GPS卫星定位误差来源
GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法

GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法导言随着科技的不断发展,全球定位系统(GPS)在测绘领域中扮演着越来越重要的角色。
然而,由于多种原因,GPS定位系统在测绘过程中可能存在一定的误差。
了解这些误差以及相应的校正方法对于确保测绘结果的准确性至关重要。
误差来源GPS定位系统在测绘过程中的误差可能来自多个方面,包括天线高度、大气延迟、多径效应、钟差、轨道误差等等。
这些误差源可以归结为系统误差和随机误差两类。
系统误差是由于GPS系统本身的特点或者用户设备的特殊性引起的,例如天线高度误差可能导致信号衰减,从而影响定位精度。
解决系统误差主要依赖于设备的校正和改进。
随机误差是由于环境和人为因素而引起的不可预测的误差。
这些误差通常是临时性的,难以完全避免。
然而,通过采用合适的数据处理方法和统计模型,可以在一定程度上减小随机误差对测绘结果的影响。
误差校正方法1. 信号补偿信号补偿是校正GPS定位系统误差的一种常见方法。
例如,大气延迟是导致定位误差的一个主要因素。
通过测量大气延迟并进行相应的补偿,可以显著提高定位精度。
这可以通过使用大气模型和天气观测数据来实现。
2. 数据处理技术数据处理技术对于校正GPS定位误差也起着至关重要的作用。
其中,差分定位是一种常用的技术。
差分定位利用有两个接收机,一个处于已知位置的参考站点,另一个处于测量位置的流动站点。
通过对两个接收机接收到的信号进行比较,可以得到一个差分修正值,从而消除了两个接收机之间的共同误差。
此外,数据滤波技术也可以被用来减小随机误差的影响。
数据滤波可以通过使用滤波器对收集到的数据进行处理,去除异常值和噪声,从而提高定位精度。
3. 多系统融合多系统融合是另一种校正GPS定位误差的方法。
目前,除了GPS系统外,全球导航卫星系统(GNSS)还包括其他系统,例如格洛纳斯(GLONASS)和伽利略(Galileo)。
通过使用多个系统提供的定位信息,可以显著提高定位精度并减小误差。
GPS定位系统在测绘中的误差及其校正

GPS定位系统在测绘中的误差及其校正近年,全球定位系统(GPS)在测绘领域广泛应用,成为现代测绘的重要工具。
然而,GPS定位系统的测量精度不可避免地存在一定的误差,这对于需要高精度测绘数据的应用来说,可能带来一系列问题。
本文将探讨GPS定位系统的误差来源及校正方法,以期提高测绘数据的准确性与可靠性。
一、GPS定位系统误差来源1. 大气层延迟误差:GPS信号在穿过大气层时会发生延迟,导致定位结果产生偏差。
这主要由大气层中的水汽含量、温度、压力等因素所引起。
2. 卫星发射钟误差:GPS卫星发射钟的精确度无法达到理论上的完美,钟的频率可能出现细微偏差,进而影响测量结果。
3. 卫星轨道误差:由于各颗卫星在轨道上的摄动等因素,其运行轨迹不会完全符合理论轨道,从而引起时间误差。
4. 多径效应:接收天线接收到的信号可能会经过多次反射,导致信号延迟,从而产生定位误差。
5. 接收机钟差:GPS接收机内部的时钟精度有限,存在一定的误差,会对定位结果造成影响。
二、GPS定位系统误差的校正方法1. 差分定位法:差分定位法是最常用和最有效的校正方法之一。
它通过同时观测参考站和待测站的GPS信号,利用参考站的已知坐标和观测数据,计算出两个站点间的差异,进而校正待测站点的定位误差。
2. 精密轨道确定法:通过利用卫星轨道参数提供的精密轨道数据,结合接收机的测量结果,计算卫星的真实位置,从而减小轨道误差对定位结果的影响。
3. 多频率接收机技术:多频率接收机可以利用不同频率的信号对多径效应进行抵消,从而提高定位精度。
4. 大气层延迟模型校正:根据大气层的温度、湿度、压力等参数,采用相应的模型对大气层延迟误差进行校正。
