GPS测量与数据处理
gps测量数据处理的基本过程

GPS测量数据处理的基本过程GPS(全球定位系统)是一种广泛应用于航空航海、地理勘测、车辆定位等领域的定位技术,它利用卫星进行测量,并通过处理获取所需的位置、速度、时间等信息。
而在实际应用中,对GPS测量数据的处理是至关重要的一环。
本文将从GPS测量数据的采集、预处理、定位计算、平差处理等几个方面介绍GPS测量数据处理的基本过程。
一、数据采集1.卫星信号接收在GPS测量中,首先要进行卫星信号的接收。
接收机会从卫星发射的信号中接收到卫星的定位信息,这些信息包括卫星的位置、精确的时间、卫星健康状态信息等。
一般来说,接收机至少需要接收到4颗卫星的信号才能进行定位计算。
2.观测数据记录接收机在接收到卫星信号后会记录下所接收到的观测数据。
这些数据包括接收到的卫星信号的到达时间、卫星的位置、接收机自身的位置、接收机时钟的误差等信息。
二、数据预处理1.数据筛选在接收到的观测数据中,会包含一些干扰数据和误差数据。
这些数据会对接下来的数据处理造成影响,因此需要对数据进行筛选,去除掉那些明显不正常的数据。
2.伪距观测值转换接收机接收到的是卫星信号的到达时间,而我们想要得到的是距离信息。
因此需要将接收到的到达时间转换成伪距观测值,即信号在大气层中传播所需要的时间乘以光速。
三、定位计算1.单点定位计算通过接收到的伪距观测值,接收机自身的位置信息,卫星的位置信息等数据,可以进行单点定位计算。
单点定位是指在未知参考点的情况下,通过接收到的卫星信息计算出接收机的位置信息。
2.差分定位计算在实际应用中,由于大气层的影响以及接收机的时钟误差等因素,单点定位的精度可能不够高。
因此需要通过差分定位计算,利用已知位置的参考站的数据对接收机的数据进行校正,从而提高定位精度。
四、平差处理1.数据平差在进行定位计算过程中,会涉及到各种观测数据和参数,这些数据和参数之间可能存在一定的矛盾和不一致。
为了保证最终计算结果的精度和可靠性,需要进行数据的平差处理,通过最小二乘法等方法对数据进行优化调整。
测绘技术使用教程之GPS测量数据的收集与处理

测绘技术使用教程之GPS测量数据的收集与处理引言:在现代测绘领域中,全球定位系统(GPS)是一项不可或缺的技术。
GPS的应用广泛,从普通消费者使用的导航设备,到高精度测绘工作中的地理数据采集,都离不开GPS。
本文将介绍GPS测量数据的收集与处理方法。
一、GPS测量数据的收集GPS测量数据的收集需要使用GPS接收器。
选择一个合适的GPS接收器非常重要,它应具备以下功能:1. 多频率接收:多频率接收器可同时接收不同频率的GPS信号,以提高接收器的性能和测量精度。
2. 实时差分:实时差分技术可以通过接收参考站的信号纠正GPS接收器的误差,提高位置测量的精度。
3. 数据记录:接收器应具备数据记录功能,方便后续的数据处理与分析。
在进行GPS测量之前,需要对接收器进行初始化设置。
这包括选择合适的坐标系统、坐标单位以及数据采样频率等参数。
一旦设置完成,接收器即可开始接收卫星信号。
在实际的数据收集过程中,应尽量避免阻碍GPS信号的物体。
例如,高建筑物、树木、山脉等地形会降低GPS信号的质量。
因此,在选择采集点时,应选择开放地带。
同时,采集时应尽量保持接收器的稳定,以避免测量误差的产生。
二、GPS测量数据的处理处理GPS测量数据的目的是获得准确的位置信息。
下面将介绍两个常用的GPS数据处理方法。
1. 伪距法伪距法是一种基本的GPS测量原理。
接收器通过测量从卫星发射的信号到达接收器的时间来计算距离。
根据接收到的多个卫星信号,可以利用三角定位原理计算出接收器的位置。
在实际应用中,伪距法需要考虑误差来源,如大气延迟、钟差等。
这些误差可以通过实时差分技术和数据后处理方法进行修正。
2. 载波相位法载波相位法是一种更精确的GPS测量方法。
它不仅测量信号的到达时间,还测量信号的相位差。
通过对相位差进行计算,可以得到更准确的位置信息。
