GNSS定位中的誤差源

1、第4章 GNSS定位中的誤差源劉智敏劉智敏山東科技大學(xué)山東科技大學(xué)第4章 GNSS定位中的誤差源4.14.1 概述概述4.2 4.2 相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng)4.3 4.3 鐘誤差鐘誤差4.4 4.4 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差4.5 4.5 電離層誤差電離層誤差4.6 4.6 對(duì)流層誤差對(duì)流層誤差4.7 4.7 多路徑效應(yīng)多路徑效應(yīng)4.8 4.8 其他誤差改正其他誤差改正4.1 概述誤差的分類(lèi)o GPS定位中，影響觀測(cè)量精度的主要誤差源n與衛(wèi)星有關(guān)的誤差n與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差n與接收設(shè)備有關(guān)的誤差o 為了便于理解，通常均把各種誤差的影響投影到站星距離上，以相應(yīng)的距離誤差表示，稱(chēng)為等效距離誤差測(cè)碼偽

2、距的等效距離誤差/m誤差來(lái)源P碼C/A碼衛(wèi)星衛(wèi)星星歷與模型誤差星歷與模型誤差鐘差與穩(wěn)定度鐘差與穩(wěn)定度衛(wèi)星攝動(dòng)衛(wèi)星攝動(dòng)相位不確定性相位不確定性其他其他合計(jì)合計(jì)3.01.01.03.01.01.0信號(hào)傳播信號(hào)傳播電離層折射電離層折射對(duì)流層折射對(duì)流層折射多路徑效應(yīng)多路徑效應(yīng)其他其他合計(jì)合計(jì)2.05.0-10.05.0-10.02.02.00.55.5-10.35.5-10.3接收機(jī)接收機(jī)接收機(jī)噪聲接收機(jī)噪聲其他其他合計(jì)合計(jì)

3、1.01.07.5總計(jì)總計(jì)6.46.410.8-13.610.8-13.6根據(jù)誤差的性質(zhì)可分為：（1）系統(tǒng)誤差：主要包括衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、以及大氣折射的誤差等。 為了減弱和修正系統(tǒng)誤差對(duì)觀測(cè)量的影響，一般根據(jù)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因而采取不同的措施，包括：引入相應(yīng)的未知參數(shù)未知參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中聯(lián)同其它未知參數(shù)一并求解。建立系統(tǒng)誤差模型模型，對(duì)觀測(cè)量加以修正。將不同觀測(cè)站，對(duì)相同衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差求差，以減弱和消除系統(tǒng)誤差的影響。簡(jiǎn)單地忽略忽略某些系統(tǒng)誤差的影響。（2）偶然誤差：包括多路徑效應(yīng)誤差和觀測(cè)誤差等。n選用較好的硬

4、件和觀測(cè)條件n延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間4.1 概述4.2 4.2 相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng)o GPS觀測(cè)量均以精密測(cè)時(shí)為依據(jù)。o GPS定位中，無(wú)論碼相位觀測(cè)還是載波相位觀測(cè)，都要求衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘保持嚴(yán)格同步。o 實(shí)際上，盡管衛(wèi)星上設(shè)有高精度的原子鐘，仍不可避免地存在鐘差和漂移，偏差總量約在1 ms內(nèi)，引起的等效距離誤差可達(dá)300km。4.3 4.3 鐘誤差鐘誤差o通過(guò)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測(cè)精確地確定，參數(shù)由主控站測(cè)定，通過(guò)衛(wèi)星的導(dǎo)航電文提供給用戶(hù),并用二階多項(xiàng)式表示： t tj j = a= a0 0 + a+ a1 1 (t-t(t-t0c0c) + a) + a2 2 (t-t(t-t0c0c) )