5. 时钟差校正:通过与参考源对比,校正接收机内部时钟的误差。
三、GPS定位系统误差校正的应用GPS定位系统的高精度测绘数据广泛应用于地图制作、土地测量、工程测量、导航定位等领域。
对于地图制作来说,GPS定位系统提供的高精度数据能够提高地图的准确性,并为城市规划、交通规划等提供重要依据。
测绘技术中常见的GPS测量误差及其处理方法

测绘技术中常见的GPS测量误差及其处理方法GPS测量误差是测绘技术中常见的一个问题,它会对测量结果的准确性和可靠性产生一定的影响。
本文将从几个方面讨论GPS测量误差及其处理方法,以帮助读者更好地理解和运用GPS测量技术。
一、GPS测量误差的来源GPS测量误差主要来自以下几个方面:1. 星历误差:GPS卫星的轨道预报存在一定的误差,这会导致卫星位置的偏差。
从而引起接收器测量结果的不准确。
2. 电离层延迟:GPS信号在通过电离层时会发生传播速度变化,从而产生延迟。
这种延迟会导致测量结果的偏移。
3. 对流层延迟:GPS信号在通过对流层时也会发生传播速度变化,引起延迟。
这个延迟主要受天气条件的影响,如温度、湿度等,会导致测量误差的增大。
4. 多径效应:GPS信号在传输过程中可能会被建筑物、树林等障碍物反射,形成多个信号路径。
这些反射信号会与直达信号叠加,导致测量结果的偏差。
二、GPS测量误差的处理方法针对GPS测量误差,我们可以采取以下几种方法进行处理:1. 差分GPS测量:差分GPS测量是一种通过同时测量参考站和待测站的方式,消除大部分GPS测量误差的方法。
通过获取参考站与待测站之间的差异,可以得到相对准确的测量结果。
2. 排除异常值:在大量的GPS测量数据中,可能存在一些异常值,这些异常值可能是由于设备故障或环境因素引起的。
通过统计学方法,可以识别和排除这些异常值,提高测量数据的可靠性。
3. 数据平滑处理:由于GPS测量误差的存在,测量数据可能存在一定的波动和不稳定性。
通过对数据进行平滑处理,可以减小误差对结果的影响,得到更加平稳的测量结果。
4. 多基线处理:对于需要测量较大区域的工程,使用多个基准站进行GPS测量可以提高精度和可靠性。
通过基线向量之间的相互比较和校验,可以减小误差的累积效应。
5. 校正模型:根据GPS测量误差的特点,可以建立相应的校正模型。
通过对误差进行建模和拟合,可以对测量结果进行修正,提高准确性。
gps测量坐标误差有多大

GPS测量坐标误差有多大GPS(全球定位系统)是一种利用卫星定位技术来获取地理位置信息的系统。
它广泛应用于导航、地理测量、军事和民用等领域。
然而,由于多种原因,GPS测量坐标会存在一定的误差。
误差来源GPS测量坐标的误差主要来自以下几个方面:1.卫星误差:卫星的精密轨道、钟差和天线相位中心等因素都会对测量结果产生影响。
虽然GPS系统会采取一系列措施来校正这些误差,但仍然无法完全消除。
2.大气延迟:由于GPS信号在穿过大气层时会受到大气介质的影响,导致信号传播速度发生变化。
这种大气延迟会导致测量结果与真实位置之间产生误差。
3.多路径效应:当GPS信号在到达接收机之前与建筑物、树木等障碍物发生反射后再次达到接收机时,会产生多路径效应。
这种效应会导致信号的传播路径变长,进而引起测量误差。
4.接收机误差:包括接收机的硬件设备、信号处理以及观测条件等因素,都会对测量结果产生影响。
接收机的性能越好,产生的误差就越小。
误差类型在GPS测量过程中,常见的误差类型包括:1.精度误差:指GPS测量结果与真实位置之间的差异。
通常以水平误差和垂直误差来衡量。
水平误差是指实际测量结果与真实位置在水平方向上的差距,垂直误差则是指在垂直方向上的差距。
2.相对误差:指同一测量点在不同时间或不同接收机进行测量时产生的误差。
相对误差可以通过对同一位置进行多次测量,并对结果进行比对来评估。
3.绝对误差:指GPS测量结果与真实位置之间的绝对差距。
由于无法得知真实位置,所以无法直接获得绝对误差。
通常通过测量点的相对误差和已知参考点的坐标来间接获得。
