【《卫星观测数据精度中基线解算误差来源分析案例》2000字】

卫星观测数据精度中基线解算误差来源分析案例目录TOC\o"1-3"\h\u3946卫星观测数据精度中基线解算误差来源分析案例 1161751.1主要误差来源分析 1293481.1.1卫星轨道误差 2216031.1.2卫星星历误差 2116481.1.3卫星时钟钟差 338541.1.4相对论效应误差 4112371.1.5对流层延迟误差 4144081.2其他误差 41.1主要误差来源分析图4-1误差产生来源分析图在基线的解算过程中，精度下降主要有以下三种原因:测站间距离的增大、分布不规则的电离层、广播星历误差。这些误差的相关性不能有效消除，例如在纬度较高的地区，两个测站之间的距离过大时候会导致对流层中的相关性减弱，使得做差的方式不能解决这类误差所带来的影响；在低纬度地区存在电离层分布不均匀，使得该地区的误差改正模型与一般的改正模型不匹配且实用性较差，直接导致了短基线解算过程中模糊度无法固定，数据的可靠性无法保证；与广播星历相关的误差主要存在测站本身的误差和系统性误差两种，使得在获取卫星位置时产生一定的误差，可以通过相对定位来消除绝大部分此类误差，但不可以完全消除影响。图4-2误差种类分析图1.1.1卫星轨道误差卫星的轨道精度受到跟踪站分布的影响，通常情况下不同的卫星数学解算模型也会造成精度上的影响。卫星轨道的精度受卫星种类的影响，不同卫星的精度不相同，IGSO、MEO卫星的精度为5m，GEO卫星广播星历轨道精度为10m。轨道误差对长度为l的基线的影响∆x可用下列公式来估算:∆x≈lR式中：l为基线长R代表卫星与地球表面的距离∆R对于北斗MEO卫星R=20000km；北斗GEO卫星IGSO卫星R≈36000km，当基线的长度为千公里级以下时，可以忽略轨道误差对基线的影响。1.1.2卫星星历误差在卫星星历中的轨道参数和轨道位置的参数存在着偏差，我们将这种误差归为卫星星历误差，属于卫星轨道误差中的一种，用户均通过接收到的广播星历外推或者拟合出卫星在某一时刻的瞬时坐标，而卫星位置的准确将直接影响到定位的精度。同时，由于精密星历的发布都存在一定的时间延迟，无法满足相对定位的要求，在进行中长基线解算时，仍采用广播星历计算卫星的空间位置。卫星星历误差对基线的影响一般可以表示为:dlB式中:dlD表示基线向量的长度；ρ表示卫星与接收机间的距离；dORB由此可得出基线的长度与误差之间存在的是线性关系，在一定的条件下，星历误差会随着基线长度的增加或减少做出相同的变化，因此可以得出一定的结论：对中长基线的解算可以避免卫星的星历误差，两者的变化如下图所示：图4-3基线误差与长度关系图这些位置信息由卫星星历进行提供，由于位置的计算数据由地面的监测系统所获得与计算得出，因此这类误差称也称为卫星轨道误差属于系统误差。在长度为1km的基线上将会产生1mm的误差，而100km的基线，将产生0.1m的误差，在长基线中广播星历造成的误差是主要影响定位精度的因素。1.1.3卫星时钟钟差由于星座系统间存在时间偏差以及频率的漂移，星座时间t时与卫星钟差∆t之间可以用一个二项式来表述二者之间关系：∆t（s）式中各参数，αf0表示时钟偏移，αf1表示时钟漂移，αf2，表示频率漂移，t表示当前历元时刻，toc表示星历计算的基准时间。其中，从导航电文中可知式中的αf0、αf1和∆tr1.1.4相对论效应误差当接收机与卫星钟处于不同状态时会产生相对钟差的现象，假设τ为相对论效应造成的时间偏差，相对论效应可表示为：τ=∆ffdt=式中:μ=GM—地球引力常数；R—地面测站至地心距离；α—卫星轨道长半轴；e—轨道偏心率；E—卫星的偏近点角。1.1.5对流层延迟误差受到大气中的温度、气压、湿度以及用户使用环境等诸多因素，在对流层中信号的传输会产生延迟，这类延迟包含干延时和湿延时两部分统称为对流延迟。因为地球的对流层高度超过了400000m，对流层中大气环境复杂且气压不准，当卫星传送出去的信号在进入对流层后会改变原本的传播路径造成一定的延迟。在计算的时候可以引进EGNOS模型来计算，在正常等计算当中运用五个气象参数值、年平均值、季节变化平均值来求出最终参数。多路径产生的误差我们成为多路径效应，造成这样误差的主要原因是电波在传播的途中相互干扰，对定位造成影响。在不同的发射器和接收器工作过程中因为电波的路径不相同，会在空间中发生反射，信号的传播也会因折射产生误差。改善的办法主要是在于选取的观测位置，选择较为空旷不受到建筑物遮挡且四周无反射物体的地点，除此之外还可以抑制多路径效应天线。1.2其他误差除接收机钟差、坐标误差和