11、G P S 测量的误差来源 GPS课件.pptVIP

1、电离层延迟 1、电离层延迟 1、电离层延迟 2、对流层延迟 2、对流层延迟 2、对流层延迟 §3.8 其他误差改正 引力延迟 地球自转改正 地球潮汐改正 接收机的位置误差 天线相位中心偏差 地球自转改正 接收机的位置误差 定义 接收机天线的相位中心相对测站标石中心位置的偏差。 应对方法 正确的对中整平 采用强制对中装置（变形监测时） 天线相位中心偏差改正 卫星天线相位中心偏差改正 接收机天线相位中心变化的改正 GPS测量和定位时是以接收机天线的相位中心位置为准的，天线的相位中心与其几何中心理论上应保持一致。可是接收机天线接收到的GPS信号是来自四面八方，随着GPS信号方位和高度角的变化，接收机天线的相位中心的位置也在发生变化。 天线相位中心偏差改正 应对方法 使用相同类型的天线并进行天线定向（限于相对定位） 模型改正 [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 [节] 要点 GPS的特性 受美国控制 卫星系统 作用是用于导航、定位和授时 全天侯、连续、实时、三维 §10.2 与信号传播路径有关的误差 电离层延迟 对流层延迟 多路径效应 2万公里高度 本 节 内 容 概念: 在电离层中，气体分子受到太阳等天体各种射线辐射产生强烈电离，形成大量的自由电子和正离子。当GPS 信号通过电离层时，信号的路径发生弯曲，传播速度也会发生变化，从而使测量的距离发生偏差。 电离层 50-1000km 电离层延迟 1、电离层延迟 基本知识: 电离层中(伪随机码)群折射率的近似公式为： 根据物理学知识，电离层中(载波)相折射率的近似公式为： 电子密度 电磁波频率 电离层延迟公式为： （1） 1、电离层延迟 TEC：为信号传播路径上的电子总量。 性质: 与电磁波传播方位有关 对载波和测距码的影响大小相等，符号相反 与电子含量成正比,与电磁波频率平方成反比 延迟达50m 延迟达150m 应对措施: 电离层延迟改正模型 本特(Bent)模型 国际参考电离层模型 克罗布歇(Klobuchar)模型 适用于单频GPS接收机，精度较低。 相对观测 适用于测站距离较近,精度较低的观测。 双频观测 1、电离层延迟 （2） （3） 根据公式（2）、（3）得： （4） （5） 公式（4）经过变形得： A §10.2 与信号传播路径有关的误差 电离层延迟 对流层延迟 多路径效应 对流层延迟 对流层 50km以下 概念: 对流层与地面接触并从地面得到辐射热能,其温度随高度的增加而降低。GPS信号通过对流层时,也使传播的路径发生弯曲,从而使测量距离产生偏差。 性质: 与信号频率无关 与传播方位有关 延迟达2.3m 延迟达20m 不能采用双频观测进行改正 温度、大气压、水气压 应对措施: 对流层延迟改正模型 相对观测 霍普菲尔德（Hopfield）公式 萨斯塔莫宁(Saatamoinen) 公式 勃兰克（Black）公式 §10.2 与信号传播路径有关的误差 电离层延迟 对流层延迟 多路径效应 3、多路径效应 反射波 直接波 3、多路径效应 性质: 应对措施: 对伪距测量的影响比载波相位测量的影响严重 取决于测站周围的环境和接收天线的性能 选择合适的站址 采用抗多路径的天线 适当延长观测时间 电离层延迟 小 结 对流层延迟 多路径效应 思考题 1.GPS测量主要误差有哪几类？ 2.与卫星有关的误差类别及改正方法。 3.何为相对论效应？ 思 考 题 2、根据各项误差的性质，相对定位能消除哪些误差？ 1、与传播途径有关的误差属于偶然误差还是系统误差？ GPS测量定位的误差源 其他误差改正 地球自转改正 GPS测量定位的误差源 其他误差改正 地球自转改正 GPS测量定位的误差源 其他误差改正 接收机的位置误差 GPS测量定位的误差源 其他误差改正 天线相位中心偏差改正 GPS测量定位的误差源 其他误差改正 天线相位中心偏差改正 * GPS 测量的误差来源Global Navigation Satellite Systems Measurement error Sources 杨 久 东 河北联合大学 矿业学院 GPS导航定位技术及应用 为什么研究GPS测量的误差?GPS测量中都有哪些误差？ 为了获得准确的地面接收设备的位置信息，我们就希望得到 精