误差量化为了评估GPS测量坐标误差的大小,通常采用以下方法进行量化:1.信号强度指示(Signal Strength Indicator,SSI):SSI是衡量GPS信号强度的指标,通常以百分比或分贝表示。
信号强度越高,误差越小。
2.几何精度因子(Geometric Dilution of Precision,GDOP):GDOP是一种衡量卫星几何配置对GPS测量结果精度影响的量化指标。
卫星导航系统的误差分析及其纠正方法

卫星导航系统的误差分析及其纠正方法卫星导航系统是现代化的导航方式之一,已成为人们旅行、航空、海洋、地质勘探等领域中必不可少的工具之一。
但是,由于各种外在因素的影响,卫星导航系统的精度不可避免地会受到误差的干扰,从而影响到实际使用效果。
因此,本文将针对卫星导航系统的误差分析及其纠正方法进行探讨。
误差来源卫星导航系统的误差来源主要有以下几种:1.天气因素:天气条件的变化,如雷暴、降雨等,会对信号传输造成干扰,导致误差出现。
2.电离层:电离层会对信号产生折射、延迟等影响,从而影响卫星导航系统的精度。
3.卫星轨道误差:卫星轨道的非理想性和不稳定性会使得卫星发射的信号的时间和位置出现误差。
4.接收机性能问题:接收机的性能问题也会影响卫星导航系统的精度。
接收机信噪比的大小,接收机灵敏度等问题都可能产生误差。
误差分析为了消除误差对卫星导航系统的影响,需要对误差进行分析。
对于卫星导航系统而言,误差分析主要分为两个方面:一是对误差进行分析,二是根据误差分析结果采取相应的纠正措施。
误差分析的第一步就是对误差进行排查。
根据误差来源的不同,采用不同的方法进行分析。
对于电离层误差,可以利用多路径组合技术进行处理。
对于卫星轨道误差,可以利用多源数据融合方法进行处理。
对于接收机性能问题,可以采用时差差分技术或载波相位差分技术进行处理。
误差纠正误差纠正方法可以大致分为两类。
一类是通过信息处理技术对误差进行纠正,例如利用多路径组合技术降低电离层误差、利用多源数据融合方法降低卫星轨道误差等。
另一类是通过通信技术对误差进行纠正,例如利用差分定位技术对接收机性能问题进行纠正。
差分定位技术是最为常见的一种误差纠正技术。
它可以通过在同一时刻同时接收多个卫星信号,然后将它们之间的差异作为误差的补偿,从而提高卫星导航系统的定位精度。
差分定位技术的准确性取决于差分基线的长度和稳定性。
如果差分基线长度较短,误差的补偿也相对较小。
但如果差分基线长度过长,则信号会受到多路径影响,从而导致误差更大。
GPS测量中坐标纠正与误差分析

GPS测量中坐标纠正与误差分析GPS(Global Positioning System,全球定位系统)已经成为现代测量领域中不可或缺的工具。
通过接收卫星发射的信号,GPS可以准确测量出地球上某一点的经纬度坐标。
然而,在实际应用中,由于多种因素的影响,GPS测量的坐标可能存在一定的误差。
因此,对GPS测量中的坐标进行纠正与误差分析,对于提高测量精度和可靠性至关重要。
首先,我们需要了解GPS测量中可能存在的误差来源。
一般来说,GPS测量误差主要包括:卫星钟差、电离层延迟、大气延迟、多径效应、接收机钟差、观测数据产生与处理中的误差等。
卫星钟差指的是卫星发射信号的时间与卫星自身的时间存在一定的偏差,导致测量结果不准确。
电离层延迟是由于卫星信号在经过大气电离层时受到电离层的影响,造成信号传播速度变化,从而引起测量误差。
大气延迟是由于信号经过大气层时受到大气密度变化的影响,导致测量结果出现偏移。
多径效应指的是卫星信号在传播过程中,除了直接到达接收机外,还存在与地面或建筑物反射后到达接收机的信号,这些多路径信号会导致测量结果产生误差。
接收机钟差是指接收机内部时钟与GPS系统时间存在一定的差异,也会影响到测量结果的精度。
针对以上误差来源,我们可以采取一系列纠正措施来提高GPS测量的准确性。
首先,卫星钟差可以通过测量多颗卫星的信号并进行差分处理来纠正。
差分GPS技术能够消除卫星钟差对测量结果的影响,提高测量的准确性。
