第5章 GNSS測(cè)量誤差《GNSS測(cè)量技術(shù)》教學(xué)課件

《GNSS測(cè)量技術(shù)》?精品課件合集5.1GNSS測(cè)量誤差概述5.2與衛(wèi)星有關(guān)的誤差5.3與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差5.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差5.5衛(wèi)星分布的精度衰減因子及其他誤差第5章GNSS測(cè)量誤差GNSS定位中出現(xiàn)的各種誤差，按性質(zhì)可分為系統(tǒng)誤差（又稱(chēng)偏差）和偶然誤差兩大類(lèi)，其中系統(tǒng)誤差無(wú)論從誤差的大小還是對(duì)定位結(jié)果的危害性來(lái)講，都比偶然誤差大得多，一般可達(dá)數(shù)十米至數(shù)百米。系統(tǒng)誤差通常與某些變量如時(shí)間、位置和溫度等有函數(shù)關(guān)系，是有規(guī)律可循的，一般可通過(guò)對(duì)系統(tǒng)誤差源建模的方法消除或削弱其影響。偶然誤差包括衛(wèi)星信號(hào)產(chǎn)生部分和接收機(jī)信號(hào)接收處理部分的隨機(jī)噪聲、觀測(cè)誤差和多路徑效應(yīng)等其他外部某些具有隨機(jī)特征的影響，對(duì)衛(wèi)星定位系統(tǒng)影響較小，通常從厘米級(jí)至米級(jí)不等。一般可采用平差方法削弱其影響。衛(wèi)星導(dǎo)航定位種出現(xiàn)的各種誤差，從誤差產(chǎn)生的階段來(lái)講又可以分為以下三類(lèi)：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差、與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差和與接收機(jī)有關(guān)的誤差。5.1GNSS測(cè)量誤差概述各類(lèi)誤差來(lái)源給GNSS定位帶來(lái)的影響見(jiàn)表5-1。表5-1GNSS定位中的各種誤差及其相對(duì)定位的影響5.1GNSS測(cè)量誤差概述與衛(wèi)星有關(guān)的誤差主要包括：衛(wèi)星星歷誤差；衛(wèi)星鐘的鐘誤差；相對(duì)論效應(yīng)。5.2.1衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星作為在高空運(yùn)行的動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)，其瞬時(shí)的位置是由衛(wèi)星星歷提供的。衛(wèi)星星歷誤差的實(shí)質(zhì)就是衛(wèi)星位置的確定誤差，即由衛(wèi)星星歷計(jì)算得到的衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星實(shí)際位置之差。衛(wèi)星的軌道誤差是GNSS定位的重要誤差來(lái)源之一。5.2與衛(wèi)星有關(guān)的誤差1.衛(wèi)星星歷誤差對(duì)定位的影響（1）對(duì)單點(diǎn)定位的影響廣播星歷的誤差對(duì)測(cè)站坐標(biāo)影響較大，目前所有GNSS系統(tǒng)的廣播星歷已均優(yōu)于1米。不同衛(wèi)星的星歷誤差可以看成是相互獨(dú)立的，但同一衛(wèi)星的星歷誤差在一段時(shí)間內(nèi)呈現(xiàn)系統(tǒng)性的偏差，即使連續(xù)觀測(cè)時(shí)間較長(zhǎng)（1～2h），也難以消除它對(duì)單點(diǎn)定位測(cè)站坐標(biāo)的影響。（2）對(duì)相對(duì)定位的影響利用兩站的同步觀測(cè)資料進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)，由于星歷誤差對(duì)兩站的影響具有很強(qiáng)的相關(guān)性，因而在求取坐標(biāo)差時(shí)其共同的影響可自行消去，從而獲得精度很高的相對(duì)坐標(biāo)。星歷誤差對(duì)相對(duì)定位的影響通常采用下式估算：

