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1、GAMIT軟件操作手冊40目錄一GPS誤差分析31.1與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差31.2與信號傳播有關(guān)的誤差31.3與接收設(shè)備有關(guān)的誤差31.4其他誤差來源4二GPS基線處理的幾個(gè)關(guān)鍵問題52.1星歷52.2對流層折射影響52.3周跳是否修復(fù)是影響基線解算精度的因素之一62.4基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的確定62.5基線解算是否在地固系中進(jìn)行62.6整周未知數(shù)的確定7三GPS應(yīng)用軟件介紹83.1一般的商用軟件83.2高精度GPS軟件8四GAMIT軟件簡介94.1概述94.2主要模塊介紹9五GAMIT軟件的安裝11六GAMIT軟件的運(yùn)行12附錄一、LINUX操作系統(tǒng)的安裝:
2、16附錄二、GCC的安裝:19附錄三精密星歷及相關(guān)表文件的獲取21附錄四RINEX格式說明2240一GPS誤差分析GPS是美國為了滿足軍事部門和民用對連續(xù)實(shí)時(shí)和三維導(dǎo)航的迫切要求于1973年開始研制的,至1994年整個(gè)系統(tǒng)全面建成。這個(gè)系統(tǒng)的全稱是“授時(shí)與測距導(dǎo)航系統(tǒng)/全球定位系統(tǒng)”(NavigationSystemTimingandRanging/GlobalPositioningSystem—NAVSTAR/GPS),通常稱為“全球定位系統(tǒng)”(GPS)。它能夠在全球范圍內(nèi)提供全天候、高精度、連續(xù)實(shí)時(shí)的三維定位和測速,同時(shí)它還能夠提供時(shí)間基準(zhǔn)。GPS
3、是20世紀(jì)空間技術(shù)上的最大成就之一。它的出現(xiàn)使大地測量產(chǎn)生了根本性的變革。目前這一高新技術(shù)已廣泛地應(yīng)用于大地測量學(xué)、地球動(dòng)力學(xué)、精密工程測量、地殼形變監(jiān)測、石油勘探、資源調(diào)查、城市測量等領(lǐng)域。影響GPS定位的誤差按其主要來源可以分為如下幾個(gè)部分:1.1與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差l星歷誤差與模型誤差l衛(wèi)星鐘差與穩(wěn)定性l衛(wèi)星攝動(dòng)l相位的不穩(wěn)定性l衛(wèi)星的相位中心1.2與信號傳播有關(guān)的誤差l電離層折射l對流層折射l多路徑效應(yīng)401.1與接收設(shè)備有關(guān)的誤差l接收機(jī)鐘差l天線的相位中心l觀測誤差(天線的整平與對中、量取天線高的誤差)l接收機(jī)噪聲1.2其他誤差來源l地球
4、自轉(zhuǎn)的影響(極移、UT1)l相對論效應(yīng)的影響(信號傳播與衛(wèi)星鐘)l地球潮汐(固體潮、海潮、大氣負(fù)載潮)40一GPS基線處理的幾個(gè)關(guān)鍵問題在高精度GPS測量中,影響定位精度的主要因素有:衛(wèi)星的軌道精度、對流層折射的修正精度、多路徑效應(yīng)、相位中心的改正、接收機(jī)震蕩器的穩(wěn)定度、數(shù)據(jù)的后處理技術(shù)和起始點(diǎn)坐標(biāo)的精度??紤]到影響GPS定位精度的因素及自動(dòng)化數(shù)據(jù)處理的需要,在研制的過程中,主要針對如下幾個(gè)因素作了一些研究和探討。1.1星歷衛(wèi)星的軌道誤差是影響GPS定位的主要因素之一,其對基線的影響可以較精確地用下式表示::其中分
5、Dr
6、為衛(wèi)星軌道的誤差,r為衛(wèi)星至測
7、站的相對位置矢量,
8、Db
9、為基線矢量的誤差,b為兩站之間基線矢量。如令GPS點(diǎn)位之間最大距離為10km左右(兩基準(zhǔn)之間距離),取r=22000km,軌道的誤差為50米,根據(jù)上其對基線的最大影響為5mm.可見,用廣播星歷解算對較長基線結(jié)果有顯著影響。因而在有條件的情況下,最好還是采用精密星歷(精度在0.1米左右)或預(yù)報(bào)精密星歷(精度在0.5米左右),從而可以保證星歷誤差對于基線解算沒有影響。1.2對流層折射影響對流層折射是影響高精度GPS40定位的重要因素之一,雖經(jīng)模型改正后,有很大的改善,但其殘余偏差(經(jīng)模型改正后的對流層折射殘余的影響)也很大影響了垂
10、線方向的精度,對于較大尺度的GPS網(wǎng),其甚至可以對整網(wǎng)有一個(gè)尺度上的影響。在長距離GPS定位中,對流層折射雖然經(jīng)雙差后得到較好地削弱,但由于GPS監(jiān)測點(diǎn)所在的氣候差得較大,即氣象條件不一致,從而大氣層的影響也不一致,所以對對流層折射我們做了較為深入的研究,對于剩余偏差(是指在Saastemionen模型改正的基礎(chǔ)上)可以采用隨機(jī)過程模擬。對待這一問題需做更深入的研究,這將對提高垂線方向上的精度提供有力的保障。1.1周跳是否修復(fù)是影響基線解算精度的因素之一周跳是否修復(fù)是影響基線解算精度的重要因素之一。特別是在長距離定位中,模糊度的整數(shù)特性受大氣改正不完善
11、等因素的影響而變得很弱,周跳是否修復(fù)的問題尤為突出。修復(fù)周跳的方法有多種,如:利用觀測值的不同差分、擬合法等1.2基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)的確定在基線解算中,需要一個(gè)起算點(diǎn)。起算點(diǎn)的精度將影響基線解算的精度。因此很有必要獲得高精度的基準(zhǔn)點(diǎn)坐標(biāo)及監(jiān)測點(diǎn)的坐標(biāo)。根據(jù)有關(guān)文獻(xiàn),起算點(diǎn)對基線解算的最大影響可以用下式表示:式中ds為對基線的影響,D為基線的長度(以千米計(jì)),dX1為起算坐標(biāo)的誤差。令D=10km,如要對基線的影響小于1cm,則要求起算坐標(biāo)的誤差小于17m。因此,為了獲得基準(zhǔn)站及其它GPS監(jiān)測站的較為精確的地心坐標(biāo),利用GPS跟蹤站,將它們與基準(zhǔn)站及其它GPS監(jiān)
12、測站聯(lián)測,通過解算獲得了高精度的ITRF框架坐標(biāo)。由于ITRF坐標(biāo)是瞬時(shí)的,因而這一坐標(biāo)每隔一