第七讲gps测量误差来源.pptVIP

* GPS接收机一般采用石英钟，假如接收机钟与卫星钟的同步误差为1μs，则相应的测距误差约为300m。 在相对定位中可采用双差观测量以消除或削弱接收机钟差的影响。也可通过在每一历元引入一个接收机钟差未知数，通过平差系统估计出接收机钟差的值，但这显然会大大增加 待估未知数的个数。还可象处理卫星钟差的办法，用多项式来模拟接收机钟差，以减少待估参数的个数。 * 2、观测误差 观测误差：除分辨误差外，还包括接收天线相对测站点的安置误差。分辨误差一般认为约为信号波长的1%。安置误差主要有天线的置平与对中误差和量取天线相位中心高度（天线高）误差。例如当天线高1.6m ,置平误差0.10，则对中误差为2.8mm。 * 码相位与载波相位的分辨误差 信号 波长 观测误差 P码 29.3m 0.3m C/A码 293m 2.9m 载波L1 19.05cm 2.0mm 载波L2 24.45cm 2.5mm * 3、载波相位观测的整周未知数 信号的遮挡或强外电磁源的影响会引起相位跟踪时整周计数器计数出现差错，即周跳现象。 * 4、天线的相位中心偏差 天线的相位中心与其几何中心的偏差称为天线相位中心偏差。 GPS定位中，观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准，在理论上，天线相位中心与仪器的几何中心应保持一致。实际上，随着信号输入的强度和方向不同而有所变化，同时与天线的质量有关，可达数毫米至数厘米。如何减小相位中心的偏移，是天线设计的一个迫切问题。 处理办法：在相对定位中可通过使用同类型的天线并且使每次测量的天线处于固定方向（如指向磁北）来减弱天线相位中心偏差的影响。 * 5、5 其他误差 1、地球自转的影响 当卫星信号传播到观测站时，与地球相固联的协议地球坐标系相对卫星的瞬时位置已产生旋转（绕Z轴）。若取?为地球的自转速度，则旋转的角度为??=???ij。 ??ij为卫星信号传播到观测站的时间延迟。由此引起卫星在上述坐标系中坐标的变化为： * 2、地球潮汐改正 测量实验室 * 测量实验室 * [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 * GPS原理及其应用 * 第五章 GPS定位中的误差源 §5.1 GPS测量误差分类 §5.2 与GPS卫星有关的误差 §5.3 与卫星信号传播有关的误差 §5.4 与接受机有关的误差 §5.5 其他误差来源 * 5.1 测量误差分类 * 与卫星有关的误差 卫星轨道误差 卫星钟差 相对论效应 与传播途径有关的误差 电离层延迟 对流层延迟 多路径效应 与接收设备有关的误差 接收机天线相位中心的偏移和变化 接收机钟差 接收机内部噪声 按照GPS测量误差来源分 * * 为了便于理解，通常均把各种误差的影响投影到站星距离上，以相应的距离误差表示，称为等效距离误差。 * GPS测量误差的性质① 偶然误差 内容 卫星信号发生部分的随机噪声 接收机信号接收处理部分的随机噪声 其它外部某些具有随机特征的影响 特点 随机 量级小 – 毫米级 包括多路径效应误差和观测误差等 * GPS测量误差的性质② 系统误差（偏差 - Bias） 内容 其它具有某种系统性特征的误差 特点 具有某种系统性特征 量级大 – 最大可达数百米 主要包括卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差、以及大气折射的误差等。 GPS测量误差的大小① SPS（无SA） * GPS测量误差的大小② SPS（有SA） * GPS测量误差的大小③ PPS，双频，P/Y-码 * 消除或消弱各种误差影响的方法① 模型改正法 原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正 适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式 所针对的误差源 相对论效应 电离层延迟 对流层延迟 卫星钟差 限制：有些误差难以模型化。 * 消除或消弱各种误差影响的方法② 求差法 原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响 适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。 所针对的误差源 电离层延迟 对流层延迟 卫星轨道误差 … 限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱 * 消除或消弱各种误差影响的方法③ 参数法 原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来 适用情况：几乎适用于任何的情况 限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计 * 消除或消弱各种误差影响的方法④ 回避法 原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响 适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。 所针对的误差源 电磁波干扰 多路径效应 限制：无法完全避免误差