（5-1）式中：b為基線(xiàn)長(zhǎng),ρ為星站距離，ds為星歷誤差，db為星歷誤差引起的基線(xiàn)誤差，ds/ρ稱(chēng)為星歷的相對(duì)誤差。2.削弱或消除衛(wèi)星星歷誤差影響的措施（1）采用精密星歷采用IGS提供的精密星歷產(chǎn)品或自行計(jì)算精密星歷，可大幅削弱衛(wèi)星軌道誤差，目前IGS提供的最終星歷其精度優(yōu)于2.5cm。2.削弱或消除衛(wèi)星星歷誤差影響的措施（1）采用精密星歷采用IGS提供的精密星歷產(chǎn)品或自行計(jì)算精密星歷，可大幅削弱衛(wèi)星軌道誤差，目前IGS提供的最終星歷其精度優(yōu)于2.5cm。（2）相對(duì)定位（同步觀測(cè)值求差）利用了衛(wèi)星星歷誤差對(duì)相距不太遠(yuǎn)的兩個(gè)測(cè)站的影響基本相同的這一特性，使得兩站間的相對(duì)位置基本上不受星歷誤差的影響（只留下星歷誤差對(duì)兩站影響不同的部分）。2.削弱或消除衛(wèi)星星歷誤差影響的措施（1）采用精密星歷采用IGS提供的精密星歷產(chǎn)品或自行計(jì)算精密星歷，可大幅削弱衛(wèi)星軌道誤差，目前IGS提供的最終星歷其精度優(yōu)于2.5cm。（2）相對(duì)定位（同步觀測(cè)值求差）利用了衛(wèi)星星歷誤差對(duì)相距不太遠(yuǎn)的兩個(gè)測(cè)站的影響基本相同的這一特性，使得兩站間的相對(duì)位置基本上不受星歷誤差的影響（只留下星歷誤差對(duì)兩站影響不同的部分）。（3）軌道松弛法在平差模型中把衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星軌道作為初始值，將其改正數(shù)作為待定參數(shù)，通過(guò)平差同時(shí)求得測(cè)站位置及軌道改正數(shù)，這種方法稱(chēng)之為軌道松弛法。5.2.2衛(wèi)星鐘的鐘誤差衛(wèi)星上使用的高精度原子鐘穩(wěn)定度約為10-12-10-15，其誤差既包含著系統(tǒng)性的誤差，也包含著隨機(jī)誤差。系統(tǒng)誤差遠(yuǎn)比隨機(jī)誤差值大，而且可以通過(guò)檢驗(yàn)和比對(duì)來(lái)確定并通過(guò)模型來(lái)加以改正；而隨機(jī)誤差只能通過(guò)鐘的穩(wěn)定度來(lái)描述其統(tǒng)計(jì)特性，無(wú)法確定其符號(hào)和大小。1.衛(wèi)星鐘的鐘誤差對(duì)定位的影響衛(wèi)星鐘的鐘面時(shí)與GNSS標(biāo)準(zhǔn)時(shí)間之間的偏差稱(chēng)為物理同步誤差。衛(wèi)星鐘的這些偏差總量在1ms以?xún)?nèi)，但由此引起的等效距離誤差可達(dá)300km。在GNSS定位中，GNSS衛(wèi)星作為高空觀測(cè)目標(biāo)，其位置在不斷變化，必須要有嚴(yán)格的瞬間時(shí)刻，衛(wèi)星的位置才有意義。因此，GNSS定位的實(shí)現(xiàn)，要求衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘保持嚴(yán)格同步，能夠和GNSS時(shí)間一致，這樣才可以準(zhǔn)確地測(cè)定信號(hào)傳播的時(shí)間，從而準(zhǔn)確地測(cè)定衛(wèi)星與測(cè)站之間的距離。2.削弱或消除衛(wèi)星鐘的鐘誤差影響的措施（1）采用衛(wèi)星鐘的鐘差改正數(shù)

