《GPS误差源》PPT课件

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1、第5讲GPS误差源李永川1☞1.GPS定位误差概述☞2.与卫星有关的误差☞3.卫星信号传播误差☞4.接收设备误差与图形强度内容概述23误差的分类：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1.GPS定位的误差概述4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1.GPS定位的误差概述5消除或消弱各种误差影响的方法模型改正法原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值

2、进行修正适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式所针对的误差源相对论效应电离层延迟对流层延迟卫星钟差限制：有些误差难以模型化6消除或消弱各种误差影响的方法求差法原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。所针对的误差源电离层延迟对流层延迟卫星轨道误差…限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱7消除或消弱各种误差影响的方法参数法原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来

3、适用情况：几乎适用于任何的情况限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计8消除或消弱各种误差影响的方法回避法原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。所针对的误差源电磁波干扰多路径效应限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性91.GPS定位的误差概述误差来源误差分类对距离测量的影响/mGPS卫星①卫星星历误差；②卫星钟误差；③相对论效应1.5～15信号传播①电离层折射误差；②对

4、流层折射误差；③多路径效应1.5～15接收设备①接收机钟误差；②接收机位置误差；③天线相位中心变化1.5～15其他影响①地球潮汐;②负荷潮1.0410（1）卫星星历误差（2）卫星钟差（3）相对论效应GPS卫星的发射52.与卫星有关的误差11①星历来源②星历误差对定位的影响③减弱星历误差影响的途径GPS卫星工作星座6（1）卫星星历误差2.与卫星有关的误差12①星历来源卫星星历误差某一瞬间的卫星位置，是由卫星星历提供的，卫星星历误差就是卫星位置的确定误差。星历误差来源其大小主要取决于卫星跟踪站的数量及空间

5、分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度。2.与卫星有关的误差13广播星历:根据美国GPS控制中心跟踪站的观测数据进行　　　　外推，通过GPS卫星发播的一种预报星历。实测星历:根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。星历（1）广播星历（2）实测星历7①星历来源2.与卫星有关的误差14单点定位星历误差的径向分量作为等价测距误差进入平差计算，配赋到星站坐标和接收机钟差改正数中去，具体配赋方式则与卫星的几何图形有关。8②星历误差对定位的影响2.与卫星有关的误差15相对定位利用两

6、站的同步观测资料进行相对定位时，由于星历误差对两站的影响具有很强的相关性，所以在求坐标差时，共同的影响可自行消去，从而获得高精度的相对坐标。②星历误差对定位的影响2.与卫星有关的误差16b——基线长；db——卫星星历误差所引起的基线误差；p——卫星至测站的距离；ds——星历误差；——卫星星历的相对误差。根据一次观测的结果，可以导出星历误差对定位影响的估算式为：②星历误差对定位的影响2.与卫星有关的误差17☞建立自己的GPS卫星跟踪网独立定轨☞相对定位☞轨道松弛法9③减弱星历误差影响的途径2.与卫星有关的

7、误差在平差模型中把卫星轨道作为初始值，视其改正数为未知数。通过平差求得测站位置及轨道的改正数，这样的方法称为轨道松弛法。由于具有一定局限性，不宜作为GPS定位中的一种基本方法，只能作为无法获得精密星历时的补救措施。18卫星钟采用的是GPS时，但尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟（铷钟和铯钟）,它们与理想的GPS时之间仍存在着难以避免的频率偏差或频率漂移,也包含钟的随机误差。这些偏差总量在1ms以内，由此引起的等效距离可达300km。主要误差源11（2）卫星钟的钟误差2.与卫星有关的误差19卫星钟差的改正

8、卫星钟差可通过下式得到改正：11（2）卫星钟的钟误差2.与卫星有关的误差20经上述钟差改正后，各卫星钟之间的同步差可保持在20ns以内，由此引起的等效距离偏差不超过6m。卫星钟差或经改正后的残差，在相对定位中可通过差分法在一次求差中得到消除。2.与卫星有关的误差21不可忽视（3）相对论效应2.与卫星有关的误差22相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态不同而引起的卫星钟和接收机钟之间产生相对钟差的现象。狭义相对论观点——一个频率为f0的振