GPS同步观测的误差分类

如题所述

在GPS测量中,影响观测精度的主要误差可分为以下三类: 与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差
1 卫星钟差
由于卫星的位置是时间的函数,因此,GPS的观测量均发精密测时为依据,而与卫星位置相对应的信息,是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中,无论是码相位观测或是载波相位观测,均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上,以尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟),但是它们与理想的GPS时之间,仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。
对于卫星钟的这种偏差,一般可由卫星的主控站,通过对卫星钟运行状态的连续监测确定,并通过卫星的导航电文提供给接收机。经钟差改正后,各卫星之间的同步差,即可保持在20ns以内。
在相对定位中,卫星钟差可通过观测量求差(或差分)的方法消除。
2卫星轨道偏差
估计与处理卫星的轨道偏差较为困难,其主要原因是,卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响,而通过地面监测站,以难以充分可靠的测定这作用力,并掌握它们的作用规律,目前,卫星轨道信息是通过导航电文等到的。
应该说,卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长,此项误差的影响就越大。 1 电离层折射
1)不改正使星站距离产生100多米误差;
2)影响性质: (1)码相位观测与载波相位观测的电离层折射大小相等,符号相反;(2)对相对定位的影响因相关性而大大减弱;
3)影响电离层折射的因素
(1)电磁波频率
250MHz电磁波的折射数为1600MHz电磁波折射数的约30倍,L1载波与L2载波的折射数显著不同。
(2)电磁波传播路径上的带电离子密度及带电粒子数:
电离层高度,200~400km时密度最大;地方时,白天是晚上的5倍,地方时11时最大;季节,夏天是冬天的4倍;测站纬度,赤道最高,南北极最低;年份,太阳黑子活动周期为11年,最高年份可达1016/m2,最低年份近于零。58,69,80,91,02年最高;卫星高度:高度越大,影响越小。
4)减弱措施:双频观测(P95式6.16至6.20);模型改正;相对定位(残余误差随边长的增大而增大) ;差分定位;载波相位观测与码相位观测取平均。
2、对流层折射
1)对星站距离的影响达20米。
2)影响对流层折射的因素:温度、气压、湿度、卫星高度。
3)措施:
(1)模型改正
90年代以前研究测距仪的大气折射影响,90年代以后直到目前还在研究对流层对GPS定位的影响。
(2)作为未知数求解;
(3)相对定位(残余误差随边长的增大而增大) 。
3、多路径误差
由卫星发射的电磁波经多条路径到达接收机而引起的误差,其中一条路径是直接到达接收机,其它路径是经多次反射后到达接收机。
措施:
1)静态定位;
2)测站点避开反射物(建筑物、光滑地面、水域等);
3)改善天线。 1、接收机钟差
2、接收机安置误差
包括对中和整平误差,观测前应严格校正对点器。
3、观测误差:接收机对时间的观测精度有限引起的误差
4、天线相位中心位置偏差
即接收机天线的相位中心与几何中心不一致。
性质:与信号强弱及到达接收机的方向有关。
措施:改进天线、相对定位时采用同一型号的接收机并使定向标志朝北、观测前检验接收机天线相位中心位置偏差。

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