（5-2）其中：toe為參考?xì)v元，a0、a1和a2分別表示在toe時(shí)刻的衛(wèi)星鐘的鐘差、鐘速（或頻率偏差）及鐘速變化率（或老化率）。a0、a1和a2由衛(wèi)星的地面控制系統(tǒng)根據(jù)前一段時(shí)間的跟蹤資料和GNSS推算出來(lái)，并通過(guò)衛(wèi)星的導(dǎo)航電文提供給用戶(hù)。經(jīng)過(guò)上述改正后，各衛(wèi)星鐘之間的同步差可保持在20ns以?xún)?nèi)，由此引起的等效距離偏差不會(huì)超過(guò)6m。（2）采用精密鐘差目前，IGS提供的GPS精密鐘差產(chǎn)品其精度已優(yōu)于20ps，詳見(jiàn)表3-3，用戶(hù)可采用精密鐘差產(chǎn)品進(jìn)一步削弱衛(wèi)星鐘差對(duì)定位結(jié)果的影響。（3）相對(duì)定位對(duì)同一衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測(cè)時(shí)，對(duì)觀測(cè)值在接收機(jī)間求差后，組合觀測(cè)值中將不存在衛(wèi)星鐘誤差，達(dá)到了消除其影響的目的。5.2.3相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng)是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)（運(yùn)動(dòng)速度和重力位）不同而引起的兩臺(tái)鐘之間產(chǎn)生的相對(duì)鐘誤差現(xiàn)象。相對(duì)論效應(yīng)主要取決于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)速度和重力位。GNSS衛(wèi)星如GPS衛(wèi)星在離地面20200km高空的軌道上運(yùn)行，由于相對(duì)論效應(yīng)的影響，使一臺(tái)鐘放到衛(wèi)星上去后的頻率發(fā)生了變化。實(shí)際工作中相對(duì)論效應(yīng)是時(shí)間的函數(shù)，按上述降頻的方法改正以后仍存在殘差，當(dāng)GNSS衛(wèi)星軌道橢圓的偏心率等于0.01，GNSS衛(wèi)星的偏近點(diǎn)角等于90°時(shí)，相對(duì)論效應(yīng)的影響達(dá)到最大值，它對(duì)GNSS時(shí)間的影響最大可達(dá)22.897ns，相當(dāng)于6.864m的站星距離，在精密定位中仍是不容忽視的。5.2.4衛(wèi)星天線(xiàn)相位中心偏差GNSS距離測(cè)量測(cè)定的是從衛(wèi)星發(fā)射天線(xiàn)的相位中心到接收機(jī)天線(xiàn)相位中心之間的距離，而IGS精密星歷給出的的是衛(wèi)星質(zhì)心的三維坐標(biāo)。衛(wèi)星天線(xiàn)相位中心與衛(wèi)星質(zhì)心間的差異稱(chēng)為衛(wèi)星天線(xiàn)相位中心偏差，其具體數(shù)值已由IGS測(cè)定并予以公布，用戶(hù)可以據(jù)此進(jìn)行改正。與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差主要包括：電離層延遲誤差；對(duì)流層延遲誤差；多路徑效應(yīng)。5.3.1電離層延遲1.電離層及其影響在擬定GNSS作業(yè)計(jì)劃時(shí)，應(yīng)該避開(kāi)電離層活動(dòng)最活躍的時(shí)段，即不要在太陽(yáng)輻射強(qiáng)烈的正午時(shí)分觀測(cè)，選擇適當(dāng)?shù)淖鳂I(yè)季節(jié)和一天中的最佳時(shí)段（如夜間）來(lái)進(jìn)行觀測(cè)。5.3與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差2.削弱或消除電離層延遲影響的措施（1）雙頻改正信號(hào)所受到的電離層延遲Vion與信號(hào)頻率??的平方成反比。如果能同時(shí)用兩種已知頻率f1和f2來(lái)發(fā)射衛(wèi)星信號(hào)，則兩種不同頻率的信號(hào)將沿著同一路徑傳播到達(dá)接收機(jī)處。由于信號(hào)頻率不同，這兩種信號(hào)所受到的電離層延遲也不同。因此，同時(shí)發(fā)射的這兩種信號(hào)將先后到達(dá)接收機(jī)，若能精確地測(cè)定這兩種信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間差?t，就能準(zhǔn)確地反推出兩種信號(hào)所受到的電離層延遲。采用雙頻接收機(jī)進(jìn)行偽距測(cè)量，就能根據(jù)電離層延遲與信號(hào)頻率有關(guān)的特性，從兩個(gè)偽距觀測(cè)值中求得電離層延遲改正數(shù)。