李玉柏卫星导航与定位006- GPS定位误差分析(第五版)
定位误差的分析与计算
定位误差的分析与计算一、定位误差的概念和原因定位误差是指定位系统测量结果与真实位置之间的差异或偏差。
在现代生活中，定位系统广泛应用于导航系统、无人驾驶、无人飞行器等领域，而定位误差对于系统的准确性和可靠性至关重要。
1.信号传播误差：这是由于信号在传播过程中受到大气中的影响，如电离层、大气湿度等所产生的误差。
这种误差对于GPS系统尤为明显，导致多径效应、钟差误差等。
2.接收机误差：接收机的硬件和软件系统可能存在不同程度的误差。
硬件方面，接收机的时钟精度、天线阻抗匹配等问题都可能导致定位误差。
软件方面，接收机的算法、数据处理等也可能引入误差。
3.观测误差：观测误差是指由于测量设备的精度或不完善性所导致的误差。
例如，测量设备的精度限制了对信号强度、TOA（Time of Arrival）等参数的准确测量。
4.环境因素：环境因素也是定位误差产生的原因之一、比如，建筑物、树木、走廊等物体会对信号传播产生阻碍和衍射，从而影响接收机的测量结果。
5.多径效应：多径效应是指信号传播过程中，信号除了直射到达接收机外，还经历了反射，导致信号的多个传播路径同时到达接收机。
多径效应会产生明显的信号干扰和测量误差。
二、定位误差的计算方法1.位置误差计算：位置误差是指实际测量位置与真实位置之间的距离差异。
一种常见的计算方法是通过比较GPS测量点与参考点之间的差异来计算位置误差。
通过收集多个测量点的数据，可以使用最小二乘法进行曲线拟合，从而计算出测量点与真实位置之间的距离差异。
2.时间误差计算：时间误差是指实际测量时间与真实时间之间的差异。
在GPS系统中，时间误差主要由于卫星钟的钟差所引起。
通过GPS接收机接收到的卫星信号的时间戳和GPS接收机内部的时间戳之间的差异，可以计算出时间误差。
4.误差修正算法：为了减小定位误差，可以使用一些误差修正算法来对测量结果进行修正。
一种常见的方法是差分GPS技术，通过使用两个或多个接收机接收同一卫星信号，对测量结果进行差分处理，从而减小定位误差。
GPS定位中的误差分析
3期
康四林等： GPS 定位中的误差分析
223
GPS 的控制部分由 GPS 卫星跟踪站组成。 由于这些跟踪站的作用不同， 它们又被分为主控站、 注入站、监测站。 主控站设在美国本土科罗拉多州斯平 士 （ Colorado. Spings ） 的 联 合 空 间 执 行 中 心 CSOC （ Consolidated Space Operation Center） 。注入站分别设在大西洋的阿森松岛 （ Ascension ） 、 印度洋 的狄哥·伽西亚（ Diego Garcia） 和太平洋的卡瓦加兰 （ Kwajalein ） 3 个美国空军基地上。 早期的 GPS 地 面监测站只有 5 个。除一个单独设在夏威夷外，其余 4 个都分设在主控站和注入站上。 后增至 6 个， 2005 年末，美国国家地理空间情报局 （ NGA） 的 6 个监测站纳入 GPS 的卫星地面监测网络， 到 2006 年又增加了 5 个 NGA 监测站。这样，GPS 的地面监测站数量达到了 17 个，保证了任意一颗 GPS 卫星 在任何时刻都至少有 3 个监测站跟踪。 主控站控制和协调各个监测站和注入站的工作 ，收集各个监测站所测得的伪距和积分多普勒观测 值、气象要素、卫星时钟和工作状态的数据、监测站自身的状态数据。主控站根据所收集的数据及时 计算出每颗 GPS 卫星的星历、时钟改正、 状态数据以及信号的大气传播改正， 并按一定格式编制成 导航电文，传送到注入站。当某一颗 GPS 卫星离分配给它的轨道位置太远时， 主控站能够对它进行 轨道改正，主控站还能进行卫星调度，让备用卫星去取代失效的工作卫星 。主控站肩负监测整个地面 控制部分是否正常工作，监测注入给卫星的导航电文是否正确 ，监测卫星有否将导航电文发送给了用 户。各个监测站监测 GPS 卫星信号，对飞越其上空的 GPS 卫星进行伪距等测量， 并将其测量值发向 主控站。