测量误差及其影响PPT学习教案

1、会计学1测量误差及其影响测量误差及其影响第1页/共72页第2页/共72页第3页/共72页第4页/共72页第5页/共72页1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 2.0 0.7 2.1 电离层 4.0 0.5 4.0 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms 5.1 1.4 5.3 滤波后的 UERE，rms 5.1 0.4 5.1 1-sigma 垂直误差VDOP = 2.5 12.8 1-sigma 水平误差HDOP = 2.

2、0 10.2 第6页/共72页1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 20.0 0.7 20.0 电离层 4.0 0.5 4.0 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms 20.5 1.4 20.6 滤波后的 UERE，rms 20.5 0.4 20.5 1-sigma 垂直误差VDOP = 2.5 51.4 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 41.1 第7页/共72页1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差

3、随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 2.0 0.7 2.1 电离层 1.0 0.7 1.2 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms 3.3 1.5 3.6 滤波后的 UERE，rms 3.3 0.4 3.3 1-sigma 垂直误差VDOP = 2.5 8.3 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 6.6 第8页/共72页改正后的观测值=原始观测值+模型改正第9页/共72页第10页/共72页第11页/共72页第12页/共72页第13页/共72页广播星历（预报星历

4、）的精度广播星历（预报星历）的精度(无无SA) 2030米米(有有SA) 100米米精密星历（后处理星历）的精度精密星历（后处理星历）的精度可达可达1厘米厘米应对方法应对方法精密定轨精密定轨(后处理后处理)相对定位或差分定位相对定位或差分定位第14页/共72页dbdsbdb为基线误差，b为基线长，ds为星历误差，为卫星到测站的距离。适合短基线相对定位。第15页/共72页第16页/共72页2210ocsocstttattaas第17页/共72页第18页/共72页第19页/共72页22 12222101 () (1)2238742997924580.835 10sssssssssssVffVVff

5、fccfVffffcGPSVm scm sff 若卫星在地心惯性坐标系中的运动速度为 ，则在地面频率为 的钟若安置到卫星上，其频率 将变为：即两者的频率差为考虑到卫星的平均运动速度和真空中的光速，则第20页/共72页ffkmkmRsmrRfcfcWWffWWTsTs1022314222210284. 526560637810986005. 3)11(，则卫星的地心距近似取，近似取，若地面处的地心距其中为：将的差异与放在地面上时钟频率则同一台钟放在卫星上，为，地面测站处的重力位为若卫星所在处的重力位第21页/共72页fffff102110449. 4:为上时总的变化量钟频率相对于其在地面用下，卫

6、星上义相对论效应的共同作在狭义相对论效应和广第22页/共72页MHzMHz52299999954.10)10449. 41 (23.1010调低后的频率为，到卫星上去的钟的频率在地面上调低将要搭载第23页/共72页第24页/共72页电离层地球TEC柱体底面积为1m2第25页/共72页地球大气层的结构地球大气层的结构第26页/共72页第27页/共72页phphfvvf假设有一电磁波在空间传播，其波长为 ，频率为该电磁波相位的速度，有=其中相位的速度又简称为相速。“群速”表示，群速的传播可以用群波来说，其最终能量对于频率略微不同的一2ddfvgrddvvvphphgrphphgrphphdndnn

7、nnfddf第28页/共72页222,1111phgrphgrphphphgrphphphphphgrphphgrphphphphphphphphphphcccnnnvvvvddvdvdfvvvddddcvnnccndvdvvdnccvddvdnvndvdndnnd 1111;phphphphphphphdndndnnnnfndddfddff 注：第29页/共72页3242342342223222232222;1.,.1221140.3(),phgrphgrphphphgreegrphgrphccvvnncccnfffccccnfcdndffcccnffffccNHzNnnvv 其中等与电子密