然而,载波相位法的处理较为复杂,需要高精度的测量设备和复杂的数据处理算法。
因此,它通常用于高精度测绘工作和科学研究等领域。
GPSRTK测量及数据处理

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第四章 GPS静态测量在控制测量中的应用
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第一节、测前工作 第二节、实施测量 第三节、数据处理 第四节、测后工作
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第一节、测前工作
一、熟悉项目:一项GPS测量工程项目,往往是由工程
发包方、上级主管部门或其他单位或部门提出,由GPS 测量队伍具体实施。对于一项GPS测量工程项目,一般 有如下一些要求: 测区位置及其范围:测区的地理位置、范围,控制网的 控制面积。 用途和精度等级:控制网将用于何种目的,其精度要求 是多少,要求达到何种等级。 点位分布及点的数量:控制网的点位分布、点的数量及 密度要求,是否有对点位分布特殊要求的区域。 提交成果的内容:用户需要提交哪些成果,所提交的坐 标成果分别属于哪些坐标系,所提交的高程成果分别属 于哪些高程系统,除了提交最终的结果外,是否还需要 提交原始数据或中间数据等。 时限要求:对提交成果的时限要求,即何时是提交成果 的最后期限。 投资经费:对工程的经费投入数量。 4
三、测绘资料的搜集与整理: 需要收集整理的资料主要包括测区及周边地区 可利用的已知点的相关资料(点之记、坐标等) 和测区的地形图等。 四、仪器的检验: 各种仪器包括GPS接收机及相关设备、气象仪 器等进行检验,以确保它们能够正常工作。 五、踏勘、选点埋石:综合应用地形图、遥感图、 摄影图和有关点之记进行选点、埋石等设计工 作。
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一)、选点: • 为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质 量,要求测站上空应尽可能的开阔,在10~15 高度角以上不能有成片的障碍物。 • 为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰,在 测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰 源,如大功率无线电发射设施、高压输电线等。 • 为避免或减少多路径效应的发生,测站应远离 对电磁波信号反射强烈的地形、地物,如高层 建筑、成片水域等。 • 为便于观测作业和今后的应用,测站应选在交 通便利,上点方便的地方。 • 测站应选择在易于保存的地方
测绘技术使用教程之GPS测量数据的收集与处理

测绘技术使用教程之GPS测量数据的收集与处理GPS(全球定位系统)是一种利用卫星定位技术进行地理位置测量的工具。
在现代社会中广泛应用于测绘、导航、地理信息系统等领域。
本文将重点介绍GPS测量数据的收集与处理,以帮助读者更好地理解和运用测绘技术。
一、GPS测量数据的收集GPS测量数据的收集是指通过GPS接收器获取卫星信号,并记录下相应的测量数据。
下面是一些常见的GPS测量数据收集步骤和注意事项:1. 装配GPS接收器:首先要将GPS接收器正确安装在测量仪器上,确保接收器能够良好地接收卫星信号。
一般来说,GPS接收器应放置在高处,远离障碍物,以确保接收到的信号质量稳定。
2. 搜星与定位:打开GPS接收器,通过搜索卫星信号进行定位。
接收器会自动搜索周围的卫星,并计算出当前位置的经纬度坐标。
在定位时,要注意避开金属物、高建筑物、植被密集区等可能干扰信号的环境。
3. 数据记录:接收器定位成功后,相关的测量数据会显示在接收器屏幕上。
这些数据可能包括经纬度坐标、高程值、卫星数量、信号强度等信息。