5、2 2 經(jīng)鐘差模型改正后，各衛(wèi)星鐘之間的同步差保持在510ns以?xún)?nèi)，引起的等效距離偏差不超過(guò)3m。o通過(guò)精密星歷獲得精確的衛(wèi)星鐘差值 e.g. PPP應(yīng)用，IGS給出0.1nso衛(wèi)星鐘經(jīng)過(guò)改正的殘差，在相對(duì)定位中，可通過(guò)觀測(cè)量求差（差分）求差（差分）方法消除。4.3 4.3 鐘誤差鐘誤差o由于衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)中受多種攝動(dòng)力的復(fù)雜影響，而通過(guò)地面監(jiān)測(cè)站又難以可靠地測(cè)定這些作用力并掌握其作用規(guī)律，因此，衛(wèi)星軌道誤差的估計(jì)和處理一般較困難。o目前，通過(guò)導(dǎo)航電文導(dǎo)航電文所得的衛(wèi)星軌道信息，相應(yīng)的位置誤差約20-40m。o隨著攝動(dòng)力模型和定軌技術(shù)的不斷完善，衛(wèi)星的位置精度將可提高到5m左右。o衛(wèi)星的軌道誤差是

6、當(dāng)前GPS定位的重要誤差來(lái)源之一。4.4 4.4 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差o衛(wèi)星軌道偏差對(duì)絕對(duì)定位的影響可達(dá)幾十米到一百米。o而在相對(duì)定位中，由于相鄰測(cè)站星歷誤差具有很強(qiáng)的相關(guān)性，因此對(duì)相對(duì)定位的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)絕對(duì)定位的影響o不過(guò)，隨著基線距離的增加，衛(wèi)星軌道偏差引起的基線誤差將不斷加大。oGPS衛(wèi)星到地面觀測(cè)站的最大距離約為25000km，如果基線測(cè)量的允許誤差為1cm，則當(dāng)基線長(zhǎng)度不同時(shí)，允許的軌道誤差大致如下表所示。4.4 4.4 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差oGPS衛(wèi)星到地面觀測(cè)站的最大距離約為25000km，基線測(cè)量的允許誤差為1cm1cm，則當(dāng)基線長(zhǎng)度不同時(shí)，允許的軌道誤差大致如下表所

7、示。o從表中可見(jiàn)，在相對(duì)定位中，隨著基線長(zhǎng)度的增加，衛(wèi)星軌道誤差將成在相對(duì)定位中，隨著基線長(zhǎng)度的增加，衛(wèi)星軌道誤差將成為影響定位精度的主要因素。為影響定位精度的主要因素?；€長(zhǎng)度基線相對(duì)誤差容許軌道誤差1.0km1010-6250.0m10.km110-625.0m100.0km0.110-62.5m1000.0km0.0110-60.25mdbb101414.4 4.4 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差在GPS定位中，根據(jù)不同要求，處理軌道誤差方法:o忽略軌道誤差忽略軌道誤差：廣泛用于實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位。o采用軌道改進(jìn)法處理觀測(cè)數(shù)據(jù)采用軌道改進(jìn)法處理觀測(cè)數(shù)據(jù)：衛(wèi)星軌道的偏差主要由各種攝動(dòng)力綜合作用而產(chǎn)生，

8、攝動(dòng)力對(duì)衛(wèi)星6個(gè)軌道參數(shù)的影響不相同，而且在對(duì)衛(wèi)星軌道攝動(dòng)進(jìn)行修正，根據(jù)引入軌道偏差改正數(shù)的不同，分為短弧法和半短弧法。o采用精密星歷 e.g. IGSo同步觀測(cè)值求差同步觀測(cè)值求差：由于同一衛(wèi)星的位置誤差對(duì)不同觀測(cè)站同步觀測(cè)量的影響具有系統(tǒng)性。利用兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站上對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，可減弱軌道誤差影響。當(dāng)基線較短時(shí)，有效性尤其明顯，而對(duì)精密相對(duì)定位，也有極其重要意義。4.4 4.4 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差o 采用軌道改進(jìn)法處理觀測(cè)數(shù)據(jù)：衛(wèi)星軌道的偏差由各種攝動(dòng)力綜合作用產(chǎn)生，在對(duì)衛(wèi)星軌道攝動(dòng)進(jìn)行修正時(shí)，所采用的各攝動(dòng)力模型精度也不一樣。 根據(jù)引入軌道偏差改正數(shù)的不同，分為n 短弧

