GPS測量的誤差源及其影響

《GPS測量的誤差源及其影響》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在教育資源-天天文庫。

1、GPS原理及其應(yīng)用——05地信王宇明6.1GPS測量主要誤差分類誤差分類按性質(zhì)分系統(tǒng)誤差（偏差-Bias）衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差接收機(jī)鐘差大氣折射誤差偶然誤差多路徑效應(yīng)誤差觀測誤差六、GPS測量的誤差源及其影響誤差分類（續(xù)）按來源分與衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星軌道誤差衛(wèi)星鐘差相對論效應(yīng)與傳播途徑有關(guān)的誤差電離層延遲對流層延遲多路徑效應(yīng)與接收設(shè)備有關(guān)的誤差接收機(jī)天線相位中心的偏差和變化接收機(jī)鐘差接收機(jī)噪聲7.2與信號傳播有關(guān)的誤差——電離層折射地球的大氣由太陽幅射造成氣體電離形成電離層。電磁波信號經(jīng)過電離層速度發(fā)生變化。相速

2、與群速相速群速相速與群速的關(guān)系相折射率與群折射率的關(guān)系電離層屬彌散介質(zhì)，電磁波在其中傳播，其速度與頻率有關(guān)電離層折射碼相位在電離層被延遲（群速）載波相位在電離層超前（相速）電離層折射（續(xù)）C/A碼是方波電離層改正的大小主要取決于電子總量和信號頻率其速度與頻率有關(guān)電離層對C/A碼影響在電離層中以群速Vg傳播電離層對載波影響載波是正弦波在電離層中以相速度傳播電離層影響與太陽黑子活動有關(guān)與衛(wèi)星到接收機(jī)方向有關(guān)，天頂方向最大50m延遲高度角20°時(shí)150m延遲影響電子密度和總電子含量的因素電子密度與總電子含量電子密度：單

3、位體積中所包含的電子數(shù)?？傠娮雍浚═EC–TotalElectronContent）：底面積為一個(gè)單位面積時(shí)沿信號傳播路徑貫穿整個(gè)電離層的一個(gè)柱體內(nèi)所含的電子總數(shù)高度與電子密度的關(guān)系地方時(shí)與電子含量的關(guān)系太陽活動情況與電子含量的關(guān)系與太陽活動密切相關(guān)太陽活動劇烈時(shí)，電子含量增加太陽的活動周期約為11年2002.5.151:00–23:002小時(shí)間隔全球TEC分布地理位置與電子含量的關(guān)系電離層延遲的改正方法概述經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ透恼p頻改正實(shí)測模型改正電離層改正的經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ虰ent模型由美國的R.B.Bent提出描述電子密度

4、是經(jīng)緯度、時(shí)間、季節(jié)和太陽輻射流量的函數(shù)國際參考電離層模型（IRI–InternationalReferenceIonosphere）由國際無線電科學(xué)聯(lián)盟（URSI–InternationalUnionofRadioScience）和空間研究委員會（COSPAR-CommitteeonSpaceResearch）提出描述高度為50km-2000km的區(qū)間內(nèi)電子密度、電子溫度、電離層溫度、電離層的成分等以地點(diǎn)、時(shí)間、日期等為參數(shù)Klobuchar模型特點(diǎn)由美國的J.A.Klobuchar提出描述電離層的時(shí)延廣泛地用

5、于GPS導(dǎo)航定位中GPS衛(wèi)星的導(dǎo)航電文中播發(fā)其模型參數(shù)供用戶使用Klobuchar模型（續(xù)）中心電離層中心電離層示意Klobuchar模型（續(xù)）模型算法Klobuchar模型（續(xù)）模型算法（續(xù)）改正效果：可改正60％左右電離層延遲的雙頻改正電離層延遲的實(shí)測模型改正基本思想利用基準(zhǔn)站的雙頻觀測數(shù)據(jù)計(jì)算電離層延遲利用所得到的電離層延遲量建立局部或全球的的TEC實(shí)測模型局部（區(qū)域性）的實(shí)測模型改正方法適用范圍：用于局部地區(qū)的電離層延遲改正電離層延遲的實(shí)測模型改正全球（大范圍）的實(shí)測模型改正方法適用范圍：用于大范圍和全球

6、的電離層延遲改正格網(wǎng)化的電離層延遲改正模型6.2與信號傳播有關(guān)的誤差——對流層折射地球的大氣對流層延遲和對流層延遲改正定義對流層延遲和對流層延遲改正（續(xù)）大氣折射率N與氣象元素（溫度、氣壓和濕度）的關(guān)系Smith和Weintranb，1954對流層延遲與大氣折射率N霍普菲爾德（Hopfield）改正模型出發(fā)點(diǎn)霍普菲爾德（Hopfield）改正模型（續(xù)）對流層折射模型投影函數(shù)的修正薩斯塔莫寧（Saastamoinen）改正模型原始模型擬合后的公式勃蘭克（Black）改正模型對流層改正模型綜述不同模型所算出的高度角3

7、0?以上方向的延遲差異不大Black模型可以看作是Hopfield模型的修正形式Saastamoinen模型與Hopfield模型的差異要大于Black模型與Hopfield模型的差異氣象元素的測定氣象元素干溫、濕溫、氣壓干溫、相對濕度、氣壓水氣壓es的計(jì)算方法由相對濕度RH計(jì)算由干溫、濕溫和氣壓計(jì)算誤差分析模型誤差氣象元素誤差量測誤差儀器誤差讀數(shù)誤差測站氣象元素的代表性誤差實(shí)際大氣狀態(tài)與大氣模型間的差異6.2與信號傳播有關(guān)的誤差——多路徑誤差多路徑（Multipath）誤差在GPS測量中，被測站附近的物體所反射

8、的衛(wèi)星信號（反射波）被接收機(jī)天線所接收，與直接來自衛(wèi)星的信號（直接波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差”。多路徑效應(yīng)由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時(shí)延效應(yīng)稱為多路徑效應(yīng)。應(yīng)對多路徑誤差的方法觀測上選擇合適的測站硬件上采用抗多路徑誤差的儀器設(shè)備抗多路徑的天線：帶抑徑板或抑徑圈的天線，極化天線抗多路徑的接收機(jī)：窄相關(guān)技術(shù)MEDLL(MultipathEs