注入站将主控站计算出的卫星星历和卫星钟的改正参数等注入到 GPS 卫星中去， GPS 卫星 的导航数据，每隔 8 小时注入一次。 1. 3 用户部分 GPS 系统的用户部分即 GPS 信号接收机。GPS 信号接收机是实现 GPS 卫星导航定位的终端仪器。 它是一种能够接收、跟踪、变换、处理 GPS 卫星导航定位信号的无线电接受设备。 GPS 系统是一种 单程系统，用户只接收而不必发射信号，因此用户的数量不受限制。 从 GPS 信号接收机的结构角度分析， GPS 接收机可概括为天线单元和接收单元两大部分。 天线 单元由接受天线和前置放大器两个部件组成 。天线单元的作用是将到达 GPS 信号接收天线的 GPS 电 磁波变换成微波电信号，并将微弱的 GPS 电信号予以放大。 接收单元由信号波道、 存储器、 微处理 机、频率合成器、显控器、电源等部件组成。信号波道不是一种简单的信号通道 ，而是一种软硬件相 结合的有机体。频率合成器是用一个独立的基准频率源 ，在压控振荡器的支撑下，运用信号的分频和 倍频功能，获得一系列与基准频率稳定度相同的信号输出 。 GPS 信号接收机有多种分类方法。按测量站星距离所用测距信号的不同 ，GPS 信号接收机可以分 为以下 3 种类型： （ 1 ） 码接收机： 用伪噪声码和载波作测距信号； （ 2 ） 无码接收机： 仅用载波作测距 信号； （ 3 ） 集成接收机： 即用 GPS 信号，又用 GLONASS 信号测量站星距离。
GPS卫星定位误差来源
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。
卫星导航系统的误差分析和矫正技术
卫星导航系统的误差分析和矫正技术卫星导航技术可以说是信息时代中最重要的技术之一，它极大的影响了人类社会的许多方面。
GPS(Global Positioning System)卫星导航系统是全球范围内最为广泛使用的卫星导航系统之一，它被广泛应用于汽车导航、航海、军事、航空和石油勘探等领域。
然而，GPS系统并非完美无缺，其误差来自多方面，因此误差分析和矫正技术是至关重要的。
一、GPS误差来源GPS包括空间段和用户段两大部分，误差来源也分为空间段和用户段两类。
1.空间段误差（1）卫星轨道误差由于GPS卫星在轨道上含有不等大小的偏差，轨道参数不是完全精确的，因此卫星讯径的误差会对用户位置解算结果产生一定的影响。
（2）卫星钟差误差卫星钟的精度对GPS定位的影响也非常大。
卫星内部发生的微小摄动、温度变化和衰变等因素都会影响卫星钟的精度，导致GPS的误差。
2.用户段误差（1）电离层误差地球上的电离层是由于太阳辐射所激发的电离化气体层，这层大气对卫星信号传递的影响极大，对GPS定位精度影响较大。
（2）大气延迟误差细分为快速和慢速大气延迟误差，主要因为大气介质对GPS信号具有不同的传输特性，这种误差主要由各自设置的卫星轨道、时间信息实现矫正。
（3）信号多径误差信号多径效应指的是GPS接收器从多条径线接收同一信号所产生的误差，这种误差通常会与反射面有关，因此高楼、山谷等区域的多路径效应将会更加严重。
二、GPS误差分析误差分析是确定卫星导航系统精度和性能限制的重要方法。
通常，误差分析主要有以下三个步骤：1.卫星轨道的误差分析通过收集GPS卫星的实际运行数据和模拟数据等数据来分析和评估卫星轨道的误差。
2.用户端误差分析比较常用的方法是通过实测精度与原理误差之间的比较来评估GPS测量系统的性能。
3.误差来源分析系统接收的信号来自多个来源，用于定位的测量数据包括多种误差。
因此，为了正确识别GPS测量系统的误差来源，需要使用数据处理和优化技术分析卫星导航信号产生的误差源，例如，BP神经网络、定位方程、贝叶斯网络等。
如何进行卫星定位技术的误差分析和纠正
如何进行卫星定位技术的误差分析和纠正卫星定位技术的误差分析和纠正导语：卫星定位技术在现代社会中扮演着重要的角色，它广泛应用于导航、气象、农业、测绘等领域。
然而，由于各种因素的干扰，卫星定位技术存在着一定的误差。