9、法短弧法：引入全部6個(gè)軌道偏差改正，作為待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與其它待估參數(shù)一并求解。可明顯減弱軌道偏差影響，但計(jì)算工作量大。n 半短弧法半短弧法：根據(jù)攝動(dòng)力對(duì)軌道參數(shù)的不同影響，只對(duì)其中影響較大的參數(shù)，引入相應(yīng)的改正數(shù)作為待估參數(shù)。據(jù)分析，目前該法修正的軌道偏差不超過(guò)10m，而計(jì)算量明顯減小。略4.4 4.4 衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星星歷誤差n 實(shí)際的電磁波傳播是在大氣介質(zhì)中，在到達(dá)地面接收機(jī)前要穿過(guò)性質(zhì)、狀態(tài)各異且不穩(wěn)定的若干大氣層，這些因素可能改變電磁波傳播的方向、速度和強(qiáng)度，這種現(xiàn)象。n 大氣折射對(duì)GPS觀測(cè)結(jié)果的影響，超過(guò)了GPS精密定位所容許的精度范圍。4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲

10、o 信號(hào)傳播n 非彌散介質(zhì)對(duì)流層與大氣壓力、溫度、濕度有關(guān)與大氣壓力、溫度、濕度有關(guān)n 彌散介質(zhì)電離層與電子密度有關(guān)與電子密度有關(guān)o 單一相波載波相位o 群波測(cè)距碼4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o 根據(jù)大氣物理學(xué)，如果電磁波在某種介質(zhì)中的，則該介質(zhì)成為。o 如果把具有不同頻率的多種波疊加，所形成的復(fù)合波稱(chēng)為群波o 則在具有速度彌散現(xiàn)象的介質(zhì)中，單一頻率正弦波的傳播與群波的傳播是不同的。4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲1.1.大氣的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)大氣的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)n對(duì)流層對(duì)流層o 0 040km40kmo 各種氣體元素、水蒸氣和塵各種氣體元素、水蒸氣和塵埃等埃等o 非彌散介質(zhì)非彌散介質(zhì)（

11、電磁波的傳播（電磁波的傳播速度與頻率無(wú)關(guān)）速度與頻率無(wú)關(guān)）n電離層電離層o 約約70km70km以上以上o 帶電粒子帶電粒子o 彌散介質(zhì)彌散介質(zhì)（電磁波的傳播速（電磁波的傳播速度與頻率有關(guān)）度與頻率有關(guān)）4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲1.1.大氣的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)大氣的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)n對(duì)流層對(duì)流層o 0 040km40kmo 各種氣體元素、水蒸氣各種氣體元素、水蒸氣和塵埃等和塵埃等o 非彌散介質(zhì)非彌散介質(zhì)n電離層電離層o 約約70km70km以上以上o 帶電粒子帶電粒子o 彌散介質(zhì)彌散介質(zhì)（電磁波的傳（電磁波的傳播速度與頻率有關(guān)）播速度與頻率有關(guān)）60101 nN4.5 4.5 電離層延遲電離

12、層延遲假設(shè)單一正弦波的相位傳播速度為相速vp，群波的傳播速度為群速vg，則有式中為通過(guò)大氣層的電磁波波長(zhǎng)。若取通過(guò)大氣層的電磁波頻率為f，則相應(yīng)的折射率為在GPS定位中，ppgvvvfnfnnppg4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o相折射率的彌散公式：o 式中et為電荷量/c，me為電荷質(zhì)量/kg，Ne為電子密度/m-3，0為真空介質(zhì)常數(shù)/c2kg-1m-3s2。 當(dāng)取常數(shù)值et=1.602110-19， me=9.11 10-31， 0=8.859 10-12， 并略去二次微小項(xiàng)，可得：21022241etepmfeNn228.401fNnep4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o 在電

