测量的误差来源ppt课件.ppt

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1、五、GPS测量的误差来源张广驰广东工业大学1GPS定位技术与应用本章思路误差分类描述误差产生的原因消除、减弱误差的方法广东工业大学GPS定位技术与应用25.1GPS测量误差的分类GPS测量的误差来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程、地面接收设备等等。与GPS卫星有关的误差：GPS卫星星历误差卫星钟误差相对论效应广东工业大学GPS定位技术与应用3与卫星信号传播有关的误差电离层折射误差对流层折射误差多路径效应与接收机有关的误差观测误差接收机钟误差载波相位观测的整周未知数天线相位中心位置偏差广东工业大学G

2、PS定位技术与应用4其他误差来源地球自转的影响地球潮汐改正为了便于理解，将各种误差的影响投影到观测站至卫星的距离上，用相应距离误差来表示，称之为等效距离误差。广东工业大学GPS定位技术与应用5误差的分类：系统误差（主要误差源）轨道误差、卫星钟差、接收机钟差、大气折射误差偶然误差多路径效应、观测误差消除、削弱误差的措施：建立误差模型，对观测量进行修正；将误差作为未知数，同其他未知数一起求解；将不同观测站对相同卫星进行的同步观测值求差；广东工业大学GPS定位技术与应用65.2与GPS卫星有关的误差卫星的

3、星历误差卫星钟误差相对论效应广东工业大学GPS定位技术与应用75.2.1GPS卫星星历误差卫星星历误差：卫星星历所提供的卫星空间位置与实际位置的偏差。也称为卫星轨道误差。卫星星历误差是系统误差，是定位的主要误差来源之一。卫星空间位置由地面监测系统根据卫星测轨结果计算得到。由于卫星受到多种摄动力影响，地面监测站难以精确测定各种摄动力的作用规律。广东工业大学GPS定位技术与应用81、星历误差的来源GPS卫星星历分为广播星历和实测星历。广播星历：用户从卫星电文中获得广播星历；提供17个星历参数，每小时更新

4、一次；广播星历是外推星历，存在较大误差（各种摄动力对卫星的影响）广东工业大学GPS定位技术与应用9实测星历是根据实测资料进行测后处理而直接得出的星历，也称为精密星历。需要在位置精确已知的点上跟踪卫星，并且在观测后1～2周才能得到，对导航和动态定位没有意义，对静态精密定位具有重要作用。可以通过区域性的卫星跟踪网获得高精度星历，许多国家、组织都建立了自己的GPS卫星跟踪网，进行独立定轨工作。广东工业大学GPS定位技术与应用102、星历误差对定位精度的影响对单点定位的影响在GPS单点定位中，卫星位置被认为

5、是已知的。广播星历误差对测量站坐标的影响达到几十米到一百米。广东工业大学GPS定位技术与应用11对相对定位的影响相对定位利用了相邻测量站星历误差的相关性，采用观测量求差的方法来削弱星历误差的影响。星历误差对相对定位的影响远小于对绝对定位的影响。用下式估计星历误差对相对定位的影响：dD是定位误差，D是两观测站间距离，d是星历误差，是卫星到测量站的距离。广东工业大学GPS定位技术与应用12因此，相对定位受星历误差影响较小。即使存在SA技术的干扰，广播星历误差达到100m，取卫星高度为20000km，

6、相对定位的测量误差在(0.1~1.3)10-6之间，可以满足测量工程的需求。广东工业大学GPS定位技术与应用133、削弱星历误差的方法1）建立卫星跟踪网独立测轨不受美国政府降低卫星星历精度行为的影响；可以向实时动态定位用户提供无干扰的预报星历、向静态用户提供高精度的后处理星历。我国已在上海、长春、西安、乌鲁木齐、昆明等地建立了测轨站，精度约为3米。广东工业大学GPS定位技术与应用142）采用轨道改进法基本思想：把卫星轨道参数作为未知数进行求解。a.半短弧法：将受摄动力影响较大的轨道切向、径向、法向

7、三个改正数作为位置参数，同测量站坐标一起求解。计算量较小，能把轨道误差减少到10m以内。b.短弧法：将6个轨道参数作为未知数，同测量站坐标一起求解。能明显提高定位精度，但计算工作量较大。3）同步求差法：使用相对定位的原理。广东工业大学GPS定位技术与应用155.2.2卫星钟误差GPS测量是以精密测时为基础的：卫星位置是随时间变化的，卫星轨道坐标必须与时刻相对应才有意义。卫星到测站的距离，是通过测量信号传播时间确定的。因此，GPS测量精度与时钟误差有密切的关系。广东工业大学GPS定位技术与应用16GP

8、S卫星配备了高精度的原子钟（铯、铷原子钟），稳定度高。然而，卫星钟面时间和GPS系统时间之间存在偏差。若量值在1ms以内，等效距离误差为300km！卫星钟的时间偏差：t0是参考时刻，a0、a1、a2分别是t0时刻的钟差、钟速、钟速的变率。广东工业大学GPS定位技术与应用17卫星会通过卫星电文把上述信息告诉用户，使等效距离误差不超过6m。进一步提高定位精度的方法：接收机间求一次差分，可以消除卫星钟钟差。广东工业大学GPS定位技术与应用185.2.3相对论效应要保证定位的