第四章 GPS測(cè)量誤差分析

1、第四章 GPS測(cè)量誤差分析本章章節(jié) 4.1 GPS測(cè)量誤差的來(lái)源及分類 4.2 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 4.3 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 4.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差 4.5 與動(dòng)態(tài)差分定位有關(guān)的誤差4.1 GPS測(cè)量誤差的來(lái)源及分類 主要誤差來(lái)源 （1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差 （2）與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 （3）與接收機(jī)有關(guān)的誤差等效距離誤差：為了便于比較各類誤差的大小，通常將各項(xiàng)誤差投影到測(cè)站至衛(wèi)星的距離上，以相應(yīng)的距離表示，稱為等效距離誤差。GPS測(cè)量的按性質(zhì)分類 系統(tǒng)誤差 包括：衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、接收機(jī)誤差、大氣折射誤差 偶然誤差 包括：多路徑效應(yīng)、觀測(cè)誤差GPS測(cè)量的特點(diǎn)： 經(jīng)典

2、大地測(cè)量的主要誤差是偶然誤差，GPS測(cè)量的主要誤差是系統(tǒng)誤差。多路徑效消除、減弱系統(tǒng)誤差方法 （1）引入未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與其他參數(shù)同時(shí)求解 （2）建立系統(tǒng)誤差改正模型，修正觀測(cè)量 （3）將不同測(cè)站的相同衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差4.2 與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差4.3 與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差 減弱電離層折射影響的措施 利用雙頻觀測(cè)：消弱電離層誤差不低于95% 利用電離層模型改正：削弱電離層誤差不低于75% 利用同步觀測(cè)值求差 對(duì)流層折射的影響對(duì)流層：距地面高度50Km一下的大氣層對(duì)流層折射：當(dāng)GPS信號(hào)通過(guò)對(duì)流層時(shí)，信號(hào)的傳播路徑發(fā)生彎曲，從而使測(cè)量距離發(fā)生偏差的現(xiàn)象。電離層折射與信號(hào)高度角、地面

3、氣候、大氣壓力、溫度和濕度有關(guān)。信號(hào)在天定方向時(shí)影響最小，高度角越小影響越大。 削弱對(duì)流層誤差辦法： （1）采用對(duì)流層模型改正； （2）將對(duì)流層影響誤差當(dāng)做未知數(shù)參與平差解算； （3）采用同步觀測(cè)量求差。 多路徑效應(yīng)的影響 GPS接收機(jī)所收到GPS信號(hào)經(jīng)由建筑物、水面或其它反射物表面反射抵達(dá)接收機(jī)天線的干擾信號(hào)。經(jīng)反射的信號(hào)路徑增長(zhǎng)了，其偽距存在系統(tǒng)偏差，致使定位結(jié)果不準(zhǔn)。 削弱多路徑效應(yīng)的方法 （1）遠(yuǎn)離強(qiáng)反射面，如平坦的地面、大面積水面等； （2）遠(yuǎn)離高層建筑； （3）點(diǎn)位不宜選在山坡、山谷和盆地中； （4）選用抑徑圈天線，改善GPS接收機(jī)電路； （5）適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，削弱多路徑效應(yīng)的周

4、期性影響； （6）提高觀測(cè)的高度角。4.4 與接收機(jī)有關(guān)的誤差 觀測(cè)誤差，包括分辨率誤差和安置誤差； 接收機(jī)鐘差 當(dāng)做未知數(shù)參與平差； 同步觀測(cè)量求差； 外接頻標(biāo)。 天線相位中心位置誤差實(shí)際天線的相位中心位置隨信號(hào)輸入強(qiáng)度和方向不同會(huì)發(fā)生變化，使其偏離幾何中心。 同一種接收機(jī)，按相同的方向安置可以減弱其影響。 載波相位測(cè)量中的整周模糊度誤差 接收機(jī)軟件、硬件造成的誤差4.5 與動(dòng)態(tài)差分定位有關(guān)的誤差 4.5.1 單基準(zhǔn)站GPS-RTK誤差 與基準(zhǔn)站有關(guān)的誤差 基準(zhǔn)站已知坐標(biāo)誤差 基準(zhǔn)站位置選擇的影響 基準(zhǔn)站載波修改值誤差 基準(zhǔn)站載波相位誤差 與無(wú)線數(shù)據(jù)鏈有關(guān)的誤差 差分信號(hào)調(diào)制調(diào)解誤差 外界環(huán)境干擾影響作業(yè)注意：解決盲點(diǎn)；RTK的作業(yè)半徑；衛(wèi)星預(yù)報(bào)；RTK作業(yè)環(huán)境。 與流動(dòng)站有關(guān)的誤差 流動(dòng)站天線姿態(tài)誤差 坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換誤差 轉(zhuǎn)換參數(shù)方法：（1）利用已有的GPS控制網(wǎng)資料計(jì)算；（2）依次采集已知點(diǎn)WGS-84的坐標(biāo)后計(jì)算。 大地水準(zhǔn)面差距內(nèi)插誤差 4.5.2 網(wǎng)絡(luò)RTK的誤差來(lái)源分析 流動(dòng)站觀測(cè)條件影響 虛擬位置更新不及時(shí)