這種利用電離層的色散效應(yīng)，依靠?jī)煞N不同頻率的信號(hào)來(lái)消除電離層延遲影響的方法，稱(chēng)為雙頻改正法。雙頻改正法的精度可達(dá)厘米級(jí)，故雙頻GNSS接收機(jī)在精密定位中得到廣泛的應(yīng)用。（2）電離層改正模型采用雙頻改正技術(shù)可以有效地減弱電離層延遲的影響，但在電子含量很大、衛(wèi)星高度角較小時(shí)其誤差可能達(dá)到cm級(jí)。為了滿(mǎn)足更高精度GNSS測(cè)量的需要，由Fritzk、Brunner提出的電離層延遲改正模型在任何情況下均可獲得優(yōu)于2mm的定位精度。而對(duì)單頻接收機(jī)而言，減弱電離層影響的有效手段，一般是采用導(dǎo)航電文提供的電離層改正模型加以改正，常用的模型有Klobuchar模型、IRI模型、ICED模型、FAIM模型等。由于影響電離層延遲的因素很多，故無(wú)法建立嚴(yán)格的數(shù)學(xué)模型，且所提供的改正模型只能反映全球的平均狀況，與各地的實(shí)際情況必然有一定的差異。實(shí)驗(yàn)資料表明：采用上述電離層改正模型大體上可以消除電離層延遲誤差的75％左右。（3）相對(duì)定位（同步觀測(cè)值求差）因?yàn)楫?dāng)兩站相距較近時(shí)(≤20km)，由衛(wèi)星至兩觀測(cè)站電磁波傳播路徑上的大氣狀況、路徑甚為相似，電子密度變化不大，衛(wèi)星的高度角相差不多，從而大氣狀況的系統(tǒng)影響便可以通過(guò)兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)對(duì)同一組衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差而得以減弱。利用同步觀測(cè)值求差對(duì)于短基線(xiàn)的效果尤為明顯，即使不進(jìn)行電離層延遲的改正，基線(xiàn)長(zhǎng)度的殘差一般不會(huì)超過(guò)1×10-6D，D為幾基線(xiàn)長(zhǎng)度（km）。因此，對(duì)短距離的相對(duì)定位，使用單頻接收機(jī)也可達(dá)相當(dāng)高的精度，但是隨著基線(xiàn)長(zhǎng)度的增加，其精度將明顯降低。5.3與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差5.3.2對(duì)流層延遲1.對(duì)流層及其影響對(duì)流層是高度在60km以下的大氣層。整個(gè)大氣層中的絕大部分質(zhì)量集中在對(duì)流層中，主要由氮和氧組成，此外，還包含少量的水蒸氣及氫、二氧化碳、氬等氣體，還含有某些不定量的混合物，如硫化物、煤煙和粉塵等。GNSS衛(wèi)星信號(hào)在對(duì)流層中的傳播速度V=c/n（c是真空中的光速，n是大氣折射率，其取值大小與氣溫、氣壓和相對(duì)濕度等因子有關(guān)）。此外，信號(hào)的傳播路徑在對(duì)流層中也會(huì)產(chǎn)生彎曲，從而使得測(cè)量距離產(chǎn)生偏差。由于上述原因使距離測(cè)量值產(chǎn)生的系統(tǒng)性偏差稱(chēng)為對(duì)流層延遲。對(duì)流層大氣密度也比電離層更大，由于大氣的對(duì)流作用很強(qiáng)，大氣狀態(tài)變化非常復(fù)雜，對(duì)流層延遲的影響與信號(hào)的高度角有關(guān)，在天頂方向其影響達(dá)2～3m；在高度角為10°其影響可達(dá)20m；在高度角為5°其影響可達(dá)25m。2.減弱對(duì)流層延遲影響的措施（1）相對(duì)定位（同步觀測(cè)值求差）當(dāng)兩站相距較近時(shí)（20km以?xún)?nèi)），由于信號(hào)通過(guò)對(duì)流層的路徑相似，所以對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，可以明顯地減弱對(duì)流層延遲的影響，這一方法在精密相對(duì)定位中廣泛被應(yīng)用。