其次,电离层延迟和大气延迟可以通过接收机和卫星信号之间的差分处理来消除。
接收机将两颗卫星的信号之间的差异作为电离层和大气延迟的参考,从而进行纠正。
此外,采用多路径抑制技术可以降低多径效应对测量结果的影响。
这种技术包括选择合适的接收机和天线,减少信号的反射和干扰。
最后,接收机钟差可以通过接收机内部的校正机制进行补偿。
除了进行误差纠正,我们还需要进行误差分析,了解测量结果的可信程度和误差范围。
误差分析是通过对测量数据进行统计分析,得出误差的概率分布和置信区间。
第6章GPS测量的误差来源及减弱措施

误差影响定位精度10-30 m接收机天线相位中心的偏移和变化消除或消弱各种误差影响的方法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改正后的观测值=原始观测值+模型改正•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消除或消弱各种误差影响的方法②消除或消弱各种误差影响的方法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消除或消弱各种误差影响的方法④•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6.1 GPS测量误差分类及对距离测量的影响与信号传播有关的误差与卫星有关的误差与接收机有关的误差其它误差•对流层折射•电离层折射•多路径效应•星历误差•卫星钟差•相对论效应•接收机钟差•位置误差•天线相位中心的偏差及变化•各通道间的信号延迟误差•地球潮汐1.5-15m1.5-15m1.5-5m1. m6.2 与信号传播有关的误差电离层折射对流层折射多路径误差电离层中的气体分子由于大气折射效应)利用电离层改正)(2cos P T t P-π∑3ϕαDC =5ns T P =14hαn 和βn :由导航tropion N δρδρλ++- 6.2.2对流层折射▪离地面高度40km 以下的大气层,是一种非电离大气层。
GPS测量的主要误差来源及其影响

实测星历根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。
7第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响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。
8第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响相对定位利用两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。
第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响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:--- 基线长;db——卫星星历误差所引起的基线误差;p 一一卫星至测站的距离;ds——星历误差;ds——卫星星历的相对误差。
第二节与卫星有关的误差3.减弱星历误差影响的途径1)建立自己的GPS卫星跟踪网独立定轨2)相对定位3)轨道松弛法9第二节与卫星有关的误差二、卫星钟的钟误差卫星钟采用的是GPS时,但尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟御钟和锥钟),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Ims 以内,由此引起的等效距离可达300km o11第二节与卫星有关的误差二、卫星钟的钟误差卫星钟差的改正卫星钟差可通过下式得到改正:is aO al(t iff)日2(t W1)相对定位:利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时可以有效地减弱电离层折射的影响,即使不对电离层折射进行改正,对基线成果的影响一般也不-6会超过IXIO O16第三节卫星信号传播误差2减弱电离层影响的有效措施2)双接收:如分别用两个已知频率fl和f2发射卫星信号,则两个不同频率的信号就会沿同一路径到达接收机。