13、離層中，單一頻率正弦波相折射率的彌散公式，并略去二次微小項(xiàng)，可得：o 根據(jù)群折射率與相折射率的關(guān)系，可得 228.401fNnep228.401fNnfnfnnegppg4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o 群折射率與相折射率：n 相折射率相折射率np與群折射率與群折射率ng二者不同二者不同n 當(dāng)當(dāng)f確定后，確定后，n取決于取決于 Ne；n 載波相位和碼相位修正量分別采用載波相位和碼相位修正量分別采用np和和ngo 當(dāng)電磁波沿天頂方向通過(guò)電離層時(shí)，由于折射率的變化而引起的傳播路徑距離差和相位延遲，一般可寫(xiě)為：228.401fNnfnfnnegppgssdsncfdsn) 1() 1(228.

14、401fNnep4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o 由相折射率和群折射率引起的路徑傳播誤差(m)和時(shí)間延遲(ns)分別為272272103436. 128.40103436. 128.40fNtfNfNtfNggpp4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲某一瞬間全球電子密度與測(cè)站間的關(guān)系沿天頂方向電子總量的周日變化沿天頂方向電子總量的周日變化太陽(yáng)黑子數(shù)的預(yù)報(bào)值太陽(yáng)黑子數(shù)的預(yù)報(bào)值電子密度隨高度的變化電子密度隨高度的變化4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o對(duì)確定的電磁波頻率，只有電子密度是唯一變量o實(shí)際資料分析表明，電離層的電子密度n白天約為夜間的5倍n一年中冬季與夏季相差4倍n太陽(yáng)活動(dòng)高峰期

15、約為低峰期的4倍n電離層電子密度變化范圍：10931012電子數(shù)/m3n沿天頂方向電子密度總量，日間為51017電子數(shù)/m2，夜間為51016電子數(shù)/m2n電子密度在不同高度、不同時(shí)間都有明顯差別4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o 當(dāng)電磁波的傳播方向偏離天頂方向時(shí)，電子總量明顯增加，在傾角為hs方向上，電子總數(shù)Nh有如下近似：沿天頂方向，最大可達(dá)50m，而沿水平方向最大達(dá)150mo 電離層對(duì)不頻率電磁波沿天頂方向傳播路徑的影響：sNNhsinh/單頻400MHz1600MHz2000MHz8000MHz平均50m3m2m0.12m90%小于250m15m10m0.6m最大500m30m20

16、m1.2m4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o由于影響電離層電子密度的因素復(fù)雜（時(shí)間、高度、太陽(yáng)輻射及黑子活動(dòng)、季節(jié)和地區(qū)等），難以可靠地確定觀測(cè)時(shí)刻沿電磁波傳播路線的電子總量。o對(duì)GPS單頻接收用戶(hù)，一般均利用電離層模型來(lái)近似計(jì)算改正量，但目前有效性不會(huì)優(yōu)于75%。即當(dāng)電離層的延遲為50m，經(jīng)過(guò)模型改正后，仍含有約12.5m的殘差。o為減弱電離層的影響，比較有效的措施為：4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲（1）利用兩種不同的頻率進(jìn)行觀測(cè)兩種頻率電磁波同步觀測(cè)時(shí)電離層對(duì)傳播路徑的影響分別為可得消除電離層折射影響的距離：2212221122128.4028.40fffNfNffff22210

17、0012211fffffff21222201ffff222122121ffffff2122221ffffo 同理可得不同頻率電磁波的相位延遲關(guān)系以及經(jīng)過(guò)電離層折射改正后的相位值：o 目前，為進(jìn)行高精度衛(wèi)星定位，普遍采用雙頻觀測(cè)技術(shù)，以便有效減弱電離層折射影響o GPS雙頻組合觀測(cè)改正后，距離殘差為cm級(jí)o 在太陽(yáng)黑子活動(dòng)的高峰期內(nèi)，于中午觀測(cè)的時(shí)候，這種殘差將明顯增大2128.4028.4021cfNcfNff2122222102111fffffffff公式推導(dǎo)一下o 不同的雙頻組合，對(duì)電離層影響的改善程度也不同，改正后的殘差如下：雙頻150/400MHz400/2000MHz1227/157