本文将探讨卫星定位技术的误差分析和纠正方法，以提高定位精度。
一、误差来源分析卫星定位技术的误差来源众多，其中包括系统误差和随机误差两大类。
1.系统误差系统误差主要由卫星定位系统的硬件和软件等因素引起。
比如，卫星时钟的不准确、卫星轨道预测的误差、接收机的频率漂移等都会导致系统误差。
此外，传播介质（如大气、电离层）对信号传输的影响也是系统误差的一个重要来源。
2.随机误差随机误差受周围环境和测量条件的影响，其误差大小不确定且随机分布。
例如，电离层中电子密度的不均匀分布、多径效应、接收机的噪声等都会产生随机误差。
二、误差分析方法为了准确分析卫星定位技术中的误差，需要使用一系列的分析方法和数学模型。
1.差分定位法差分定位法是一种常用的误差分析方法，它利用两个或多个接收机同时观测到相同卫星信号的差分测量值进行误差分析。
通过对比差分测量值与真实测量值的差异，可以消除或减小大部分系统误差和一些随机误差，从而提高定位精度。
2.轨道拟合方法轨道拟合方法用于分析和纠正卫星轨道预测误差对定位结果的影响。
通过对实际卫星轨道数据进行拟合和预测，可以减小定位过程中由于轨道预测误差引起的定位偏差。
3.电离层延迟校正电离层是卫星定位中一个重要的误差源，电离层的折射作用会使接收机接收到的信号路径长度发生变化，从而引起定位误差。
为了减小电离层的影响，可以通过利用双频接收机接收信号，并根据不同频率信号的相位差来估计电离层延迟，进而进行校正。
三、误差纠正方法在进行误差纠正时，需要根据具体的误差来源采取相应的纠正措施。
1.系统误差纠正对于系统误差，可以通过接收机的定位参数设置和初始对准操作来进行纠正。
例如，调整接收机的钟差参数、改进卫星轨道预测算法、使用更精确的测量设备等都可以减小系统误差。
高精度卫星定位技术误差分析与改进策略
高精度卫星定位技术误差分析与改进策略高精度卫星定位技术是现代导航和地理信息系统中的关键技术之一，它通过接收卫星信号来确定接收器在地球上的精确位置。
随着科技的发展，高精度卫星定位技术在各个领域，如测绘、交通、农业、事等，都发挥着越来越重要的作用。
然而，这项技术在实际应用中仍然面临着多种误差源，这些误差源可能会影响到定位的精度和可靠性。
本文将探讨高精度卫星定位技术中的误差分析，并提出相应的改进策略。
一、高精度卫星定位技术概述高精度卫星定位技术主要依赖于全球导航卫星系统（GNSS），如的全球定位系统（GPS）、俄罗斯的格洛纳斯（GLONASS）、欧洲的伽利略（Galileo）和中国的北斗导航系统（BDS）。
这些系统通过发射卫星信号，使得地面接收器能够计算出其位置、速度和时间。
1.1 卫星定位技术原理卫星定位技术基于三角测量原理，即通过测量接收器与至少四颗卫星之间的距离，来确定接收器在三维空间中的位置。
接收器通过计算信号传播时间来确定距离，而信号的传播时间与卫星和接收器之间的距离成正比。
1.2 定位技术的应用场景高精度卫星定位技术在多个领域有着广泛的应用，包括但不限于：- 测绘工程：用于地形测绘、土地规划和工程建设。
- 交通导航：提供车辆定位、路线规划和实时导航服务。
- 精准农业：指导农业机械进行精确播种、施肥和收割。
- 事应用：用于定位、导航和武器制导。
二、高精度卫星定位技术的误差分析尽管高精度卫星定位技术在理论上可以提供非常精确的位置信息，但在实际应用中，多种误差源会影响定位的精度。
2.1 卫星误差卫星误差主要包括卫星轨道误差和卫星钟差。
卫星轨道误差是由于卫星轨道模型与实际轨道之间的偏差造成的，而卫星钟差则是由于卫星时钟与标准时间之间的偏差造成的。
2.2 信号传播误差信号传播误差主要包括电离层延迟和对流层延迟。
电离层延迟是由于卫星信号在通过电离层时受到电子密度变化的影响，导致信号传播速度的变化。
对流层延迟则是由于信号在通过对流层时受到温度、湿度和大气压力变化的影响。
第6章定位导航误差
置信椭圆的长短半轴，分别表示二维位置坐标分量的标准差（如经度的σλ和 纬度的σφ）。
7
6.1.1 均方根差（2/2）