公式中积分值虽然无法计算,但对两个频率的信号却是相同的。
第三节卫星信号传播误差二、对流层折射、对流层及其影响2、减弱对流层影响的措施3、用霍普非尔德公式进行对流层折射改正17第三节卫星信号传播误差1、对流层及其影响对流层是高度为50km以下的大气层,由于离地面更近,其大气密度比电离层更大,大气状态变化更复杂。
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GPS 卫星定位的误差来源分析GPS是一个庞大的系统(由GPS卫星、用户和地面的监控站三部分组成) ,GPS 测量是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息,计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离,采用空间距离后方交会方法,来确定地面点的三维坐标。
误差的组成也很复杂:根据不同的研究方向和研究重点, 误差的分类各有不同。
通常是按误差的性质将其分为系统误差和偶然误差两类;而从误差的来源又可以将其分为与GPS卫星有关的误差、与GPS卫星信号传播有关的误差和与GPS信号接收机有关的误差。
此篇文章主要论述除钟差、电离层、对流层、多路径效应以外的GPS卫星定位的误差来源。
在高精度的GPS测量中,还应注意到与地球整体运动有关的地球潮汐、负荷潮及相对论效应等影响。
1、与GPS卫星有关的误差(1)卫星星历误差由星历所给出的卫星在空间的位置与实际位置之差称为卫星星历误差。
卫星星历分为广播星历和精密星历。
广播星历是通过GPS卫星发送的一种预报星历。
因为我们不能充分了解卫星上存在的各种摄动因素,所以预报星历钟存在较大的误差。
精密星历是根据实测资料进行拟合处理而得出的。
它需要在一些已知精密位置的点上跟踪卫星来计算观测瞬间的卫星真是位置,从而获得准确可靠的精密星历。
(2)相对论效应相对论效应是由于卫星钟和接收机钟所处的状态(运动速度和重力位)不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象。
在广义和狭义相对论的综合影响下,钟安放在卫星上比安放在地面上要快,为消除这一影响,一般将卫星钟的标准频率减小 4.5×10-3Hz。
(3)美国的SA 政策和AS 政策美国军方为限制非特许用户利用GPS 进行高精度定位, 采用了降低系统精度的政策: SA ( Select iv e Availability )政策和AS( Anti - Spoofing ) 政策。
SA 政策即选择可用性技术, 通过ε( dither) 和δ( epsilon) 两种技术实现。
ε技术是通过人为干扰卫星星历数据, 降低GPS 数据传播的轨道参数精度, 从而达到降低利用C / A码进行实时单点定位精度的目的; δ技术则是对GPS 卫星的基准信号人为地引入一个高频抖动信号, 使GPS 卫星频率10. 23 MHz 加以改变, 导致定位产生干扰误差。
采取上述措施后未经授权的用户使用全球定位系统的定位精度被降低为平面位±100 m, 高程±156 m, 速度±0. 3 m/ s, 时间±340ns。
上述误差置信度为95% 。
美国政府已宣布于2005 年5 月1 日子夜取消SA 政策。
AS 政策即反电子欺骗技术, 其目的是为了在和平时期保护其P 码, 战时防止敌方对精密导航定位作用的P 码进行电子干扰。
由于SA对每个卫星附加的偏差不同, 而且同一卫星的不同时段偏差的值也不同, 因此SA 偏差对测量结果的影响很大。