此时,可以将这些数据记录下来,或者通过接收器的记录功能自动保存。
二、GPS测量数据的处理收集到GPS测量数据之后,接下来需要对数据进行处理,以获取更准确的测量结果。
下面是一些常见的GPS测量数据处理方法:1. 数据校正:由于环境干扰等因素,收集到的GPS测量数据可能存在一定的误差。
因此,在数据处理之前,需要进行数据校正,以减小误差的影响。
常见的数据校正方法包括差分定位、相对定位等。
- 差分定位:差分定位是一种通过对比基准站和移动站的测量数据,来消除GPS测量误差的方法。
基准站是一个已知位置的GPS接收器,它通过接收卫星信号获得测量数据,并将其与已知位置进行比较。
移动站则是需要进行测量的地点,它通过接收卫星信号获取测量数据,并与基准站的数据进行对比,得出相对准确的测量结果。
- 相对定位:相对定位是一种通过比较不同位置的GPS测量数据,来推导出目标位置坐标的方法。
论GPS测量的数据处理方法及其优化方式

论GPS测量的数据处理方法及其优化方式。
一、GPS测量数据处理方法1、数据预处理GPS数据预处理包括了资料收集、数据筛选、数据校正、数据过滤、数据插值等步骤。
其中最重要的步骤是数据校正,由于GPS卫星所发出的信号在传输过程中会遭受导航信号、地球大气层、接收机时间、传输媒介等干扰,导致GPS采集的数据有较大的误差,因此需要对GPS数据进行校正。
数据校正包括了数据预处理、误差模型建立、误差分析和校正方法等步骤。
2、数据处理GPS数据处理主要包括了基准的选择和建立、数据分析和拟合、解算算法和数据融合等步骤。
基准的选择和建立是指在数据处理过程中需要明确使用的基准坐标系,例如WGS84坐标系、北京54坐标系等。
数据分析和拟合是指采用数学模型对GPS数据进行处理,例如最小二乘法、卡尔曼滤波、粒子滤波等方法。
解算算法与数据融合主要是指将GPS数据与其他信息进行融合,例如地图数据、气象数据、传感器数据等。
二、GPS测量数据处理优化方式1、信号接收优化GPS信号接收优化是指改善信号接收的操作和环境,例如改善接收机本身的性能、选用合适的天线、改善接收机自身的环境、减少信号干扰等。
2、误差模型优化误差模型建立是将误差分为多个部分,例如常数误差、轨道误差、大气误差、接收机误差等,然后对各部分误差采用不同的方法进行模拟和处理。
误差模型的优化一方面是对误差模型进行精细化建模,另一方面是通过分析误差来源和数据特性来对误差模型进行改进和优化。
3、算法优化GPS数据处理算法的优化可以从多个方面入手,例如减少计算量,提高算法计算速度和鲁棒性,改进算法的精度和可靠性,例如采用粒子滤波算法可以有效地解决非线性滤波问题。
4、数据融合优化数据融合是将不同数据源的数据信息综合起来,以提高得到的GPS数据的精度和可靠性,并提高研究结果的确定性和可靠性。
数据融合的优化可以通过改进融合算法、改善数据质量和改进数据采集的设计等来实现。
5、差分处理差分GPS是基于两个接收机之间的同步观测数据得到相对的精密定位,其可以有效地消除接收机和卫星的共同误差,以实现高精度的测量。
GPS测量原理与数据处理

功能丰富的地理测量和GIS分析软件,适用于 GPS数据处理。
应用案例分析
车辆定位
使用GPS测量和数据处理技术对 车辆位置进行实时监控和管理。
航空导航
GPS被广泛用于飞行导航,确保 航班安全和精确的飞行路径。
地图测绘
GPS技术在地理测绘中应用广泛, 提高了测绘效率和数据准确性。
大气误差
GPS信号在大气中传播时会发生折射、相移等 现象,导致测量偏差。
协作误差
不同接收器之间的数据传输和同步时钟等问题 会引入测量误差。
数据处理的基本步骤
1
数据插值
2
通过差值计算方法填补缺失数据,提高
数据的完整性。
3
数据预处理
对收集的原始数据进行校正和筛选,清 除无效数据。
数据分析
使用统计分析和建模等方法对数据进行 解释和推断。
常用的数据处理软件
1 Trimble Business Center
