第七讲-gs测量的误差来源

1GPS原理及其应用2第五章GPS定位中的误差源§5.1GPS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35.1 测量误差分类4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56

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。7GPS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8GPS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①SPS（无SA）10GP援S测量新误差某的大追小②SP喉S（有SA）11GP及S测量绿误差溉的大纸小③PP顽S，双导频，P/教Y-码12消除升或消恰弱各部种误优差影即响的千方法声①模型滑改正蝇法原理捞：利猾用模叙型计响算出伪误差叮影响开的大腐小，裹直接昆对观咐测值陵进行捉修正适用敢情况唐：对盯误差段的特婚性、逆机制碧及产滨生原赶因有蒸较深花刻了保解，蜻能建因立理南论或以经验邀公式所针抓对的锤误差润源相对骨论效径应电离篮层延山迟对流烂层延灶迟卫星仓钟差限制绪：有露些误医差难寸以模依型化百。13消除瞧或消史弱各肾种误愁差影唯响的蝴方法棉②求差章法原理穗：通上过观与测值默间一哪定方设式的传相互桑求差森，消叮去或延消弱拳求差拍观测稿值中需所包学含的凑相同捕或相该似的介误差牵影响适用如情况录：误寨差具赚有较卧强的殿空间兔、时竭间或辉其它驴类型斜的相幕关性础。所针斯对的嫁误差写源电离泽层延机迟对流帽层延诵迟卫星竟轨道号误差…限制残：空袖间相公关性唤将随昏着测组站间哀距离芦的增揪加而退减弱14消除牧或消糟弱各需种误齿差影楼响的壁方法鸽③参数阀法原理唇：采翠用参章数估暗计的仓方法拒，将血系统葵性偏鸡差求活定出壶来适用锄情况养：几绢乎适硬用于较任何诱的情秘况限制述：不手能同兼时将枕所有纽奉影响缴均作导为参愿数来膊估计15消除撑或消抚弱各际种误阀差影扒响的平方法绕④回避翼法原理傍：选粗择合笑适的日观测厉地点男，避驰开易续产生精误差床的环主境；毁采用辟特殊超的观闸测方救法；镰采用养特殊斜的硬塔件设绩备，挂消除幸或减纹弱误侵差的亚影响适用赚情况希：对萝误差迎产生帮的条竿件及把原因豆有所像了解耻；具义有特施殊的材设备放。所针茅对的栋误差疼源电磁血波干摄扰多路素径效残应限制板：无严法完村全避踩免误泥差的皱影响废，具貌有一灿定的约盲目最性165.净2与GP旋S卫星铅有关匆的误叹差1、GP拦S卫星止星历袖误差由于翁卫星眉在运真动中胃受多波种摄把动力骗的复行杂影岩响，零而通状过地巧面监混测站阶又难类以可辩靠地激测定微这些诊作用灶力并致掌握巷其作腾用规静律，叠因此钩，卫他星轨谊道误裁差的桥估计沃和处鞭理一管般较仪困难关。目搁前，布通过书导航促电文铃所得岔的卫稻星轨展道信晶息，帆相应快的位蚕置误脆差约20璃-4透0m。随券着摄绞动力静模型播和定工轨技谈术的衬不断余完善峰，卫兼星的述位置尤精度坑将可久提高座到5-院10选m。卫星李的轨击道误师差是吓当前GP蛾S定位叫的重卫要误罩差来旷源之油一。17卫星知轨道煎偏差董对绝券对定催位的如影响驼可达扮几十并米到数一百章米。倍而在安相对嗽定位凯中，唐由于至相邻剥测站莲星历圈误差盒具有忍很强普的相局关性君，因述此对者相对拒定位津的影筝响远宴远低弦于对狗绝对丧定位芦的影详响，逐不过寨，随终着基父线距家离的熄增加帮，卫慢星轨唱道偏铸差引冻起的自基线狭误差愤将不锹断加撇大。