准顿率 10.22z相一致。 6。当G5信号通过电离层到，如同其它电随凌一样，信号的路径会发生弯由。传播速 度会发生变化。此时再用光速乘上信号传播时阿就不会等于卫星至接收机的实际距离。对于 G5信号，这种距离差在天顶方向最大可达501，在接近地平方向时可达150m. 减尚电离层形响的有效情随 1)相对定位：2)双频接收。 7.对流层中虽有少量带点离子。但对电磁被传播影响不大，不属于敬性介质，也就 是说，电诞波在其中的传播速度与顿率无，所以其群斯射率与相所射率可认为相等。 减蜀树流层影响的措施如下： (1)利用上述改正枝型进行对流层改正。 (2)利用同步观测值求差。 8,接收机天线在直接收到卫屋信号的同时，还可能牧到经天线圆围地物反射的卫星信 号，两种信号叠加就会引起测量参考点（相位中心）的位置变化。这种由于多路径的信号传 播所引起的干涉时延效应称作多路轻效应。 多路径误差不仅与反射系数有关，也和反射物离测站的免离及卫星信号方向有关，无法
第五章 习题答案 1．GPS 定位测量的主要误差来源有三个方面：与 GPS 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。系统误差主要包括卫星星历误差、卫星钟差、接收机钟 差以及大气的折射误差等。 2．卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，是一种起始数据误差。 3．广播星历的好处是用户在观测的同时即可得到实时星历参数和卫星位置，这对导航 和定时定位是非常重要的。但是，由于卫星星历是外推出来的，特别但是美国实施的限制政 策，大幅度降低了广播星历的精度，所以它很难满足高精度定位的需要。 实测星历的优点在于它能够获得准确可靠的精密星历。缺点是这种星历要在观测后 1~2 个星期才能得到，对导航和动态定位无任何意义。 4．对于单点定位时，星历误差的径向分量作为等价测距误差进入平差计算，配赋到星 站坐标和接收机钟改正数中去，具体配赋方式则与卫星的几何图形有关。 减弱星历误差影响的途径 1）建立卫星跟踪网独立定轨； 2）相对定位； 3）轨道松弛法。 5．GPS 卫星在高 20200km 的轨道上运行，卫星钟受狭义相对论效应和广义相对论效应 的影响，其频率与地面静止钟相比，将发生频率偏移，由此产生了相对论效应。 卫星钟比地面钟走的快，每秒约差 448ps。为了解决相对论的影响问题，须将 GPS 卫星 钟的频率减小约 0.00455Hz。使卫星钟进入轨道受到相对论效应影响后，恰与标准频率 10.23MHz 相一致。 6．当 GPS 信号通过电离层时，如同其它电磁波一样，信号的路径会发生弯曲，传播速 度会发生变化。此时再用光速乘上信号传播时间就不会等于卫星至接收机的实际距离。对于 GPS 信号，这种距离差在天顶方向最大可达 50m，在接近地平方向时可达 150m。 减弱电离层影响的有效措施 1）相对定位；2）双频接收。 7．对流层中虽有少量带点离子，但对电磁波传播影响不大，不属于弥散性介质，也就 是说，电磁波在其中的传播速度与频率无关，所以其群折射率与相折射率可认为相等。 减弱对流层影响的措施如下： （1）利用上述改正模型进行对流层改正。 （2）利用同步观测值求差。 8．接收机天线在直接收到卫星信号的同时，还可能收到经天线周围地物反射的卫星信 号，两种信号叠加就会引起测量参考点（相位中心）的位置变化，这种由于多路径的信号传 播所引起的干涉时延效应称作多路径效应。 多路径误差不仅与反射系数有关，也和反射物离测站的距离及卫星信号方向有关，无法
建立准确的误差改正核型，只能恰当地选择站址，避开信号反射物。例知：(1》速设点位时 应远离平静的水面，地面有草丛，发作物等植被时能较好吸收微波信号的能量，反射较弱， 是较好的站址。(2》测站不宜选在山技、山谷和盆地中。《3)测站用近不应有高层建筑物， 观测时也不要在测站附近停放汽车。 9,处理接收机钟差比较有效的方法，是把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的 未知数。在数据处理中与观测站的坐标参数一并求解。伪距测量的数据处理就是根据这一原 理进行的。还可以通过在卫星间求一次差米削屑接收机钟差的影响。 10。在S测量中，现测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的，大线的相位中心 也应该与其几何中心保持一致，但实际上天线的相位中心位置随信号输入的强度和方向不同 会发生变化，使其偏离几何中心： 11,通常用图形强度因子0P米表示几何图形强度。其定义是，式中为等效距离的标 准差：为某定位元素的标准差：P实际是权系数阵中丰对角线元素的函数。我国采用P 图形强度因子。 12。解决整周跌变问题是载波相位测量的中必须解决的问题。 当发现周跳后，可以根据前面或后面的正确观测值，利用高次插值公式外推观测值的正 确整周计数，或者根据相忽的几个正确相位观测量，采用阶多项式拟合的方法来推求整 周计数的正确性，从而发现周院并修正整周计数。 13。确定整周未知数的方法很多，这里择要介绍其中四种 (1)经奥静态相对定位法 (2)“动态”测量法 (3)交换天线法 (4)快速确定整周未知数法
建立准确的误差改正模型，只能恰当地选择站址，避开信号反射物。例如：（1）选设点位时 应远离平静的水面，地面有草丛、农作物等植被时能较好吸收微波信号的能量，反射较弱， 是较好的站址。（2）测站不宜选在山坡、山谷和盆地中。（3）测站附近不应有高层建筑物， 观测时也不要在测站附近停放汽车。 9．处理接收机钟差比较有效的方法，是把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的 未知数，在数据处理中与观测站的坐标参数一并求解。伪距测量的数据处理就是根据这一原 理进行的。还可以通过在卫星间求一次差来削弱接收机钟差的影响。 10．在 GPS 测量中，观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的，天线的相位中心 也应该与其几何中心保持一致。但实际上天线的相位中心位置随信号输入的强度和方向不同 会发生变化，使其偏离几何中心。 11．通常用图形强度因子 DOP 来表示几何图形强度，其定义是 ，式中 为等效距离的标 准差； 为某定位元素的标准差；DOP 实际是权系数阵中主对角线元素的函数。我国采用 PDOP 图形强度因子。 12．解决整周跳变问题是载波相位测量的中必须解决的问题。 当发现周跳后，可以根据前面或后面的正确观测值，利用高次插值公式外推观测值的正 确整周计数，或者根据相邻的几个正确相位观测量，采用 n 阶多项式 拟合的方法来推求整 周计数的正确性，从而发现周跳并修正整周计数。 13．确定整周未知数 的方法很多，这里择要介绍其中四种 （1）经典静态相对定位法 （2）“动态”测量法 （3）交换天线法 （4）快速确定整周未知数法