18、2MHz2000/8000MHz平均0.6m0.9cm0.3cm0.04cm90%小于10m6.6cm1.7cm0.21cm最大36m22cm4.5cm0.43cm(2)兩觀測(cè)站同步觀測(cè)量求差o用兩臺(tái)接收機(jī)在基線的兩端進(jìn)行同步觀測(cè)，取其觀測(cè)量之差。因?yàn)楫?dāng)兩觀測(cè)站相距不太遠(yuǎn)時(shí)，衛(wèi)星至兩觀測(cè)站電磁波傳播路徑上的大氣狀況相似，大氣狀況的系統(tǒng)影響可通過(guò)同步觀測(cè)量的差分而減弱。o該方法對(duì)小于20km的短基線效果尤為明顯，經(jīng)過(guò)電離層折射改正后，基線長(zhǎng)度的相對(duì)殘差約為10-6o故在短基線相對(duì)定位中，即使使用單頻接收機(jī)也能達(dá)到相當(dāng)高精度o但隨著基線長(zhǎng)度的增加，精度將明顯降低。 衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（1）電離層折射

19、影響）電離層折射影響，主要取決于信號(hào)頻率和傳播路徑上的電子總量。通常采取的措施：o利用雙頻觀測(cè)利用雙頻觀測(cè)：利用不同頻率電磁波信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)量加以修正。其有效性不低于95%.o利用電離層模型加以修正利用電離層模型加以修正：對(duì)單頻接收機(jī)，由導(dǎo)航電文提供的或其它適宜電離層模型對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行改正。目前模型改正的有效性約為75%，至今仍在完善中。o利用同步觀測(cè)值求差利用同步觀測(cè)值求差：當(dāng)觀測(cè)站間的距離較近（小于20km）時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)不同觀測(cè)站的路徑相近，通過(guò)同步求差，殘差不超過(guò)10-6。對(duì)流層的影響與改正o在對(duì)流層中，折射率略大于1，隨著高度的增加逐漸減?。簄當(dāng)接近對(duì)流層頂部時(shí)，其值接近于1。

20、n對(duì)流層的折射影響，在天頂方向（高度角900）可產(chǎn)生2.3m的電磁波傳播路徑誤差n當(dāng)高度角為100時(shí)，傳播路徑誤差可達(dá)20m。在精密定位中，對(duì)流層的影響必須顧及。4.5 4.5 電離層延遲電離層延遲o 通常將對(duì)流層的大氣折射分為兩部分，Nd和Nw分別表示干、濕分量的折射數(shù)，則 N0 = Nd + Nw。 Nd和Nw與大氣的壓力、溫度和濕度有如下近似關(guān)系 式中P為大氣壓力/mbar，Tk為絕對(duì)溫度(Tk=0C+273.2), e0為水汽分壓/mbaro 沿天頂方向，對(duì)流層大氣對(duì)電磁波傳播路徑的影響，可表示為2051073. 36 .77kwkdTeNTPNwdSSSo 干分量引起的電磁波傳播路徑

21、距離差主要與地面的大氣壓力和溫度有關(guān)；o 濕分量引起的電磁波傳播路徑距離差主要與傳播路徑上的大氣狀況密切相關(guān)。o 由地球表面向上沿天頂方向的電磁波傳播路徑為o 考慮干、濕分量的折射數(shù)，則有 S0為電磁波在真空中的傳播路徑 Hd為當(dāng)Nd趨近于0時(shí)的高程值（約40km） Hw為當(dāng)Nw趨近于0時(shí)的高程值（約10km）HHdHNSndHS06010wdHwHddHNdHNSS6601010于是沿天頂方向電磁波傳播路徑的距離差為dHNSdHNSSSSSSwdHwwHddwd6601010o在衛(wèi)星大地測(cè)量中，不可能沿電磁波傳播路線直接測(cè)定對(duì)流層的折射數(shù)，一般可以根據(jù)地面的氣象數(shù)據(jù)來(lái)描述折射數(shù)與高程的關(guān)系。