GP截S卫星疫到地辩面观趴测站骨的最初大距鞭离约扯为25脊00基0k死m，如芬果基芳线测饰量的挣允许酸误差库为1c卸m，则瓦当基贪线长右度不驴同时泻，允团许的搏轨道钢误差诱大致怪如下啄表所存示。熟从表蜡中可萄见，在相浓对定形位中忘，随剩着基瞎线长猎度的悉增加庙，卫骆星轨岂道误两差将软成为热影响最定位而精度庆的主匹要因晓素。基线长度基线相对误差容许轨道误差1.0km1010-6250.0m10.km110-625.0m100.0km0.110-62.5m1000.0km0.0110-60.25m18在GP要S定位弊中，扑根据效不同仗要求吩，处照理轨厘道误隐差的脚方法裹原则舰上有丝式三种醋；忽略千轨道抄误差考：广泛筐用于敲实时午单点壮定位旁。采用典轨道许改进区法处着理观衬测数成据：卫星站轨道滔的偏界差主巾要由夕各种讽摄动袋力综键合作拌用而房诚产生微，摄叮动力狐对卫控星6个轨转道参蠢数的纲影响搬不相瓜同，您而且稳在对忧卫星泪轨道田摄动沙进行吸修正尸时，御所采璃用的绝各摄蒸动力专模型楚精度烟也不尝一样眉。因芽此在迷用轨羽道改善进法揪进行荐数据枣处理怠时，袄根据增引入烧轨道伐偏差鞠改正蜂数的虹不同述，分逆为短弧自法和校半短陕弧法互。19短弧者法：引结入全棍部6个轨锻道偏初差改镰正，欠作为胸待估盒参数黎，在详数据左处理邪中与蛙其它悔待估封参数启一并腹求解陵。可洒明显营减弱旺轨道刮偏差想影响饶，但漫计算医工作余量大啦。半短倍弧法：根煌据摄像动力杨对轨房诚道参柜数的后不同其影响斜，只践对其筐中影蝇响较俱大的策参数春，引格入相拥应的窝改正柳数作庭为待胁估参演数。燃据分烤析，掉目前直该法毒修正强的轨该道偏评差不欧超过10习m，而阅计算链量明嫌显减戏小。同步有观测舱值求览差：由象于同朱一卫施星的拣位置壳误差过对不组同观田测站杀同步腿观测陡量的列影响袭具有蔑系统盐性。爬利用送两个宽或多席个观聋测站霸上对坡同一农卫星告的同用步观湖测值片求差猪，可怖减弱构轨道腥误差进影响植。当水基线挎较短冲时，诞有效功性尤退其明著显，们而对歉精密蜜相对鉴定位晋，也看有极超其重括要意奇义。202、卫寻星钟挣差包括点系统稿性误留差（封如钟枣差、匙钟速睁、频它飘等因偏差皆），叉也包捆括随娇机误把差。应对照方法模型召改正钟差乐改正麻多项刑式其中a0为ts时刻小的时狮钟偏穴差，a1为钟槽的漂疑移，a2为老激化率场。相对隶定位性或差斗分定耻位213、相绿对论弦效应狭义晶相对绿论效耳应广义铁相对弯论效江应22相对傲论效们应对撇卫星西钟的册影响膛①狭义浙相对骂论原理逃：时杂间膨叹胀。来钟的弦频率盒与其看运动伸速度沸有关泽。对GP圾S卫星扎钟的呈影响本：结论骆：在挪狭义鸟相对玩论效杀应作引用下勺，卫柔星上恢钟的喝频率夹将变穿慢23相对洒论效稠应对粗卫星炎钟的病影响诞②广义枣相对换论原理勺：钟扔的频音率与续其所柱处的恩重力吴位有挡关对GP滩S卫星肿钟的秩影响绍：结论果：在桃广义卵相对焦论效屠应作句用下永，卫蒙星上阶钟的锣频率姻将变姿快24相对辰论效怪应对做卫星塞钟的撕影响遇③相对谢论效坝应对舞卫星烘钟的父影响狭义厉相对拾论＋男广义脱相对纱论令：25解决狭相对座论效监应对迅卫星虚钟影袖响的颠方法方法忙（分啊两步消）：意首先接考虑作假定痰卫星碎轨道啦为圆趴轨道竖的情筐况；嫩然后彩考虑缩慧卫星铲轨道捉为椭你圆轨担道的敞情况银。第一驰步：第二恳步：265、3与卫坡星信谜号传奇播有太关的找误差1、电望离层悟折射榴影响毒：主堡要取艳决于天信号愈频率扁和传帆播路端径上择的电巩子总乐量。丑通常气采取宿的措踪蝶施：•利用构双频背观测：电唯离层族影响协是信葛号频代率的拿函数懒，利钟用不耕同频锄率电律磁波支信号暗进行缸观测泰，可粘确定踢其影艘响大隙小，道并对丙观测牲量加狮以修毁正。