gps[]測(cè)量的誤差源和gps[]定位網(wǎng)設(shè)計(jì)

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1、一、GPS[]測(cè)量的誤差源和GPS[]定位網(wǎng)設(shè)計(jì)　　1.GPS[]測(cè)量的誤差源　　GPS[]測(cè)量誤差按其生產(chǎn)源可分3大部分：GPS[]信號(hào)的自身誤差，包括軌道誤差(星歷誤差)和SA，AS影響；GPS[]信號(hào)的傳輸誤差，包括太陽(yáng)光壓，電離層延遲，對(duì)流層延遲，多路徑傳播和由它們影響或其他原因產(chǎn)生的周跳；GPS[]接收機(jī)的誤差，主要包括鐘誤差，通道間的偏差，鎖相環(huán)延遲，碼跟蹤環(huán)偏差，天線相位中心偏差等。　　2.GPS[]定位網(wǎng)的設(shè)計(jì)　　由GPS[]測(cè)量的誤差源可以看出，GPS[]網(wǎng)的設(shè)計(jì)已免除了測(cè)角、

2、邊角同測(cè)和測(cè)邊網(wǎng)等的傳統(tǒng)要求。它不需要點(diǎn)間通視，也不需要考慮布設(shè)什么樣的圖形，也就更不需要考慮圖形強(qiáng)度，不需要設(shè)置在制高點(diǎn)上(哪里需要就可以設(shè)置在哪里)。所以GPS[]網(wǎng)的設(shè)計(jì)是非常靈活的。但也應(yīng)注意以下幾個(gè)問(wèn)題：①除了特殊需要，一般GPS[]基線長(zhǎng)度相差不要過(guò)大，這樣可以使GPS[]測(cè)量的精度分布均勻；②GPS[]網(wǎng)不要有開(kāi)放式的網(wǎng)型結(jié)構(gòu)，應(yīng)構(gòu)成封閉式閉合環(huán)和子環(huán)路；③應(yīng)盡量消除多路徑影響，防止GPS[]信號(hào)通過(guò)其他物體反射到GPS[]天線上，因此應(yīng)避開(kāi)強(qiáng)反射的地面，避開(kāi)強(qiáng)反射環(huán)境，如山谷、山

3、坡、建筑[]物等；④避開(kāi)強(qiáng)電磁波干擾，設(shè)站應(yīng)遠(yuǎn)離雷達(dá)站、電臺(tái)、微波中繼站等。中國(guó)3S吧3s8.cn　　二、軌道誤差(星歷誤差)和SA，AS影響　　1.軌道誤差　　有關(guān)部門提供一定精度的衛(wèi)星軌道，以廣播星歷形式發(fā)播給用戶使用，從而已知觀測(cè)瞬間所觀測(cè)衛(wèi)星的位置，因而衛(wèi)星軌道誤差與星歷誤差是一個(gè)含義。衛(wèi)星星歷誤差又等效為偽距誤差。由于衛(wèi)星軌道受地球和日、月引力場(chǎng)、太陽(yáng)光壓、潮汐等攝動(dòng)力及大氣阻力的影響，而其中有的是隨機(jī)影響，而不能精密確定，使衛(wèi)星軌道產(chǎn)生誤差。目前，GPS[]衛(wèi)星軌道誤差的等效偽距誤差

4、(使用的衛(wèi)星廣播星歷)為4.2m。美國(guó)的SA政策和AS政策人為地使導(dǎo)航定位的精度降低，點(diǎn)位誤差有時(shí)達(dá)到100m。　　控制網(wǎng)的靜態(tài)GPS[]測(cè)量是利用載波相位測(cè)量，一般是由一個(gè)點(diǎn)設(shè)為已知點(diǎn)與一個(gè)待定點(diǎn)位同步觀測(cè)GPS[]衛(wèi)星，取得載波相位觀測(cè)值，從而得出待定點(diǎn)位的坐標(biāo)或兩點(diǎn)間的坐標(biāo)值，稱為基線測(cè)量，短基線測(cè)量可以消除SA影響。動(dòng)態(tài)測(cè)量解決SA影響的途徑是實(shí)時(shí)差分定位(稱Real-timeDGPS[]),即在已知坐標(biāo)點(diǎn)上布設(shè)基準(zhǔn)點(diǎn)，通過(guò)基準(zhǔn)站取得誤差校正值，通過(guò)數(shù)據(jù)鏈實(shí)時(shí)傳給導(dǎo)航定位的移動(dòng)站，從而消