易于使用的专业GPS数据处理软件,支持多 种数据格式。
2 Leica Geo Office
强大的地理信息系统软件,适用于GPS数据 处理和分析。
3 ESRI ArcGIS
4 Topcon Tools
全球领先的GIS软件,提供专业级的数据处理 和地图制作功能。
1
数据收集
2
接收卫星信号并记录经纬度、海拔等测
量数据。
3
接收器设置
选择合适的测量模式和参数,并进行接 收器校正。
数据处理
对收集的数据进行差分、滤波和拟合处 理,得到精确的测量结果。
测量误差及其来源
多径误差
卫星信号被建筑物、树木等物体反射,导致接 收器收到多个信号。
精度误差
使用差分GPS技术进行测量数据处理的具体步骤

使用差分GPS技术进行测量数据处理的具体步骤引言差分GPS技术是全球定位系统(GPS)测量准确性的重要进展,它通过对接收机与参考站之间的差异进行校正,提高了测量数据的准确性。
本文将介绍使用差分GPS技术进行测量数据处理的具体步骤。
一、数据收集使用差分GPS技术进行测量前,首先需要收集相应的数据。
在开始之前,确保所有测量仪器都已经校准,并且天气条件适宜(尽量选择无云、无雨的天气)。
将参考站设置在测量区域附近,确保其收到的卫星信号质量较高。
同时,设置一个主站用于接收和处理采集到的数据。
二、测量数据采集进行实际测量时,将GPS接收器放置在要测量的点上,并保持一段时间以确保收集到足够的数据。
这个过程中,接收器将接收到卫星发出的信号,并记录下相应的时间和位置信息。
三、卫星数据获取将收集到的数据传输到主站,进行数据的处理和分析。
主站需要获取卫星导航文件,以便根据卫星信号进行数据校正。
这些卫星导航文件可从相关机构处获取,并通过无线网络或存储介质传输到主站。
四、卫星数据处理在主站上进行卫星数据处理,主要包括对收集到的数据进行差分处理,校正GPS接收器的时钟偏差和误差。
校正后的数据能够提供更加准确的位置信息。
五、差分定位计算使用校正后的数据,进行差分定位计算。
在这个过程中,主站会与参考站之间的相对位置进行比较,并计算相应的位置修正值。
这个修正值可以应用于其他GPS接收器,以提高其测量的准确性。
六、数据输出与分析将差分定位计算得到的数据输出,以供进一步的分析和使用。
这些数据可以是位置信息、坐标值、高程等。
根据需求,对这些数据进行统计、图表化、计算等操作,以获取更加详细和全面的测量结果。
七、数据验证与评估对输出的数据进行验证和评估,与其他测量方法进行比对。
这可以帮助验证差分GPS技术的准确性,并确定测量结果的可靠性。
如果出现异常或不符合预期的结果,可以进行进一步的检查和分析。
结论使用差分GPS技术进行测量数据处理的过程可以大大提高测量结果的准确性和精度。
GPS测量操作与数据处理

GPS测量操作与数据处理GPS测量(Global Positioning System)是一种使用卫星信号和地面接收器来确定位置的技术。
GPS测量包括多个步骤,包括准备工作、站点安装、数据采集和数据处理。
下面将对这些步骤进行详细说明。
首先,进行准备工作。
在进行GPS测量之前,需要获得一个GPS接收器和其他必要的测量设备,例如三角架、测量棒等。
接下来,需要选择一个适当的测量区域,并研究该区域的地理特征,以确定测量站点和总线路。
此外,还需要获得相关的专业地图,以便在测量过程中进行参考。
第二步是进行站点安装。
在选择好测量站点后,需要将GPS接收器正确安装在三角架上,并使用测量棒将其固定在地面上。
接收器应保持水平,以确保测量的准确性。
在安装过程中,还需要注意尽量避免将接收器安装在有遮挡物、高大建筑或植被丛生的区域,以确保接收到的卫星信号质量良好。
第三步是数据采集。
一旦安装完毕,接收器将开始接收卫星信号,并测量其位置和时间信息。
测量过程中,接收器会自动并跟踪多颗卫星,并获取它们的信号。
在测量过程中,需要保持接收器稳定,避免任何移动或干扰。
最后一步是数据处理。
