GPS多路径效应实例分析.doc

GPS多路径效应实例分析.doc目录1绪论 42GPS测量多路径效应分析 83实测数据分析 174多路径效应减弱措施 195结论及展望 20参考文献 21致谢 (GlobalPositioningSystem,GPS)的英文简称,目前除美国外,还有俄罗斯GLONASS全球导航卫星系统、欧盟已经计划实施并正在组建的伽利略导航卫星系统以及中国正在研制的北斗导航定位系统,而通常意义上的GPS是指美国GPS全球定位系统(NavigationSatelliteTmaingandRanging/OlobalPositioningSystem),该系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统。自1973年以来,GPS计划已经经历了方案论证和初步设计阶段、全面研制和试验阶段、实用组网阶段。整个系统分为卫星星座、地面控制和监测站、用户设备三大部分,方案论证和初步设计阶段:从1978年到1979年,由位于加利福尼亚的范登堡空军基地采用双子座火箭发射4颗试验卫星,卫星运行轨道长半轴为26560km,倾角64度,轨道高度20000km,这一阶段主要研制了地面接收机及建立地面跟踪网,结果令人满意;全面研制和试验阶段:从1979年到1984年,又陆续发射了7颗称为“BLOCKI”的试验卫星,研制了各种用途的接收机,实验表明,GPS定位精度远远超过设计标准,利用粗码定位,其精度就可达14m;实用组网阶段:1989年2月4日第一颗GPS工作卫星发射成功,这一阶段的卫星称为“BLOCKII”和“BLOCKIIA”,此阶段宣告GPS系统进入工程建设状态,1993年底实用的GPS网即(21+3)GPS星座已经建成,今后将根据计划更换失效的卫星。当初,设计GPS系统的主要目的是用于导航、收集情报等军事目的。但是,后来的应用开发表明,GPS系统不仅能够达到上述目的,而且用GPS卫星发来的导航定位信号能够进行厘米级甚至毫米级精度的静态相对定位,米级至亚米级精度的动态定位,亚米级至厘米级精度的速度测量和毫微秒级精度的时间测量。因此,GPS系统展现了极其广阔的应用前景。例如,多元化空间资源的出现,给GPS的发展创造了一个前所未有的良好的国际环境。GPS产业也正在不断的发展,美国已经成立GPS产业协会(US-GIS),从1994年开始美国车载GPS系统销售量逐年正在成倍或数倍的增加;日本的车载导航也一样。我国目前也有一些单位生产车载GPS系统,为发展我国的GPS产业,武汉已经成立中国GPS工程技术研究中心。GPS技术在国内也正迅速的发展,近几年,我国已建成了北京、武汉、上海、西安等永久性的GPS跟踪站,进行对GPS卫星的精密定轨,为高精度的GPS定位测量提供观测数据和精密星历服务,致力于我国自主的广域差分GPS(WADGPS)方案的建立,参与全球导航卫星系统(GNSS)和GPS增强系统(WAAS)的筹建。同时,我国已着手建立自己的卫星导航系统(双星定位系统),能够生产各种类型的GPS接收机及相关设备,GPS技术的应用正向更深层次发展。为了适应GPS技术的应用与发展,1995年成立了中国GPS协会,协会下设8个专业委员会,希望通过广泛的交流与合作,发展我国的GPS应用技术。,GPS的发展也越来越迅速,而且由于它的精度高、全天候、高效率、多功能、操作简便、应用广泛等特点,其在社会的各个方面应用也越来越多,如国民经济,国防军事等。更是由于其应用的广泛,因此对其定位精度的要求也越来越高,但是,任何测量计算都会存在误差,GPS测量自然也不例外。按GPS信号产生与传播的顺序,GPS误差来源可归纳为以下几点:(1)与卫星有关的误差GPS测量与卫星有关,也会产生如下误差。卫星星历误差:星历所给出的卫星在空间的位置与实际位置之差叫做卫星星历误差;卫星钟的钟误差:卫星上装有高精度的原子钟,GPS观测是以GPS时间为基准的,原子钟守时与标准GPS时存在误差,就是卫星钟的钟误差;相对论效应:由于卫星钟和接收机钟所处的状态不同而引起卫星钟和接