（2）對(duì)流層改正模型對(duì)流層延遲對(duì)GNSS信號(hào)傳播的影響情況比較復(fù)雜，難以用統(tǒng)一的模型來(lái)準(zhǔn)確描述。利用現(xiàn)有的各種數(shù)學(xué)模型，加上在測(cè)站直接測(cè)定的氣象參數(shù)，可以消除92％～95％的對(duì)流層延遲的影響。目前采用的對(duì)流層延遲改正公式主要有霍普菲爾德（Hopfield）公式、薩斯塔莫寧（Sastamoinen）公式和勃蘭克（Black）公式。（3）引入待估參數(shù)將對(duì)流層延遲作為待估參數(shù)在網(wǎng)平差處理中一并求取。5.3.3多路徑效應(yīng)經(jīng)過(guò)某些物體表面反射后（反射波）到達(dá)接收機(jī)的信號(hào)如果與直接來(lái)自衛(wèi)星的信號(hào)疊加干擾后進(jìn)入接收機(jī)，就將使得測(cè)量值產(chǎn)生系統(tǒng)誤差，這稱(chēng)為多路徑誤差，其實(shí)質(zhì)是反射波對(duì)直射波的破壞性干涉引起的站星距離誤差。多路徑誤差對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值的影響比對(duì)載波相位觀測(cè)值的影響要大得多，取決于測(cè)站周?chē)沫h(huán)境、接收機(jī)的性能以及觀測(cè)時(shí)間的長(zhǎng)短。反射波包括地面反射波、星體反射波和介質(zhì)散射波，其中又以地面反射波為主，多路徑效應(yīng)的影響隨著天線(xiàn)周?chē)瓷湮锩娴男再|(zhì)而異。不同反射物面對(duì)微波信號(hào)的反射系數(shù)也不同，若反射系數(shù)為0表示信號(hào)完全被吸收不反射，若反射系數(shù)若1表示信號(hào)不吸收完全反射。不同反射物面對(duì)頻率為2GHz、3GHz的微波信號(hào)的反射系數(shù)見(jiàn)表5-2。多路徑誤差是偶然誤差，其大小取決于反射波的強(qiáng)弱和用戶(hù)接收天線(xiàn)抵御反射波的能力，它將嚴(yán)重?fù)p害GNSS測(cè)量的精度，嚴(yán)重時(shí)還將引起信號(hào)失鎖，是GNSS測(cè)量中一種主要的誤差源。表5-2常見(jiàn)地物的反射系數(shù)5.3與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差在實(shí)際工作中，避免或削弱多路徑誤差的措施：1.選擇合適的站址多路徑誤差取決于反射物離測(cè)站的距離和反射系數(shù)及衛(wèi)星信號(hào)的方向等各種因素，難以建立起準(zhǔn)確的誤差改正模型，較為有效的辦法是選擇恰當(dāng)?shù)恼局?。?）測(cè)站應(yīng)避免鄰近有大面積的平靜水域，較好的站址可選在地面有草叢、農(nóng)作物或粗糙不平的地面等反射系數(shù)較小的地方。（2）測(cè)站不宜選擇在山坡、山谷和盆地中。當(dāng)山坡坡度較大時(shí)，在高度截止角以上便會(huì)出現(xiàn)障礙物，影響衛(wèi)星信號(hào)的吸收。即使當(dāng)坡度較小，反射信號(hào)也能從天線(xiàn)抑徑板上方進(jìn)入天線(xiàn)，產(chǎn)生多路徑誤差，因此應(yīng)盡量避免。山谷和盆地情形與山坡類(lèi)似。（3）測(cè)站應(yīng)注意離開(kāi)高層建筑物，汽車(chē)也不要停放在測(cè)站附近。因?yàn)樾l(wèi)星信號(hào)會(huì)通過(guò)墻壁或汽車(chē)玻璃反射面進(jìn)入接收機(jī)天線(xiàn)。若某一接收機(jī)天線(xiàn)相位中心至抑徑板的高度

，高度截止角為

，則抑徑板的半徑不得小于2.選擇合適的接收機(jī)（1）在天線(xiàn)下設(shè)置抑徑板為了避免地面反射波進(jìn)入接收天線(xiàn)，減少因此而引起的多路徑誤差，在測(cè)量型接收機(jī)的GNSS信號(hào)接收天線(xiàn)下面應(yīng)該附設(shè)有抑徑板或抑徑圈(圖5-1)。適當(dāng)設(shè)置的抑徑板可有效地抑制地面反射波，顯著提高GNSS定位的精度。若觀測(cè)時(shí)高度截止角為Z限，則抑徑板的半徑r至少應(yīng)為：