厉其有寺效性忆不低控于95诉%.•利用士电离朋层模心型加悟以修占正：对庭单频降接收波机，浑一般仰采用把由导戚航电虎文提毫供的固或其吩它适寨宜电耗离层列模型密对观钟测量项进行率改正植。目苍前模搬型改浙正的驴有效顺性约纹为75碍%，至纤今仍祸在完鞭善中丑。•利用奴同步刮观测珍值求渴差：当匪观测纳站间堤的距沟离较斩近（锅小于20抹km）时弊，卫微星信逝号到耻达不牲同观章测站袍的路笑径相州近，繁通过绩同步常求差源，残糖差不活超过10-6。272、对笑流层旧的影寻响对流抬层折僵射对富观测信量的水影响斯可分搏为干秀分量皆和湿央分量跌两部桶分。掩干分锤量主胡要与指大气滴温度舍和压础力有帜关，悬而湿泊分量私主要佛与信典号传卷播路营径上事的大掀气湿廊度和幼高度步有关乒。目弄前湿呢分量释的影愁响尚述无法壁准确篮确定绪。对惩流层欲影响乐的处固理方和法：•定位谋精度渗要求丧不高听时，步忽略诱不计。•采用济对流句层模乔型加坏以改朴正。•引入将描述泰对流蹦层的忆附加垒待估畅参数赖，在膏数据殖处理勇中求挥解。•观测薄量求丧差。283、多嚼路径蜻效应也称福多路骡径误蜂差，挺即接皇收机笼天线鬼除直巨接收钱到卫鱼星发辽射的勾信号鸟外，追还可章能收申到经痕天线讨周围单地物违一次杂或多糠次反厕射的黎卫星分信号夺。两猫种信币号迭土加，巴将引魂起测逃量参警考点肺位置兼变化孟，使肾观测草量产反生误晓差。皇在一舒般反忽射环派境下票，对饼测码丧伪距立的影扮响达斤米级晕，对旧测相醉伪距叨影响粱达厘慕米级哭。在歌高反剂射环制境中鞠，影咸响显尤著增退大，恒且常圆常导丑致卫铲星失鼓锁和玩产生脱周跳弟。采取束措施片：•安置犁接收屈机天樱线的土环境涉应避倒开较妨强发距射面砍，如迹水面化、平冻坦光魄滑的住地面装和建千筑表耻面。•选择争造型除适宜沫且屏明蔽良无好的候天线患如扼戒流圈晶天线慈。•适当惕延长附观测剖时间辣，削彼弱周仪期性挨影响哪。•改善愈接收处机的税电路驾设计脂。29305.4与接框收机徒有关舒的误沉差1、接岔收机榆钟差定义GP洲S接收规机一昌般采蝴用石善英钟持，接地收机求钟与予理想悔的GP隔S时之份间存括在的烧偏差负和漂筒移。应对弃方法作为届未知扔数处斤理相对概定位去或差傲分定养位31GP毅S接收锹机一艇般采泼用石渡英钟索，假衔如接激收机蚂钟与饱卫星努钟的姓同步轨误差螺为1μ匪s，则易相应思的测遵距误浊差约湿为30及0m。在相葱对定劣位中倍可采答用双山差观滴测量继以消谦除或状削弱锦接收块机钟帖差的改影响怀。也努可通户过在莫每一桂历元故引入姥一个拳接收伸机钟亩差未糖知数投，通丹过平践差系旁统估筑计出沿接收叉机钟娇差的炊值，驰但这淹显然当会大梢大增庆加待估粒未知杯数的犹个数幻玉。还块可象床处理订卫星莫钟差开的办魄法，贝用多和项式佣来模滔拟接复收机傲钟差瓦，以杰减少建待估罢参数惧的个弱数。322、观拳测误葬差观测亲误差液：除俗分辨炼误差吊外，畜还包析括接熔收天辽线相户对测溉站点巧的安雷置误看差。篇分辨灭误差盲一般晒认为梁约为狐信号黄波长却的1%。安苗置误诊差主暮要有松天线互的置乱平与申对中杆误差蹦和量染取天业线相欲位中效心高鸽度（齐天线逼高）刺误差泉。例婚如当控天线袖高1.炉6m非,置平钳误差0.删10，则旨对中池误差职为2.蛋8m前m。33码相钉位与辱载波在相位具的分撑辨误型差信号波长观测误差P码29.3m0.3mC/A码293m2.9m载波L119.05cm2.0mm载波L224.45cm2.5mm343、载绢波相箭位观核测的缓整周诱未知父数信号激的遮佛挡或骗强外柄电磁窃源的裕影响途会引挠起相月位跟绿踪时佛整周劈燕计数享器计著数出寺现差充错，美即周润跳现在象。354、天线智的相汁位中攀