22、o根據(jù)理論分析，折射數(shù)的干分量與高程H的關(guān)系 Nd0為按前（A）式計(jì)算的地面大氣折射數(shù)的干分量o參數(shù) Hd，H. Hopfield通過(guò)分析全球高空氣象探測(cè)資料，推薦了如下經(jīng)驗(yàn)公式。40ddddHHHNN)16.273(72.14840136kdTHo 由于大氣濕度隨地理緯度、季節(jié)和大氣狀況而變化，尚難以建立折射數(shù)濕分量的理論模型，一般采用與干分量相似的表示方法式中Nw0為按（A）式計(jì)算的地面大氣折射數(shù)的濕分量，高程的平均值取為Hw=11000m40wwwwHHHNNo 積分可得沿天頂方向?qū)α鲗訉?duì)電磁波傳播路徑影響的近似關(guān)系：o 數(shù)字分析表明，在大氣的正常狀態(tài)下，沿天頂方向，折射數(shù)干分量對(duì)電磁波

23、傳播路徑的影響約為2.3m，約占天頂方向距離總誤差的90%o 濕分量的影響遠(yuǎn)較干分量影響小。wkwdkdHTeSHTPS2055481010552. 110552. 1o 實(shí)際觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)站接收的衛(wèi)星信號(hào)往往不是來(lái)自天頂，此時(shí)必須顧及電磁波傳播方向的高度角。o 假設(shè)GPS衛(wèi)星相對(duì)觀測(cè)站的高度角為hs，可得o 實(shí)踐表明上式中含有較大的模型誤差，當(dāng)hs100，改正量估算誤差可達(dá)0.5m。許多學(xué)者先后推薦了改正Hopfield模型，如下:swwsddSSsinh/sinh/)11000(1046512. 7)16.273(72.1484013610552. 1)25. 6sin(/)25. 6sin

24、(/2025212212TkwTkkdswwsddHTeSHTTPShShS 其中HT為觀測(cè)站的高程/m對(duì)流層的影響o分為干分量和濕分量：n干分量主要與大氣溫度和壓力有關(guān)n濕分量主要與信號(hào)傳播路徑上的大氣濕度和高度有關(guān)，濕分量的影響尚無(wú)法準(zhǔn)確確定。o對(duì)流層影響的處理方法：n定位精度要求不高時(shí)，忽略忽略不計(jì)n采用對(duì)流層模型模型加以改正n引入描述對(duì)流層的附加待估參數(shù)待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中求解n觀測(cè)量求差求差2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差o目前采用的各種對(duì)流層模型，即使應(yīng)用實(shí)時(shí)測(cè)量的氣象資料，電磁波的傳播路徑，經(jīng)過(guò)對(duì)流層折射改正后的殘差，仍保持在對(duì)流層影響的5%左右。o減弱對(duì)流層折射改正項(xiàng)殘差對(duì)流層折射改正項(xiàng)

25、殘差影響主要措施：n充分地掌握觀測(cè)站周?chē)貐^(qū)的實(shí)時(shí)氣象資料n利用水汽輻射計(jì)，準(zhǔn)確地測(cè)定電磁波傳播路徑上的水汽積累量，以便精確的計(jì)算大氣濕分量的改正項(xiàng)。但設(shè)備龐大價(jià)格昂貴，難以普遍采用n當(dāng)基線較短時(shí)(20km)，穩(wěn)定的大氣條件下，利用差分法來(lái)減弱大氣折射的影響n(yōu)完善對(duì)流層大氣折射的改正模型（3）多路徑效應(yīng)：也稱(chēng)多路徑誤差o 接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周?chē)匚镆淮位蚨啻畏瓷涞男l(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)迭加，將引起測(cè)量參考點(diǎn)位置變化，使觀測(cè)量產(chǎn)生誤差。2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（3）多路徑效應(yīng)：也稱(chēng)多路徑誤差o 接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周?chē)匚镆淮位蚨啻畏?/p>

