GPS测量定位误差课件.ppt

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1、第6章GPS测量定位误差主要内容6.1误差的分类6.2与卫星有关的误差6.3与传播途径有关的误差6.4与接收设备有关的误差6.5其他误差(因素)6.1误差的分类6.1.1按性质分类系统误差偶然误差其它误差系统误差（影响）系统误差（偏差-Bias）内容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–最大可达数百米偶然误差内容卫星信号发生部分的随机噪声接收机信号接收处理部分的随机噪声其它外部某些具有随机特征的影响偶然误差（影响）特点随机量级小–毫米级偶然误差（观测噪声）-Noise一般优于波长/码元长度的1/100。C/A码伪距：0.3m~3mP(Y)码伪距：3cm~0.3m

2、载波相位：0.2mm~2mmGPS定位中出现的各种误差，按误差性质可分为系统误差（偏差）和偶然误差两大类。其中系统误差无论从误差的大小还是对定位结果的危害性讲都比偶然误差要大得多，而且有规律可循，可以采取一定措施来加以消除，因而是本章的主要内容其它误差其它软件–模型误差GPS控制系统6.1.2按来源分类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与卫星有关的误差卫星轨道误差卫星钟差相对论效应与接收设备有关的误差接收机天线相位中心的偏差和变化接收机钟差接收机内部噪声各类误差对导航定位的影响单位：米6.1.3消除减弱上述系统误差的措施和方法建立误差改正模型求差法参数法回避法上述各

3、项误差对测距的影响可达数十米，有时甚至可超过百米，比观测噪声大几个数量级。因此必须加以消除和削弱。消除或削弱这些误差所造成的影响的方法主要有：建立误差改正模型原理：采用模型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。如电离层延迟和对流层延迟改正模型等误差改正模型既可以是通过对误差特性、机制以及产生的原因进行研究分析、推导而建立起来的理论公式（如利用电离层折射的大小与信号频率有关这一特性（即所谓的“电离层色散效应”）而建立起来的双频电离层折射改正模型基本上属于理论公式）。也可以是通过大量观测数据的分析、拟合而建立起来的经验公式。在多数情况

4、下是同时采用两种方法建立的综合模型（各种对流层折射模型则大体上属于综合模型）由于改正模型本身的误差以及所获取的改正模型各参数的误差，仍会有一部分偏差残留在观测值中。这些残留的偏差通常仍比偶然误差要大得多。误差模型的精度好坏不等。有的误差改正模型效果较好，例如双频电离层折射改正模型的残余偏差约为总量的1%左右或更小；有的效果一般，如多数对流层折射改正公式的残余偏差约为总量的5~10%左右；有的改正模型则效果较差，如由广播星历所提供的单频电离层折射改正模型，残余误差高达30~40%。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

5、有较强的空间、时间或其它类型的相关性。如对流层延迟、对流层延迟、卫星轨道误差的影响等具有较强的空间相关性，就可以通过相距不远的不同地点的同步观测值相互求差，来消弱其影响求差法仔细分析误差对观测值或平差结果的影响，安排适当的观测纲要和数据处理方法（如同步观测，相对定位等），利用误差在观测值之间的相关性或在定位结果之间的相关性，通过求差来消除或削弱其影响的方法称为求差法。例如，当两站对同一卫星进行同步观测时，观测值中都包含了共同的卫星钟误差，将观测值在接收机间求差即可消除此项误差。同样，一台接收机对多颗卫星进行同步观测时，将观测值在卫星间求差即可消除接收机钟误差的影响。又如，目前广播星

6、历的误差可达数十米，这种误差属于起算数据的误差，并不影响观测值，不能通过观测值相减来消除。利用相距不太远的两个测站上的同步观测值进行相对定位时，由于两站至卫星的几何图形十分相似，因而星历误差对两站坐标的影响也很相似。利用这种相关性在求坐标差时就能把共同的坐标误差消除掉。其残余误差（即星历误差对相对定位的影响）一般可用下列经验公式估算：b=b*s/。当基准长度b=5km，测站至卫星的距离P=25000km时，即使卫星星历误差的绝对值较大(例如⊿s=50m)，但它对基线的影响⊿b很小，只有1cm。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回

7、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。如对于电磁波干扰、多路径效应等的应对方法等。6.2与卫星有关的误差卫星星历（轨道）误差定义广播星历（预报星历）与精密星历（后处理星历）应对方法精密定轨轨道松驰相对定位卫星钟差定义应对方法钟差多项式-△t=a0+a1(t-t0)+a2(t-t0)2参数物理同步误差与数学同步误差相对论效应狭义相对论效应–