天线相位中心误差.PPTVIP

第五章 GPS信号的误差; ;一、常见术语;;GPS导航定位精度;mp = PDOP * mρ 式中：PDOP---三维位置几何精度因子，对于24颗GPS卫星组成的GPS星座，PDOP的最大值为18，而其最小值为1.8。 mρ---站星距离的测量误差。;卫星误差：GPS信号的自身误差及人为的SA误差。主要包括星历误差、星钟误差、相对论效应误差和地球自转效应误差。 传播误差：GPS信号从卫星传播到用户接收天线的传播误差。主要包括电离层时延改正误差、对流层时延改正误差、多路径误差。 接收误差：GPS信号接收机所产生的测量误差。主要包括观测噪声误差、内时延误差和天线相位中心误差。;GPS卫星导航定位误差的量级;（一）与卫星有关的误差;1、卫星星历误差对测量定位的影响 （1）对单点定位的影响 绝对定位中产生几十米到一百米的误差. （2）对相对定位的影响 小于100米,但随着距离增加,卫星星历误差不断增大. ;2、削弱卫星星历误差影响的方法和措施（P118）;;卫星时钟误差 物理同步误差: 一般在1ms左右； ※1ms的钟误差 300Km的距离误差！ 可利用下面公式进行改正: 其中 t0 和 a0 、 a1 、 a2由卫星导航电文提供。 ;数学同步误差： 一般在20ns以内 6m的距离误差！ ※这样的误差对于一般导航,即可忽略不计。 ;相对论效应误差;;;;; 综上可见，爱因斯坦的狭义相对论和广义相对论对GPS卫星时钟频率的综合影响是 ΔfEIGPS= ΔfSGPS+ΔfSSGPS=4.449*10-10f GPS卫星时钟的标称频率为10.23MHz，为了补偿相对论效应影响，而将GPS卫星时钟的频率设置为 fRS =10.23MHz（1-4.449*10-10） =10.22999999545MHz 经过上列相对论效应频率补偿后，在轨飞行的GPS卫星时钟频率，就能够达到标称值（10.23MHz）。 ※虽然如此但仍有残差（可达70ns左右）,可将其归入卫星钟误差内。 ; 上述讨论，是基于GPS卫星作严格的圆周运行。实际上，GPS卫星轨道是一个椭圆，而椭圆轨道各点处的运行速度是不相同的，相对论效应频率补偿，就不是一个常数。频率常数补偿，所导致的补偿残差称为相对论效应误差。它所引入的GPS信号时延为 ΔtEin = -2e(aμ)1/2sinE/C02 式中：e---GPS卫星椭圆轨道的偏心率； E---GPS卫星的偏近点角； a---GPS卫星椭圆轨道的长半轴。 ΔtEin （ns）=-2289.7*e*sinE 当e=0.01，E=90时，相对论效应误差导致的时延达到最大值，即为22.897ns；这相当于6.864m的站星距离，因此必须予以考虑。;地球自转效应误差;电离层和对流层的划分;电离层折射误差 1.电离层及其影响 电离层是指距地表50~1000公里之间的大气层。按照电离层距离地面高度的不同，将其划分为D、E、F1、F2四个电离区。;;2.电离层折射误差;;;3.减弱电离层影响的措施;现将二式相减 有: Δρ = ρ1－ρ2 = A / f22－A / f12 将上面二式代入有： 因有 f1 = 154f0 和 f2 = 120f0 ，并代入上式 则 有 : Δρ = 0.6469 dion1 即 有 : dion1 = 1.54573 (ρ1－ρ2 ) dion2 = 2.54573 (ρ1－ρ2 ) ;;（ 2）利用电离层改正模型加以改正;;;;（4）码/载波相位扩散技术(CCD技术) 测距码观测值: 载波相位观测值: 将二者结合处理可基本消除电离层折射误差的影响,使单频GPS接收机的测程扩大到200Km左右。 ;时延;对流层折射误差; 当GPS卫星信号通过对流层时其传播路径会产生弯曲,由此使所测的星站距离产生的误差就叫对流层折射误差。 ※对流层折射误差其数值可达几米(GPS卫 星信号在天顶方向时)到十几米(GPS卫星信号 接近地平方向时) 。对流层折射误差大小与温 度、湿度、气压、信号的高度角E和测站高 程有关。 ;2、消除或削弱对流层影响的方法和措施: （1）利用模型加以改正 （a）霍普菲尔