（5-3）圖5-1天線(xiàn)的抑徑板（2）接收天線(xiàn)應(yīng)該有比較強(qiáng)的抑制作用GNSS信號(hào)是左旋極化波，經(jīng)反射后的信號(hào)極化特性會(huì)發(fā)生改變，所以，若接收機(jī)的天線(xiàn)對(duì)極化特性不同的信號(hào)有較強(qiáng)的抑制作用，也可以起到減弱多路徑效應(yīng)的影響的作用。此外，某些接收機(jī)天線(xiàn)外殼的涂層材料可吸收電磁波信號(hào)，從而顯著降低多路徑效應(yīng)影響。3.延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間由于多路徑效應(yīng)是時(shí)間的函數(shù)，多路徑誤差的大小和符號(hào)會(huì)隨著衛(wèi)星高度的變化而變化，所以在靜態(tài)定位中經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)的時(shí)間觀測(cè)后，多路徑誤差可大大減弱。5.3與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差與接收機(jī)有關(guān)的誤差主要包括：①接收機(jī)鐘的鐘誤差；②天線(xiàn)相位中心的位置誤差；③接收機(jī)的位置誤差。

5.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差與接收機(jī)有關(guān)的誤差主要包括：①接收機(jī)鐘的鐘誤差；②天線(xiàn)相位中心的位置誤差；③接收機(jī)的位置誤差。5.4.1接收機(jī)的鐘誤差由于GNSS接收機(jī)鐘大多采用高精度的石英鐘，其穩(wěn)定度約為10-9，因而接收機(jī)鐘誤差比衛(wèi)星鐘誤差帶來(lái)的影響更大。接收機(jī)鐘誤差主要取決于鐘的質(zhì)量，與使用時(shí)的環(huán)境也有一定的關(guān)系，對(duì)測(cè)碼偽距觀測(cè)值和載波相位觀測(cè)值的影響是相同的。減弱接收機(jī)鐘差的方法有：（1）把每個(gè)觀測(cè)時(shí)刻的接收機(jī)鐘差當(dāng)作一個(gè)獨(dú)立的待定參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與觀測(cè)站的位置參數(shù)一并求解。（2）利用相對(duì)定位的方法消除接收機(jī)鐘差。（3）認(rèn)為各觀測(cè)時(shí)刻的接收機(jī)鐘差間是相關(guān)的，設(shè)法建立一個(gè)鐘誤差模型，將接收機(jī)鐘差表示為時(shí)間的多項(xiàng)式，平差計(jì)算中求解多項(xiàng)式系數(shù)。5.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差5.4.2接收機(jī)天線(xiàn)相位中心偏差接收機(jī)天線(xiàn)在對(duì)中及量取天線(xiàn)高時(shí)都是以天線(xiàn)參考點(diǎn)ARP作為基準(zhǔn)的。對(duì)中時(shí)一般直接使ARP與標(biāo)石中心位于同一鉛垂線(xiàn)上，使兩者的平面位置相同；天線(xiàn)高即從標(biāo)石中心至ARP間的垂直距離，據(jù)此可以將ARP的高程歸算到標(biāo)石中心。但是GNSS測(cè)量測(cè)定的時(shí)天線(xiàn)相位中心的位置。接收機(jī)天線(xiàn)相位中心與ARP間的差異稱(chēng)為接收機(jī)天線(xiàn)相位中心偏差，這種偏差的影響可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米。目前IGS等組織已測(cè)定并公布了各種常用的接收機(jī)的天線(xiàn)相位中心偏差值。在實(shí)際中，可借助同類(lèi)型天線(xiàn)同步觀測(cè)同一組衛(wèi)星所得觀測(cè)值，在觀測(cè)值之間求差以削弱相位中心偏移的影響。