注意：许多中外文献所述“精度”多为一倍标准差(lσ)，且用“距离
；
精度( (a3c)c接ur收acy误)表差示：一信个号量接观收测机值所与产其生真的值测接量近误或差一。致的程度，常 以误差( error)予以表述。GNSS系统精度为用GNSS信号所测定的 载体在航点位与载体实际点位之差。
6
6.1.1 均方根差（1/2）
一倍标准差（lσ）的概率值：68.3%； 二倍标准差（2σ）的概率值：95.5%； 三倍标准差（3σ）的概率值：99. 796。 ➢均方根差的探测概率：
2DRMS
2 DRMS
2
2
2
1/2
8
6.1.2 圆概率误差（1/2）
在导航领域，圆概率误差(CEP，circular error probable)被广泛应 用。 当概率为50%时，圆概率误差定义为：
CEP 0.59
当概率为95%时，则有：
CEP95 CEP 2.08 1.2272
GPS导航定位精度，用伪噪声码测量时分为： ➢ 标准定位服务(SPS)精度（民用精度）； ➢ 精密定位服务(PPS)精度（军用精度）；
15
6.1.5 GPS定位的精度(2/2)
注意：随着GPS导航定位测量模式不同，精度也随之变化。
16
内容提要
§6.1 卫星导航定位的精度、误差与偏差 §6.2 卫星导航定位的误差 §6.3 GPS卫星几何布局和精度因子
卫星导航系统的误差分析与校正
卫星导航系统的误差分析与校正在当今的科技时代，卫星导航系统已经成为我们日常生活中不可或缺的一部分。
无论是出行导航、物流运输，还是地质勘探、农业生产等领域，都离不开卫星导航系统的精准定位服务。
然而，卫星导航系统并非完美无缺，其存在着一定的误差。
为了更好地利用卫星导航系统，提高定位精度，对其误差进行分析与校正就显得尤为重要。
卫星导航系统的误差来源多种多样，大致可以分为三类：与卫星相关的误差、与信号传播有关的误差以及与接收机相关的误差。
首先，与卫星相关的误差主要包括卫星星历误差和卫星钟误差。
卫星星历是描述卫星运行轨道的一组参数，由于卫星在太空中受到各种引力和非引力的影响，其实际运行轨道与预测的星历可能存在偏差，从而导致定位误差。
卫星钟误差则是由于卫星上的原子钟与地面标准时间存在差异而产生的。
尽管卫星钟的精度已经非常高，但微小的时间偏差在经过距离计算后仍可能导致较大的定位误差。
其次，信号传播过程中的误差也不可忽视。
电离层延迟是其中的一个重要因素。
当卫星信号穿过电离层时，电离层中的自由电子会使信号的传播速度发生变化，从而导致信号传播时间的测量出现误差。
对流层延迟同样会影响信号传播。
对流层中的水汽和大气压力的变化会使信号的传播路径发生弯曲，进而造成定位误差。
多路径效应也是常见的问题。
当卫星信号到达接收机时，可能会通过多条不同的路径，例如建筑物反射、水面反射等，这些不同路径的信号相互叠加，会干扰接收机对主信号的准确测量。
最后，接收机自身也可能引入误差。
接收机的钟差就是一个例子，接收机内部的时钟与卫星钟不同步，会导致时间测量的误差。
此外，接收机的位置误差、天线相位中心偏差等也会对定位结果产生影响。
为了减小这些误差，提高卫星导航系统的定位精度，科学家们采取了一系列的校正方法。
针对卫星星历误差和卫星钟误差，地面控制站会对卫星进行持续监测，并通过上传修正参数来对卫星的轨道和时钟进行修正。
同时，利用多个地面监测站组成的监测网，可以更加精确地确定卫星的位置和时钟偏差，从而提高星历和钟差的精度。
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天顶方向
Z 中心电离层
– 广泛地用于GPS导航 定位中，GPS卫星的 导航电文中播发其模 型参数供用户使用。
约 350km
电离层穿刺点 IP
地球
卫星导航与定位
Klobuchar模型
• 具体模型表达式：
信号的电离层穿刺点处天顶方向的电离层时延
Tiono
TZ
[5 109
AMP cos
2
PER
(t
卫星导航与定位