在数据采集完成后,需要将采集到的原始数据进行处理,以获得最终的测量结果和位置坐标。
数据处理通常涉及到运用专业的软件来处理和解析原始数据,并应用相关的数学算法来消除误差和提高测量精度。
校正方法包括差分校正和多普勒效应校正等。
此外,数据处理还可能包括对测量结果进行质量控制和验证,以确保测量结果的准确性和可靠性。
在这个过程中,还可以进行数据过滤、插值和外推等操作,以进一步优化和改进测量结果。
总结起来,GPS测量操作包括准备工作、站点安装、数据采集和数据处理。
每个步骤都需要仔细规划和执行,以确保测量结果的准确性和可靠性。
通过正确使用GPS接收器和专业地图,运用相关的软件和算法对数据进行处理,可以获得高精度的位置测量结果。
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GPS测量与数据处理自学指导及参考习题第一部分内容提要:本部分主要教授全球定位系统的产生、发展及前景和GPS的应用。
与GPS的产生背景有关部分,重点介绍第一代卫星导航定位系统——子午卫星系统的原理及其局限性。
与GPS应用有关的部分,重点介绍GPS在军事、交通运输、及测量等领域中的应用。
习题:1、举例说明GPS在测量领域中的应用。
答:(1)用GPS建立和维持全球性的参考框架;(2)建立各级国家平面控制网;(3)布设城市控制网、工程测量控制网,进行各种工程测量;(4)在航空摄影测量、地籍测量、海洋测量中的应用。
(《GPS测量与数据处理》,P7)2、“Transit系统是一个连续、独立的卫星导航系统”这种说法正确吗,为什么?答:这种说法不正确。
子午卫星系统(Transit)中没有采用频分、码分、时分等多路接收技术。
接收机在某一时刻只能接收一个卫星信号,这就意味着子午卫星星座中所含的卫星数不能太多。
为防止在高纬度地区的视场中同时出现两颗子午卫星从而造成信号相互干扰的可能性,子午卫星星座中的卫星一般不超过6颗,从而使中低纬度地区两次卫星通过的平均间隔达1.5h 左右。
由于各卫星轨道面进动的大小和方向不一,最终造成各轨道面之间的间隔疏密不一。
相邻轨道面过密时会导致两颗卫星同时进入用户视场,造成信号相互干扰,此时控制中心不得不暂时关闭一颗卫星使其停止工作。
轨道面过疏时用户的等待时间有可能长达8~10h。
导航定位的不连续性使子午卫星系统无法称为一种独立的导航定位系统,而只能成为一种辅助系统。
(《GPS测量与数据处理》,P3)3、名词解释:多普勒计数答:若接收机产生一个频率为的本振信号,并与接收到的频率为的卫星信号混频,然后将差频信号()在时间段[,]间进行积分,则积分值,称为多普勒计数。
第二部分内容提要:本部分主要部分授GPS各部分,包括空间部分、地面监控部分和用户部分的组成与功能。
在用户部分中,重点介绍与GPS接收机有关的基本概念,例如天线平均相位中心偏差,接收通道等。
习题:1、GPS系统由哪几部分组成,并说明其作用?答:GPS系统由三个部分组成:空间部分(GPS卫星)、地面监控部分和用户部分。
各部分作用如下:(1)GPS卫星可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和导航电文,并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持正常运转。
(2)地面监控系统的主要功能是:跟踪GPS卫星,确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数,进行预报后再按规定格式编制成导航电文,并通过注入站送往卫星。
地面监控系统还能通过注入站向卫星发布各种指令,调整卫星的轨道及时钟读数,修复故障或启用备用件等。
(3)用户则用GPS接收机来测定从接收机至GPS卫星的距离,并根据卫星星历所给出的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。
