gps测量误差及精度控制

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1、GPS测量的误差及精度控制时间：2010-12-514:53:50点击：222　　核心提示：介绍了GPS测量的各种主要误差源和它们的影响。对于精度控制问题，主要讨论的是小型控制网(基线长10～20km)，局部地区应用的动态和准动态的差分测量。...GPSSurveying:ErrorsandAccurayControlCHANGQing-sheng,TANGSi-yuan,CHANGQing　　一、GPS测量的误差源和GPS定位网设计　　1.GPS测量的误差源　　GPS测量误差按其生产源可分3大部分：GPS信号的自身误

2、差，包括轨道误差(星历误差)和SA，AS影响；GPS信号的传输误差，包括太阳光压，电离层延迟，对流层延迟，多路径传播和由它们影响或其他原因产生的周跳；GPS接收机的误差，主要包括钟误差，通道间的偏差，锁相环延迟，码跟踪环偏差，天线相位中心偏差等。　　2.GPS定位网的设计　　由GPS测量的误差源可以看出，GPS网的设计已免除了测角、边角同测和测边网等的传统要求。它不需要点间通视，也不需要考虑布设什么样的图形，也就更不需要考虑图形强度，不需要设置在制高点上(哪里需要就可以设置在哪里)。所以GPS网的设计是非常灵活的。但也

3、应注意以下几个问题：①除了特殊需要，一般GPS基线长度相差不要过大，这样可以使GPS测量的精度分布均匀；②GPS网不要有开放式的网型结构，应构成封闭式闭合环和子环路；③应尽量消除多路径影响，防止GPS信号通过其他物体反射到GPS天线上，因此应避开强反射的地面，避开强反射环境，如山谷、山坡、建筑物等；④避开强电磁波干扰，设站应远离雷达站、电台、微波中继站等。　　二、轨道误差(星历误差)和SA，AS影响　　1.轨道误差　　有关部门提供一定精度的卫星轨道，以广播星历形式发播给用户使用，从而已知观测瞬间所观测卫星的位置，因而卫

4、星轨道误差与星历误差是一个含义。卫星星历误差又等效为伪距误差。由于卫星轨道受地球和日、月引力场、太阳光压、潮汐等摄动力及大气阻力的影响，而其中有的是随机影响，而不能精密确定，使卫星轨道产生误差。目前，GPS卫星轨道误差的等效伪距误差(使用的卫星广播星历)为4.2m。美国的SA政策和AS政策人为地使导航定位的精度降低，点位误差有时达到100m。　　控制网的静态GPS测量是利用载波相位测量，一般是由一个点设为已知点与一个待定点位同步观测GPS卫星，取得载波相位观测值，从而得出待定点位的坐标或两点间的坐标值，称为基线测量，短

5、基线测量可以消除SA影响。动态测量解决SA影响的途径是实时差分定位(称Real-timeDGPS),即在已知坐标点上布设基准点，通过基准站取得误差校正值，通过数据链实时传给导航定位的移动站，从而消除SA影响及两站的各种共同的误差，提高了移动站的导航定位精度。加滤波等处理的导航软件以及组合导航系统，已使导航定位精度差分距离在100km左右时达到亚米级，差分距离远于1500km时达到米级。　　2.美国的SA技术与AS影响　　SA技术是选择可用性(SelectiveAvailability)的简称，它是由两种技术使用户的定位

6、精度降低，即δ（dither）技术和ε(epsilon)技术。δ技术是人为地施加周期为几分钟的呈随机特征的高频抖动信号，使GPS卫星频率10.23MHz加以改变，最后导致定位产生干扰误差，ε技术是降低卫星星历精度，呈无规则的随机变化，使得卫星的真实位置增加了人为的误差。　　AS技术(Anti-Spoofing)叫反电子欺骗技术，其目的是为了在和平时期保护其P码，不让非授权用户使用；战时防止敌方对精密导航定位作用的P码进行电子干扰。AS技术使得用C/A码工作的用户无法再和P码相位测量联合解算进行双频电离层精密测距修正，实

7、际降低了用户定位精度。　　3.确定GPS卫星轨道是减少星历误差和消除ε技术影响的根本方法　　利用区域性GPS跟踪网可以确定GPS卫星轨道。跟踪站地心坐标的误差对卫星轨道的影响是10倍或更大。因此，要提供优于2m精度的卫星轨道要求跟踪站地心坐标的精度优于0.1m。据介绍，采用强约束全球站松弛轨道的加权约束基准方法，可以得出优于5cm的相对坐标值，基本上可以满足我国现阶段区域性定轨的需要。　　如果，以我国现有GPS卫星跟踪网站，根据对各卫星记录的观测值，计算出对现有广播星历轨道根数的误差改正值，可以进一步计算长弧轨道的精密

8、星历，从而能直接向用户播发精密星历，取代现有的ε技术降低精度以后的广播星历。　　三、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影响卫星的轨道，它是精密定轨的最主要误差源。太阳光压对卫星产生的摄动加速度受太阳与地球间距离的变化(地球轨道偏心距)而引起太阳辐射压力的变化，也与太阳光强度、卫星受到的照射面程和照射面积与