2、与GPS卫星信号传播有关的误差(1)周跳接收机由于某种原因( 如卫星信号被挡住) 对卫星短时间失去跟踪, 致使相位变化无法测出,称为失周或失锁,也称为周跳产生周跳的原因有:卫星信号被天线附近的地形地物短时间遮挡;多路径误差、电离层活动加剧、对流层延迟影响;动态测量时, 由于载体运动速度太快或天线倾斜使信号丢失;GPS 接收机质量不佳等。
(2)太阳光压太阳光压对GPS 卫星产生摄动加速度。
太阳光压对卫星产生摄动以影响卫星的轨道, 它是精密定位的主要误差源。
目前太阳光压改正模型有: 标准光压模型、多项式光压模型和ROCK4 光压摄动模型。
3、GPS信号接收机有关的误差(1)噪声误差噪声误差是由PRN( 伪随机噪声码, Pseudo Ran2domNoise) 的噪声误差和接收机噪声误差构成。
接收机噪声主要由天线噪声、传输线噪声、接收机内部噪声三部分组成。
GPS 测量的主要观测量是卫星信号从卫星到接收机的时间延迟, 为了测量时间延迟, 要在接收机内复制测距码信号, 并通过接收机的时间延迟器进行相移, 使复制的码信号与接收到的相应码信号达到最大相关, 其必须的相移量, 便是卫星发射的码信号到达接收机天线的传播时间。
卫星发射码与接收机内复制的相应测距码之间的相位差, 通常其大小约为码元宽度的1% 。
根据相位差与码元宽度的这种关系, 我们可初步估计各种波长的信号的观测精度。
对C/A 码而言, 码元宽度为293m, 所以其观测精度约为2. 9m;P码的码元宽度为29. 3m, 其观测精度约为0. 29m。
由于载波的波长远小于码的波长, 因此在分辨率相同的情况下, 载波相位的观测精度比码相位的观测精度要高得多。
对L1 载波( 波长为19.03cm) 而言观测, 误差约为2.0mm; L2 载波( 波长为24.42cm) 的观测误差约为2.5mm。
因此P码和载波相位的观测精度比C/A码要高得多, 双频接收机的观测精度要高于单频接收机的观测精度。
同时,由于不同的接收设备, 其接收机噪声误差也不尽相同, 主要是由于它们的天线噪声、传输线噪声、接收机内部噪声各不相同。
因此接收设备的性能也是影响观测精度的一个方面。
(2)卫星轨道偏差该偏差指卫星星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置间的偏差。
由于卫星星历是GPS 定位的主要数据依据, 卫星在运行中要受到多种摄动力的影响, 而地面监测站及主控站又难以精确测定其对每一个卫星的作用力, 因此主控站( 和监控站) 不能精确测定并给出每一个卫星的瞬时轨道信息, 由此形成卫星轨道偏差。
目前有效的方法是采用由美国国家大地测量局(NGS) 提供的精密星历, 同时采用不断改进的定轨技术及摄动力模型和同步观测值求差来降低或消除这一误差。
(3)接收机位置误差接收机天线相位中心与标石中心位置的误差叫接收机位置误差。
包括天线的整平对中误差、天线高误差。
在精密定位时,要仔细操作,来尽量减少这种误差影响。
在变形监测中,应采用有强制对中装置的观测墩。
为减少这种误差,此项误差可通过严格检验校对天线的对中整平设备、采取适当的防风措施等。
(4)天线相位中心位置偏差在GPS测量中,观测值都是以接收机天线相位中心位置为准的,天线的相位中心与其几何中心在理论上保持一致。
实际上天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同有所变化,即观测时相位中心的瞬时位置与理论上的相位中心有所不同,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。
这种偏差的影响可达数毫米至厘米,而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
在实际工作中若使用同一类天线,在相距不远的两个或多个测站同步观测同一组卫星, 可通过观测值求差来减弱相位偏移的影响。