8、度、电子质量、电子所带电荷等有关系。近似地可取则：有：一般，可取近似值；因为电子密度 恒为正值。故，或，即相位超前。第30页/共72页称为总电子含量，则令为成的距离延迟电离层折射对相位所造为成的距离延迟电离层折射对相位所造TECTECcfcTTECfTECcfcTTECfdsNTECdsNfdsfcdsdsfcdsdsndsNfdsfcdsdsfcdsdsnionogrphionogrionophphionopheegrionogrionogrephionophionoph;3 .403 .40;3 .403 .403 .40)1 (3 .40)1 (2222220220220220第31页/

9、共72页一个柱体内所含的电子总数。电离层地球TEC柱体底面积为1m2第32页/共72页第33页/共72页第34页/共72页1700年年 1995年太阳黑子数年太阳黑子数第35页/共72页2002.5.15 1:00 23:00 2小时间隔全球小时间隔全球TEC分分布布第36页/共72页第37页/共72页第38页/共72页54573. 254573. 13928. 06469. 0154120154120120154213 .40212122222221212221222222112122212222222121222122212122212222112122ionogrionogrionogr

10、ionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrVVVVVVfffVfffVffffAffffAffffAfAfAfAfASSLLfAVfATECA故：即：得：则：实际的站星距为星距为上的测距码所测定的站采用，星距为上的测距码所测定的站采用设：，或电离层延迟改正，即有电离层延迟令第39页/共72页第40页/共72页为原点坐标。）；为展开式的系数（待求展开式的最高阶数；为变量的二元泰勒级数和为以；点的太阳时，为点的地心纬度，为其中：00maxmax0000,)()(),(maxmaxsEsmnUTLTsIPsIPssEsTECnmnnmmmnnm第

11、41页/共72页为球谐系数（待求）。多项式；次正规化缔合勒让德阶的多项式和勒让德为基于正规化函数数；为球谐展开式的最高阶；点的太阳时，为点的地心纬度，为其中：nmnmmnnmnmnnnmnmnmnmbaLegendremnPLegendremnPmnPnUTLTsIPsIPmsbmsaPsTEC,)()(),(),()sincos(sin),(,max00max第42页/共72页第43页/共72页00( 1) (1)1 (1)1 (1)(1)(1)1(1( 1)1Kkttttktttskkkcvnnrefractiveindex of atmosphereccvdtdtdtcn dtnncnd

12、tcdtc ndtctndsxxx 称为大气折射系数（）设为信号传播的真实距离，则当时，有故：称6(1)(1)(1) 10ssndsndsNnatmospheric refractivity：为对流层延迟，对流层改正。通常令：，称其为大气折射率（）第44页/共72页4260136. 06288. 1604.28710N波长N*10e6红光0.72290.7966紫光0.40298.3153L11902936.728287.6040L22442102.134287.6040第45页/共72页。为水气压，单位；单位为气温，为绝对温度，；为大气压，单位称为湿气分量；称为干气分量；其中：mbareKT

13、mbarPNNTeTPNNNwdwd248106 .776 .77swsdsdsNdsNNdss161616101010第46页/共72页第47页/共72页第48页/共72页第49页/共72页第50页/共72页第51页/共72页第52页/共72页HAOGSSSzz2zzHzHzzHzzHzGAzGAGAOAGAsin42sin2)sin21 (1 (sin)2cos1 (sin)2cos1 (2cos2为：号的相位差反射信号相对于直接信为：号多经过的路径长度反射信号相对于直接信第53页/共72页tUtUtUtUtUStUatUatUatUatUtUatUSSStUaStUSrdrdsin)si

14、n(cos)cos(sinsincoscos)cos(sin)sin(cos)cos1 (sinsincoscoscos)cos(cos)cos(cos为：因为接收信号也可表示实际接收信号：反射信号：直接信号：第54页/共72页)cos1sin(cos1sincos21)sin()cos()cos21 (sin)cos(cos21 (sincos1sinsincoscos1222222222aaarctgaatgaaaaaaaaaaa得：除以第二式，有将上面两式中的第一式得：）（）（）（有对上面两式求平方和，则有：第55页/共72页aaaaaaaaaaaaaddarcsin;)arccos(0)sincos1)(cos1 (cos)cos1 (sincos)cos1 ()cos1sin(1