gps定位中的誤差源

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1、GPS定位中的誤差源§4.1概述§4.2相對論效應(yīng)§4.3鐘誤差§4.4衛(wèi)星星歷（軌道）誤差GPS測量誤差的來源與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機(jī)天線相位中心的偏移和變化接收機(jī)鐘差接收機(jī)內(nèi)部噪聲GPS測量定位的誤差源>概述>GPS測量誤差的來源GPS測量誤差的性質(zhì)①偶然誤差內(nèi)容衛(wèi)星信號生成部分的隨機(jī)噪聲接收機(jī)接收并處理信號部分的隨機(jī)噪聲特點隨機(jī)量級小–毫米級GPS測量定位的誤差源>概述>GPS測量誤差的性質(zhì)GPS測量誤差的性質(zhì)②系統(tǒng)誤差（偏差-Bias）定義它是在一定的測量條件下進(jìn)行多次重復(fù)測量

2、時，誤差值的大小和符號（正值或負(fù)值）保持不變；或者在條件變化時，按一定規(guī)律變化的誤差。特點（1）具單向性（大小、正負(fù)一定）；（2）可消除（原因固定）；（3）重復(fù)測定重復(fù)出現(xiàn)。（4）量級大–最大可達(dá)數(shù)百米，本章的主要研究對象GPS測量定位的誤差源>概述>GPS測量誤差的性質(zhì)GPS測量誤差的大?、贅?biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)——SPS（有SA）GPS測量定位的誤差源>概述>GPS測量誤差的大小GPS測量誤差的大小②標(biāo)準(zhǔn)定位服務(wù)——SPS（無SA）GPS測量定位的誤差源>概述>GPS測量誤差的大小GPS測量誤差的大?、劬芏ㄎ环?wù)——PPS，雙頻，P/Y-碼GPS測量定位的誤差源>概述>GPS測量誤差的

3、大小消除或消弱各種誤差影響的方法①1、模型改正法原理：利用建立的數(shù)學(xué)模型計算出誤差影響的大小，直接對觀測值進(jìn)行修正適用情況：對誤差的特性、機(jī)制及產(chǎn)生原因有較深刻了解，能建立理論或經(jīng)驗公式所針對的誤差源電離層延遲對流層延遲相對論效應(yīng)衛(wèi)星鐘差限制：有些誤差難以模型化GPS測量定位的誤差源>概述>消除或消弱各種誤差影響的方法消除或消弱各種誤差影響的方法②2、求差法原理：通過觀測值間一定方式的相互求差，消去或消弱求差觀測值中所包含的相同或相似的誤差影響適用情況：誤差具有較強(qiáng)的空間、時間或其它類型的相關(guān)性。所針對的誤差源電離層延遲對流層延遲衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差接收機(jī)鐘差限制：空間相關(guān)性將隨著

4、測站間距離的增加而減弱GPS測量定位的誤差源>概述>消除或消弱各種誤差影響的方法消除或消弱各種誤差影響的方法③3、參數(shù)法原理：采用參數(shù)估計的方法，將系統(tǒng)性偏差求定出來適用情況：幾乎適用于任何的情況所針對的誤差源對流層延遲接收機(jī)鐘差限制：不能同時將所有影響均作為參數(shù)來估計GPS測量定位的誤差源>概述>消除或消弱各種誤差影響的方法消除或消弱各種誤差影響的方法④4、回避法（選擇較好的硬件和較好的觀測條件）原理：選擇合適的觀測地點，避開易產(chǎn)生誤差的環(huán)境；采用特殊的觀測方法；采用特殊的硬件設(shè)備，消除或減弱誤差的影響適用情況：對誤差產(chǎn)生的條件及原因有所了解。所針對的誤差源電磁波干擾（選用較好的

5、接收機(jī)和天線）多路徑效應(yīng)（遠(yuǎn)離反射物和干擾源）限制：無法完全避免誤差的影響，具有一定的盲目性GPS測量定位的誤差源>概述>消除或消弱各種誤差影響的方法§4.2相對論效應(yīng)狹義相對論效應(yīng)廣義相對論效應(yīng)4.2相對論效應(yīng)GPS測量定位的誤差源>相對論效應(yīng)狹義相對論1905運動將使時間、空間和物質(zhì)的質(zhì)量發(fā)生變化廣義相對論1915將相對論與引力論進(jìn)行了統(tǒng)一相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響①狹義相對論原理：鐘的頻率與其運動速度有關(guān)。對GPS衛(wèi)星鐘的影響：結(jié)論：在狹義相對論效應(yīng)作用下，衛(wèi)星上鐘的頻率將變慢GPS測量定位的誤差源>相對論效應(yīng)>相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響②廣義相對論原理：

6、鐘的頻率與其所處的重力位有關(guān)對GPS衛(wèi)星鐘的影響：結(jié)論：在廣義相對論效應(yīng)作用下，衛(wèi)星上鐘的頻率將變快GPS測量定位的誤差源>相對論效應(yīng)>相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響③相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響?yīng)M義相對論＋廣義相對論結(jié)論：在狹義和廣義相對論效應(yīng)的共同作用下，衛(wèi)星上鐘的頻率將變快令：GPS測量定位的誤差源>相對論效應(yīng)>相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘的影響解決相對論效應(yīng)對衛(wèi)星鐘影響的方法方法（分兩步）：首先考慮假定衛(wèi)星軌道為圓軌道的情況；然后考慮衛(wèi)星軌道為橢圓軌道的情況。第一步：第二步：（嚴(yán)格公式-4.10）課本上為：因為：GPS測量定位的誤差源>相對論效應(yīng)>解決方法（式（3-4）

7、.P62）§4.3鐘誤差衛(wèi)星鐘差定義物理同步誤差數(shù)學(xué)同步誤差應(yīng)對方法模型改正鐘差改正多項式其中a0為ts時刻的時鐘偏差，a1為鐘的漂移，a2為老化率。相對定位或差分定位GPS測量定位的誤差源>概述>衛(wèi)星鐘差接收機(jī)鐘差定義GPS接收機(jī)一般采用石英鐘，接收機(jī)鐘與理想的GPS時之間存在的偏差和漂移。應(yīng)對方法作為未知數(shù)處理相對定位或差分定位GPS測量定位的誤差源>概述>接收機(jī)鐘差§4.4衛(wèi)星星歷誤差4.4衛(wèi)星星歷（軌道）誤差定義由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星在空間的位置與衛(wèi)星的實際位置