测量学-第六章-GPS.ppt

2021/2/7 * 并结合环境要素等其它信息,再由主控站对卫星作精密定轨计算得到的。而广播星历又是由定轨结果外推得出,因此广播星历的精度是有限的,另外由于SA政策的实施,人为地对广播星历精度又作了降低,这都不利于高精度用户对广播星历的使用。一些国际性科学研究组织为了克服这种困难,建立了全球范围大量分布的卫星跟踪站,对观测数据做精密的定轨计算,可以提供高精度的后处理用GPS星历,其中IGS精密星历,据称其绝对定轨精度已达5cm。国际上进行了一些大范围的GPS会测实验,采用IGS精密星历,并使用Bernese等高精度后处理软件,结果精度普遍达到10-8以上。 2．卫星钟误差 由于卫星位置是时间的函数,所以GPS的观测量均以精密测时为前提。虽然GPS卫星均配有高精度的原子钟,但它们与理想的GPS时之间仍会有偏差或漂移,难以避免。对于此,导航电文是用二阶多项式表示这种偏差量: 其中,t0e为参考历元,a0为卫星钟的固定钟差,a1为卫星钟的钟速,a2为卫星钟的钟速变化率（钟漂）。这些值都在导航电文中给出。而对于IGS精密星历,在解算出各历元时刻GPS卫星的轨道位置时,一般也提供了关于此卫星的时钟偏差量,准确度在0.5ns～5.0ns以内,由此引起的等效距离误差在0.5m左右。 2021/2/7 * (二) 与信号传播有关的误差 与GPS信号传播有关的误差主要是大气折射误差和多路径效应。而大气折射误差根据其性质,往往区分为电离层折射影响和对流层折射影响。实际上,这里对流层折射影响也包括有来自平流层与中间层的折射,因此也可合称为中性大气折射影响,但一般还是简单地称为对流层折射。 所谓多路径效应,是指接收机天线除直接收到来自GPS卫星的信号外,还可能收到天线周围地物反射来的信号。这两种信号叠加在一起将会引起测量参考点（相位中心）的变化,而且这种变化随天线周围反射面的性质而异,难以控制。多路径效应具有周期性误差,其变化幅度可达数厘米。 消除或减弱多路径效应,除了采用载波相位测量方法外,一般是采用造型适宜且屏蔽良好的天线。这种天线一般装备有抑径板或抑径圈,可以阻挡来自水平面以下的多路径信号被接收。但是实际上,有些多路径信号并不是来自地面的反射,而是竖立的高大建筑物表面,经过这种表面反射的多路径信号,往往也具有较大的高度角值,可以从水平面以上进入接收机天线。因此在进行GPS测量选址工作时,还应当考虑多路径信号产生的可能性,尽量避开这种高大建筑物。 2021/2/7 * (三) 与接收设备有关的误差 这类误差主要有:观测误差、接收机钟差、相位中心误差和载波相位观测的整周不定性误差等。 1．观测误差 分观测的分辨误差与接收机天线相对测站点的安置误差。一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。由于载波的波长远小于GPS伪随机测距码的波长,因此采用载波相位观测量一般可以达到更高的精度。而天线的安置误差主要有天线的置平与对中误差和量取天线高的误差。只要在观测中认真操作,可以尽量减少这些误差的影响。 2．接收机的钟差 对于这种误差,一般是在数据处理中作为未知数来解出。另外在作差分法相对定位时,也可以通过在不同卫星之间求差来消除这部分影响。 2021/2/7 * 3．天线的相位中心误差 GPS测量的观测值都是以天线的相位中心为准的,而我们一般只能观察到天线的几何中心,因此要求天线的几何中心与相位中心一致,这应在天线的生产和设计上达到,是天线生产厂家的任务。另外,若采用同种型号的接收机天线,可以近似认为相位中心与几何中心的偏离情况是一样的,因此用观测值的求差和相对定位能削弱这种影响,但这时要求统一按天线的方向标定向,使各天线的指北极都指向正北方向。 关于载波相位测量的整周不定性误差,主要是指观测中整周未知数的跳变现象（周跳）。另外也有在数据处理时求解整周未知数时的失败,不能将整周未知数固定为某一整数,而只能取实数解的情况。周跳的发生是与多种因素有关的,如信号受阻挡失锁、接收机内部热噪声影响、电离层活动出现异常变化等。这里涉及到太多的专业内容