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
卫星导航与定位
即两者的频率差f
为
s
fs
fs
f
Vs 2 2c2
f
结论：在狭义相对论 效应作用下，卫星上 钟的频率将变慢！
考虑到GPS卫星的平均运动速度Vs 3874 m s和真空中的光速
c 299792458 m s，则fs 0.8351010 f
卫星导航与定位
相对论效应
• 广义相对论：将相对论与引力论进行了统一。 – 原理：钟的频率与其所处的重力位有关 – 对GPS卫星钟的影响：
卫星导航与定位
第六讲：GPS定位误差分析
——各种误差源及其修正方法
卫星导航与定位
第6章：GPS定位误差分析
§6.1 GPS定位中的误差源概述 §6.2 时钟误差 §6.3 相对论效应 §6.4 电离层延迟 §6.5 对流层延迟 §6.6 多路径误差 §6.7 其他误差改正
卫星导航与定位
1、GPS测量定位的误差源
m为信号的电离层穿刺点IP处的地磁纬度。
其计算步骤:
m i 0.064 cos(i 1.617) (半圆)
i lu cos A cosi
(半圆)
i Lu0.416cos A
0.416
if if
i i
0.416 0.416
if i 0.416
0.00137 0.022 (半圆) 0.11
d) C
ng
ng
np
f
dnp df
• 假设相折射率级数展开，可推得：
np
1
c2 f2
c3 f3
c4 f4
1
c2 f2
ng
1
c2 f2
卫星导航与定位
电离层的折射与计算
• 假设卫星导航信号直达用户距离So，折射到达用 户举例S。计算电离层产生时延距离：
I ( p)
1 f2
c2dS
1
I (g) ngdS dS0 f 2 c2dS
第二步：在时刻t时，在卫星钟读数上加上改正数tr ,
tr (t) F e A sin E(t) F 4.4428076331010 s m1 2 (constant) 因而，实际卫星钟的改正t(t)应为 tL1(t) a0 a1 (t toc ) a2 (t toc )2 tr TGD
• 电离层对载波和测距码的影响，大小相等，符 号相反。
卫星导航与定位
常用电离层延迟改正方法分类
• 电离层延迟应对方法： – 模型改正 – 单层电离层模型； – 双频改正； – 相对定位。
卫星导航与定位
GPS采用的电离层改正的经验模型
• Klobuchar模型
称为克罗布歇模型
– 由美国的 J.A.Klobuchar提出的 单层电离层模型，描 电离层 述电离层的时延。
卫星导航与定位
1）GPS测量误差的性质
• 偶然误差 – 内容 • 卫星信号发生部分的随机噪声，如钟差 • 接收机信号接收处理部分的随机噪声，如噪声， 接收处理噪声 • 其它外部某些具有随机特征的影响 – 特点 • 随机—一种分布 • 量级小 –—分米级
卫星导航与定位
GPS测量误差的来源
• 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 – 最大可达数十米
电离层
TEC
柱 体 底 面 积 为1 m 2
地球
卫星导航与定位
电子密度与总电子含量
• 电子含量与 地理位置的 关系
卫星导航与定位
电子密度与总电子含量
• 电子密度与 大气高度的 关系
卫星导航与定位
3）电离层的折射与计算
• 电离层相折射率 n
– 相速度 vp f C np
– 群速度 vg 2 ( d f
总误差 2.1 20.0 4.0 0.7 1.4 0.5 20.6 20.5
卫星导航与定位
3）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
2、卫星钟差
• 卫星上虽然使用了高精度的原子钟，但仍存在 着误差，既包含着系统性的误差（由钟差、频 偏、频漂等产生的误差），也包含着随机误差。 系统误差远比随机误差大，但前者可以通过模 型加以改正。
• SA技术实施后，卫星钟误差中又引入了由于人 为原因而造成的信号的随机抖动。