2、GPS系统中卫星的广播星历是由()编制的:答案:BA 卫星上的处理器B主控站C监测站D注入站3、GPS测量中,如何消除天线平均相位中心偏差的影响?答:由于天线平均相位中心偏差的存在,GPS测量所得的位置并非标石中心的位置。
解决这个问题的一般方法有:(1)归心改正法。
进行GPS测量时若将接收机天线指标线指北,则有当基线两端使用不同类型的GPS接收机天线时,可用上述方法分别进行改正,将成果归算至标石中心。
(2)消去法。
在相对定位时,若使用的均是同一类型的GPS接收天线,将各站的天线指标线指北即可。
4、什么是接收通道?序贯通道与多路复用通道的工作原理有何区别?答:接收机中用来跟踪、处理、量测卫星信号的部件,由无线电元器件、数字电路等硬件和专用软件所组成,称为接收通道。
一个通道在一个时刻只能跟踪一个卫星某一频率的信号。
序贯通道的循环周期大于20ms;多路复用通道的循环周期小于或等于20ms。
由于导航电文中每个比特持续的时间为20ms,故多路复用通道可同时采集到各卫星的导航电文,而序贯通道则不能(必须通过其他渠道获得导航电文)。
5、名词解释:天线的平均相位中心偏差,天线高答:GPS测量中,天线对中是以接收机天线的几何中心(位于天线纵轴的中心线)为准的,而测量的却是平均相位中心的位置。
由于天线结构方面的原因,平均相位中心和几何中心往往不重合,两者之差称为平均相位中心偏差,其值由生产厂商给出。
天线平均相位中心至标石中心的垂直距离H称为天线高。
第四部分内容提要:本部分主要部分授GPS卫星的信号结构。
包括载波、测距码与导航电文各部分的功能与结构。
重点教授载波的频率特性、测距码的分类、导航电文三个数据块的基本构成以及GPS信号调制的模式。
习题:1、GPS卫星信号由哪几部分组成?答:GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文三部分组成。
其中:(1)可运载调制信号的高频振荡波称为载波。
GPS卫星所用的载波有两个:L1()和L2();(2)测距码是用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制码,包括C/A码和P码。
(3)导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码,也称数据码(D码)。
2、GPS导航电文包含以下哪些内容:答案:ABCA. 卫星星历B. 卫星钟改正数C. 电离层延迟改正参数D. C/A码距离观测值3、对于GPS卫星导航电文的第二数据块,下列那些说法正确? 答案:ACDA. 由第二、三子帧中的内容构成B. 包含该卫星钟的改正参数C. 包含该卫星的广播星历参数D. 包含该卫星星历的数据龄期4、试对课本上P33页的图2-9进行说明。
答:图2-9为GPS卫星信号构成示意图。
图中说明卫星发射的所有信号分量都是根据同一基准频率F经倍频或分频后产生的。
这些信号分量包括L1载波、L2载波、C/A码、P码和数据码。
经卫星天线发射出去的信号包括C/A码信号、码信号和码信号。
实施SA 政策时基准频率F中将加入快速抖动信号。
实施AS政策时P码将和W码进行模二相加,形成保密的Y码。
5、测距码调制到载波上的基本原理是怎样的?答:GPS卫星信号采用的是二进制相位调制法。
其基本原理是先将导航电文调制在测距码上,然后再将组合码调制到载波上。
6、名词解释:导航电文答:导航电文是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的位置、卫星的工作状态、卫星钟的修正参数、电离层延迟修正参数等重要数据的二进制代码,也称数据码(D码)。
它是用户利用GPS进行导航定位时一组比不可少的数据。
第五部分内容提要:本部分主要部分授第三章“GPS定位中的误差源”的前三节。
首先对GPS误差源进行概述,包括与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差和与接收机有关的误差三大类。