26、射的衛(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)迭加，將引起測(cè)量參考點(diǎn)位置變化，使觀測(cè)量產(chǎn)生誤差。n 在一般反射環(huán)境下，對(duì)測(cè)碼偽距的影響達(dá)米級(jí)，對(duì)測(cè)相偽距影響達(dá)厘米級(jí)。n 在高反射環(huán)境中，影響顯著增大，且常常導(dǎo)致衛(wèi)星失鎖和產(chǎn)生周跳。 2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（3）多路徑效應(yīng)o 措施n 安置接收機(jī)天線的環(huán)境環(huán)境應(yīng)避開(kāi)較強(qiáng)發(fā)射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。n 選擇造型適宜且屏蔽良好的天線天線如扼流圈天線。n 適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，削弱周期性影響。n 改善接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)電路設(shè)計(jì)。2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差主要包括觀測(cè)誤差、接收機(jī)鐘差、天線相位中心誤差和載波相位觀測(cè)的整周不確定性影響。（1）觀測(cè)誤差：分辨誤差，接收天線

27、相對(duì)測(cè)站點(diǎn)的安置誤差。o 分辨誤差一般認(rèn)為約為信號(hào)波長(zhǎng)的1%。o 安置誤差主要有天線的置平與對(duì)中誤差和量取天線相位中心高度（天線高）誤差。n例如當(dāng)天線高1.6m ,置平誤差0.10，則對(duì)中誤差為2.8mm。3.接收設(shè)備有關(guān)的誤差碼相位與載波相位的分辨誤差信號(hào)波長(zhǎng)觀測(cè)誤差P碼29.3m0.3mC/A碼293m2.9m載波L119.05cm2.0mm載波L224.45cm2.5mm（2）接收機(jī)鐘差o GPS接收機(jī)一般設(shè)有高精度的石英鐘，日頻率穩(wěn)定度約為10-11。如果接收機(jī)鐘與衛(wèi)星鐘之間的同步差為1s，則引起的等效距離誤差為300m。o 處理接收機(jī)鐘差的方法：n作為未知數(shù)未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中求解。

28、n利用觀測(cè)值求差求差方法，減弱接收機(jī)鐘差影響。n定位精度要求較高時(shí)，可采用外接頻標(biāo)外接頻標(biāo)，如銣、銫原子鐘，提高接收機(jī)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)精度。3.接收設(shè)備有關(guān)的誤差（3）天線相位中心位置偏差oGPS定位中，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)，在理論上，天線相位中心與儀器的幾何中心應(yīng)保持一致。o實(shí)際上，隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，同時(shí)與天線的質(zhì)量有關(guān)，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米o(hù)現(xiàn)在已經(jīng)有儀器生產(chǎn)廠家提供具體改正數(shù)3.接收設(shè)備有關(guān)的誤差 北 幾何中心 平均相位中心 （1）地球自轉(zhuǎn)影響：當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)傳播到觀測(cè)站時(shí)，與地球相固聯(lián)的協(xié)議地球坐標(biāo)系相對(duì)衛(wèi)星的瞬時(shí)位置已產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)（繞Z軸）。若取為地球的自轉(zhuǎn)速度，則旋轉(zhuǎn)的角度為=ij。 ij為衛(wèi)星信號(hào)傳播到觀測(cè)站的時(shí)間延遲。由此引起衛(wèi)星在上述坐標(biāo)系中坐標(biāo)的變化為：jjjZYXZYX00000sin0sin04