• 卫星钟差应对方法 – 模型改正 – 相对定位或差分定位
• 狭义相对论：运动将使时间、空间和物质质量发生变化。
– 狭义相对论描述了时间膨胀，钟的频率与其运动速度 有关，对GPS卫星钟的影响：
若卫星在地心惯性坐标系中的运动速度为Vs，则在地面频率为
f 的钟若安置到卫星上，其频率f s将变为：
fs
f [1 (Vs )2 ]1 2 c
f (1
Vs 2 2c2
)
• C2参数与每立方米上的电子数Ne有关:
c2 40.3Ne, NedS TEC
A 40.3 c TEC c 40.3 NedS
卫星导航与定位
电离层的折射与计算
• C2参数与每立方米上的电子数Ne有关: 电离层折射对相位所造成的距离延迟 电离层折射对群延迟CA码所造成的距离延迟
I ( p)
– 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
卫星导航与定位
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
– 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
电离层
4.0
对流层
0.5
多路径
1.0
接收机观测
0.5
用户等效距离误差(UERE), rms
20.5
滤波后的 UERE，rms
Байду номын сангаас
20.5
1-sigma 垂直误差–VDOP = 2.5 1-sigma 水平误差–HDOP = 2.0
1-sigma 误差，单位 m 随机误差 0.0 0.7 0.5 0.5 1.0 0.2 1.4 0.4 51.4 41.1
– 对GPS信号来说，电离层是色散介质，对流层 是非色散介质
卫星导航与定位
2）电子密度与总电子含量
• 电子密度与总电子含量 – 电子密度：单位体积 中所包含的电子数。 – 总电子含量（TEC – Total Electron Content）：底面积为 一个单位面积时沿信 号传播路径贯穿整个 电离层的一个柱体内 所含的电子总数。
卫星导航与定位
课堂练习：
一个完整的卫星时钟修正公式如下： tL1(t) a0 a1 (t toc ) a2 (t toc )2
tr TGD 解释该公式中个参数的含义
卫星导航与定位
4 、电离层延迟
• 大气层aerosphere又叫大气圈，地球就被这一层很 厚的大气层包围着，厚度大约在1000千米以上，没 有明显的界限。大气层随高度不同表现出不同的特 点，分为： – 对流层troposphere（~ 8/18公里）； – 平流层stratosphere（ 8/18~ 55/60公里）； – 电离层ionosphere（55/60 ~ 1000公里） ； – 中间层和散逸层mesosphere； – 再上面就是星际空间了。
(半圆)
t 43200 i GPS time(sec) mod 86400
卫星导航与定位
Klobuchar模型
• 具体模型算法具体说明：
1 ) : i (i 0,1, 2,3)； i (i 0,1, 2,3)
由卫星所发送的导航电文提供； 2）：接收机本身计算出的相关参数
：用户与卫星之间的倾斜角(半圆)
卫星导航与定位
GPS测量误差的来源
• 与卫星有关的误差 – 卫星轨道误差 – 卫星钟差 – 相对论效应
• 与传播途径有关的误差 – 电离层延迟 – 对流层延迟 – 多路径效应
卫星导航与定位
GPS测量误差的来源
• 与接收设备有关的误差 – 接收机天线相位中心的偏移和变化 – 接收机钟差 – 接收机内部噪声
1-sigma 误差，单位 m 随机误差 0.0 0.7 0.5 0.5 1.0 0.2 1.4 0.4 12.8 10.2
总误差 2.1 2.1 4.0 0.7 1.4 0.5 5.3 5.1
卫星导航与定位
GPS测量误差的大小
• SPS（有SA-引入t）
误差来源 偏差
星历数据
2 .1
卫星钟
20.0
• 电离层延迟
改正后的观测值
• 对流层延迟
= 原始观测值+ 模型改正