但是在觀測(cè)中，各觀測(cè)站的天線(xiàn)應(yīng)該按天線(xiàn)附有的方位標(biāo)來(lái)進(jìn)行定向，使之根據(jù)羅盤(pán)指向磁北極；如果沒(méi)有方位標(biāo)，可以自行確定一個(gè)，并在每次實(shí)測(cè)中以它為準(zhǔn)來(lái)進(jìn)行定向。通常定向偏差應(yīng)保持在3°以?xún)?nèi)。5.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差5.4.3接收機(jī)的位置誤差接收機(jī)天線(xiàn)相位中心相對(duì)于測(cè)站標(biāo)石中心位置的偏差稱(chēng)為接收機(jī)的位置誤差。在進(jìn)行授時(shí)和定軌時(shí)，接收機(jī)的位置是已知的。若接收機(jī)天線(xiàn)相位中心對(duì)于測(cè)站標(biāo)石中心有誤差，即存在接收機(jī)位置誤差，這種誤差將對(duì)授時(shí)和定軌的結(jié)果產(chǎn)生系統(tǒng)性的影響。在精密相對(duì)定位中，接收機(jī)位置誤差的影響不可忽視。位置誤差包括天線(xiàn)的整平和對(duì)中誤差，以及天線(xiàn)高的量取誤差。若天線(xiàn)高為1.6m，整平誤差為0.1°，則會(huì)產(chǎn)生3mm的對(duì)中誤差。因此在精密定位中，必須仔細(xì)操作，以盡量減少位置誤差的影響；尤其在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀測(cè)墩。5.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差5.5.1等效距離誤差和幾何衰減因子GNSS定位的精度取決于兩個(gè)因素：測(cè)量誤差和幾何精度因子。GNSS測(cè)量實(shí)質(zhì)是距離測(cè)量，為了研究的方便，人們總是將各項(xiàng)誤差投影到測(cè)站至衛(wèi)星的連線(xiàn)上，來(lái)討論它們對(duì)距離測(cè)量的影響，并將該影響稱(chēng)為等效距離誤差σ0，它是各項(xiàng)誤差投影到測(cè)站至衛(wèi)星方向上的具體數(shù)值。若各項(xiàng)誤差之間相互獨(dú)立，就可以求出總的等效距離誤差，因此σ0可以作為GNSS定位時(shí)衡量觀測(cè)精度的客觀標(biāo)準(zhǔn)。GNSS定位的基本原理是空間距離后方交會(huì)，決定其定位精度的另一個(gè)因素是衛(wèi)星分布確定的幾何精度因子。GNSS星座與測(cè)站構(gòu)成的幾何圖形不同，即使是相同精度的觀測(cè)值所求得的點(diǎn)位精度也不會(huì)相同，因此需要研究衛(wèi)星星座幾何圖形與定位精度之間的關(guān)系。5.5衛(wèi)星分布的精度衰減因子及其他誤差在GNSS測(cè)量中通常用精度衰減因子DOP（DilutionOfPrecision）來(lái)表示幾何圖形精度，DOP是描述衛(wèi)星的幾何位置對(duì)誤差貢獻(xiàn)的因子。GNSS的定位誤差為等效距離誤差與精度衰減因子之乘積，即：

（5-4）式中：σ0為等效距離的標(biāo)準(zhǔn)差，mx為某定位元素的標(biāo)準(zhǔn)差，DOP為精度衰減因子。圖5-2衛(wèi)星分布與PDOP值的關(guān)系精度衰減因子是一個(gè)直接影響定位精度但又獨(dú)立于觀測(cè)值和其他誤差之外的一個(gè)量，其值的大小隨時(shí)間和測(cè)站位置可在[1，10]變化。在GNSS定位中DOP值越小越好。如在GNSS觀測(cè)中，要求PDOP值小于6才能進(jìn)入觀測(cè)。若測(cè)站與四顆衛(wèi)星構(gòu)成一個(gè)六面體，則圖形強(qiáng)度因子PDOP與該六面體體積成反比（圖5-2）。也就是說(shuō)，所測(cè)衛(wèi)星在空間分布越大，六面體的體積就越大，PDOP值越小，圖形強(qiáng)度越高，定位精度也越高。在實(shí)際工作中，常根據(jù)不同的要求采用不同的評(píng)價(jià)模型和相應(yīng)的