但这时各测站的天线均应按天线附有的方位标进行定向,使之根据罗盘指向磁北极。
同时使用性能好的天线,(如扼流圈天线),以求尽可能的减少相位中心位置偏差带来的误差。
接收机天线的几何中心相对于测站标石中心的位置偏差即为接收机位置误差,主要指天线的整平和对中误差及天线高量取误差。
此项误差可通过严格检验校对天线的对中整平设备、采取适当的防风措施等。
4、其它误差(1)地球自转的影响及修正算法地球自转的影响。
GPS采用的是协议地球系,若某一时刻卫星从瞬时空间位置向地面发射信号, 当地面接收机接收到卫星信号时, 与地球固连的协议坐标系相对于卫星发生瞬间位置已发生了旋转( 绕Z轴旋转)。
这样接收到的信号会有时间延迟,延迟大小与地球自转速度有关。
GPS信号的空间传播时间约为0.067s左右,由于地球的自转造成的,GPS信号发送时与到达接收机时卫星轨道差为:式中ω是地球自转角速度,位置偏差导致的站星距离差为:(2)地球潮汐的误差地球潮汐的影响,地球并非刚体, 在太阳和月球的万有引力作用下, 固体地球会产生周期性形变, 这种现象被称为地球固体潮。
地球固体潮可使地面点在垂直方向上的位移达在高精度单点定位和中长距离相对定位中不可忽略此项影响。
(3)人为误差误差大多与人为因素有关, 由于它对观测结果的影响很大, 所以我们应时刻注意避免此类误差出现。
用户的人为误差, 包括大地基准点的选取及对仪器的操作规程的掌握程度( 仪器安置误差, 对中、整平、天线方位的定向等) , 量测天线高度的误差等。
接收机软件和硬件引起的误差, 要求出测前要检校仪器。
主控站和监控站由于人为的或计算机错误引起的误差, 由这类误差( 或者称为错误) 引起的误差可以由1m到几百公里, 其严重后果可想而知。
美国随时可能启用的AS ( 反电子欺骗, AntiSpoofing) 技术。
AS 技术是P 码经过译密技术处理变为Y码, 由P码与高度机密的W码模2和形成Y码。
AS 和SA 是两个独立的干扰GPS 测量精度的技术。
其它电磁波的影响包括接收机天线附近地区的电磁波的干扰( 高压电线, 发射台等等) 。
(4)卫星的空间位置和能见度所引起的误差卫星的空间位置和能见度也是影响观测精度的一个重要方面。
卫星的空间位置, 我们用PDOP( 空间位置精度因子, Position Dilution of Precision) 来表示, 但通常都用几何精度因子GDOP(Geometric Dilution of Precision) 来描述空间位置精度因子PDOP和时间误差TDOP( 接收机钟差精度因子, Time Dilution of Precision) 的综合影响的精度因子。
计算方法是:GDOP= [ ( PDOP) 2+ (TDOP) 2] 1/ 2GPS 绝对定位的误差与精度因子(DOP) 的大小成正比。
既然精度因子的数值与所测卫星的几何分布图形有关, 那么何种分布的图形比较适宜, 就成了人们研究的中心问题。
经分析研究表明: 当观测站与4颗观测卫星所构成的六面体体积越大时, 所测卫星在空间的分布范围也越大, 而这时的GDOP 值越小,观测的精度也越好; 但是为了降低大气折射对观测精度的影响, 通常都要先限制观测卫星的高度角( 上述大气折射对观测精度的影响) 。
当所测卫星在空间的分布范围越大, GDOP 值越小;当所测卫星在空间的分布范围越小, 则GDOP 值越大。
当GDOP值越小,则观测效果就越显著。
因此可参照GDOP值的大小, 决定观测效果的好坏, 同时决定是否采用此点位或此观测值。
但是光有好的GDOP(GDOP值较小)而没有好的能见度, 也是没有用的。
因此观测站周围屏障物的高度角应小于15b。
5、结束语GPS 定位是采用空间测距后方交会原理来定位的。
定位过程中由于各种误差的影响, 所以在实际工作中必须严格按照测量规程要求进行操作, 尽量减小和降低各项误差, 提高定位精度。
在GPS 接收机满足精度要求的前提下, 定位主要误差源是多路径效应、周跳和点位的对中误差。