5、除SA影響及兩站的各種共同的誤差，提高了移動(dòng)站的導(dǎo)航定位精度。加濾波等處理的導(dǎo)航軟件以及組合導(dǎo)航系統(tǒng)，已使導(dǎo)航定位精度差分距離在100km左右時(shí)達(dá)到亞米級(jí)，差分距離遠(yuǎn)于1500km時(shí)達(dá)到米級(jí)。中國(guó)3S吧3s8.cn　　2.美國(guó)的SA技術(shù)與AS影響　　SA技術(shù)是選擇可用性(SelectiveAvailability)的簡(jiǎn)稱，它是由兩種技術(shù)使用戶的定位精度降低，即δ（dither）技術(shù)和ε(epsilon)技術(shù)。δ技術(shù)是人為地施加周期為幾分鐘的呈隨機(jī)特征的高頻抖動(dòng)信號(hào)，使GPS[]衛(wèi)星頻率10.23

6、MHz加以改變，最后導(dǎo)致定位產(chǎn)生干擾誤差，ε技術(shù)是降低衛(wèi)星星歷精度，呈無(wú)規(guī)則的隨機(jī)變化，使得衛(wèi)星的真實(shí)位置增加了人為的誤差?！　S技術(shù)(Anti-Spoofing)叫反電子欺騙技術(shù)，其目的是為了在和平時(shí)期保護(hù)其P碼，不讓非授權(quán)用戶使用；戰(zhàn)時(shí)防止敵方對(duì)精密導(dǎo)航定位作用的P碼進(jìn)行電子干擾。AS技術(shù)使得用C/A碼工作的用戶無(wú)法再和P碼相位測(cè)量聯(lián)合解算進(jìn)行雙頻電離層精密測(cè)距修正，實(shí)際降低了用戶定位精度?！　?.確定GPS[]衛(wèi)星軌道是減少星歷誤差和消除ε技術(shù)影響的根本方法　　利用區(qū)域性GPS[]跟蹤網(wǎng)

7、可以確定GPS[]衛(wèi)星軌道。跟蹤站地心坐標(biāo)的誤差對(duì)衛(wèi)星軌道的影響是10倍或更大。因此，要提供優(yōu)于2m精度的衛(wèi)星軌道要求跟蹤站地心坐標(biāo)的精度優(yōu)于0.1m。據(jù)介紹，采用強(qiáng)約束全球站松弛軌道的加權(quán)約束基準(zhǔn)方法，可以得出優(yōu)于5cm的相對(duì)坐標(biāo)值，基本上可以滿足我國(guó)現(xiàn)階段區(qū)域性定軌的需要。專業(yè)的3S站3s8.cn　　如果，以我國(guó)現(xiàn)有GPS[]衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)站，根據(jù)對(duì)各衛(wèi)星記錄的觀測(cè)值，計(jì)算出對(duì)現(xiàn)有廣播星歷軌道根數(shù)的誤差改正值，可以進(jìn)一步計(jì)算長(zhǎng)弧軌道的精密星歷，從而能直接向用戶播發(fā)精密星歷，取代現(xiàn)有的ε技術(shù)降低精

8、度以后的廣播星歷?！　∪⑻?yáng)光壓對(duì)GPS[]衛(wèi)星產(chǎn)生攝動(dòng)加速度　　太陽(yáng)光壓對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生攝動(dòng)影響衛(wèi)星的軌道，它是精密定軌的最主要誤差源。太陽(yáng)光壓對(duì)衛(wèi)星產(chǎn)生的攝動(dòng)加速度受太陽(yáng)與地球間距離的變化(地球軌道偏心距)而引起太陽(yáng)輻射壓力的變化，也與太陽(yáng)光強(qiáng)度、衛(wèi)星受到的照射面程和照射面積與太陽(yáng)的幾何關(guān)系及照射面的反射和吸收特性有關(guān)，由于衛(wèi)星表面材料的老化、衛(wèi)星姿態(tài)控制的誤差等也使太陽(yáng)光壓發(fā)生變化。　　已有的太陽(yáng)光壓改正模型有：標(biāo)準(zhǔn)光壓模型、多項(xiàng)式光壓模型和ROCK4光壓攝動(dòng)模型，這幾種光壓模型精度基本上相當(dāng)