对每类误差产生的原理、性质进行综述。
对消除和削弱这些误差影响的主要方法进行介绍。
在此基础上,对两类误差包括钟误差和相对论效应进行了重点介绍。
习题:1. 与卫星有关的误差包括哪几类?答:与卫星有关的误差包括:卫星星历误差;卫星钟的钟误差;相对论效应。
2. 总体而言,消除和减弱各种误差影响的方法有哪些?答:消除和减弱各种误差影响的主要方法有:(1)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。
(2)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:对流层延迟、电离层延迟、卫星轨道误差、卫星钟差、接收机钟差。
限制:空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱。
(3)参数法原理:采用参数估计的方法,将系统性偏差求定出来。
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。
(4)选择较好且适用的软硬件和选择合适的测量地点与方法。
3.用广播星历钟的卫星钟差改正数进行改正后,卫星钟差残余量在什么量级?进一步进行改正的方法有哪些?答:用广播星历的卫星钟差改正数改正后,卫星钟差残余量为5~10ns,对测距的影响为1.5~3.0m。
为了适应更高精度的应用,进一步的改进方法有:1.利用测码伪距单点定位方法来确定接收机钟的钟差,精度估计可以达到0.1~0.2。
2.通过各种渠道获得精确的卫星钟钟差值,一般IGS是比较好的数据来源,目前IGS给出的卫星钟差的精度可以达到0.1ns。
3通过观测值相减来消除公共的钟差项。
4.为什么GPS测量中必须仔细地消除钟误差?答:在GPS测量中我们是以及卫星信号的传播时间来确定从卫星至接收机的距离的。
其中为卫星钟所测定的信号离开卫星的时刻,为接收机钟所测定的信号到达接收机的时刻。
若信号理论卫星时卫星钟相对于标准的GPS时的钟差为,信号到达接收机时接收机钟相对于标准的GPS时的钟差为,那么上述钟误差对测距所造成的影响为。
由于信号的传播速度c的值很大,因此在GPS测量中必须十分仔细地消除钟误差。
5.相对论效应的影响下,卫星钟频率是变快还是变慢?如何改正?答:相对论效应的影响下,卫星钟频率变快。
解决方法是在地面上生产原子钟时将钟的频率降低,f为卫星的真近点角。
另外为了求得相对论效应的精确值,用户还需加上一项改正:由于卫星钟的频率误差而引起的卫星信号传播时间的误差和测距误差为:其中e为卫星轨道的偏心率,E为偏近点角。
6.名词解释:物理同步误差,数学同步误差答:由GPS卫星上的卫星钟所直接给出的时间与标准的GPS时之差称为卫星钟的物理同步误差。
顾及改正数后的卫星钟读数与标准的GPS时间之差称为卫星钟的数学同步误差,其中。
数学同步误差是由卫星导航电文中所给出的钟差参数的预报误差以及被略去的随机项引起的。
第六部分内容提要:本部分主要部分授第三章“定位中的误差源”的第四、五节。
在卫星星历误差部分,重点从星历获取的来源、星历的精度等角度对广播星历与精密星历进行比较,分析星历误差对相对定位的影响,提出减弱星历误差的相应措施。
在电离层部分,重点部分授电离层误差的产生原理与双频改正模型。
习题:1.试对广播星历与精密星历进行比较。
答:卫星的广播星历是由全球定位系统的地面控制部分所确定和提供的,经卫星向全球所有用户公开播发的一种预报星历,其精度较差。
SA政策取消后,广播星历与IGS精密星历之差一般在10m以内。
精密星历则是为满足大地测量、地区动力学研究等精密应用领域的需要而生产的一种高精度的后处理星历(目前IGS也开始提供精密预报星历,以满足高精度实时定位用户的需要)。
目前的精密星历主要有两种:由美国国防制图局(DMA)生产的精密星历以及由国际服务(IGS)生产的精密星历。