浅析gps测量中的多路径效应.doc

浅析gps测量中的多路径效应.doc浅析GPS测量中的多路径效应
摘要：本文讨论了 GPS测量中多路径效应产生的原因和特点，对GPS 多路径误差进行了分析，探索抑制多路径效应的途径。
关键词：GPS；多路径效应；多路径误差
(Inner Mongolia Technical College of Construction, Province 010070, . China)
Abstract: This paper discussed the causes and characteristics of the multipath effect in GPS surveying, analyzed the GPS multipath errors, find ways to suppress multipath effects.
Keywords: GPS; multipath effects; multipath errors
中图分类号：P228. 4文献标识码：A文章编号：
GPS测量定位技术以其高精度、高效率、低成本、实时定位和操作简 便等优点被广泛地应用于土地利用规划和各项工程建设等众多领域。随着 GPS测量定位技术的广泛应用，其定位方法和数据处理理论也在不断发展 和完善。由于在GPS测量定位技术中充分利用了一些误差在空间的强相关 性，采用改正模型和差分定位等技术手段，绝大多数误差得到了很好的消 除或削弱，其剩余残差已对GPS测量定位成果的精度威胁不大。但是，随 着观测站周围环境(包括高层建筑物、山坡、树和水等)的变化，多路径
误差有时会对GPS测量定位成果精度造成很大的影响。众所周知，由于多 路径误差随测站周围环境变化的复杂性和在空间上的非相关性，无法利用 严密的数学模型予以改正，亦不可能利用差分定位技术手段子以有效地削 弱。目前，利用GPS技术在小范围(通常距离为几公里)内进行高精度测 量定位，多路径误差已经成为影响测量成果精度的主要误差源。所以，为 了提高GPS测量定位成果精度，以满足工程建设和变形监测等任务的需 要，有必要对多路径误差的特性及其影响的规律进行深入研究。
一、多路径效应的产生
多路径效应是在发射GPS定位信号的卫星，接收机天线及天线附近的 物体间构成的某种相对空间关系的环境下产生的合成信号相对于直达接 收天线信号的一种延迟现象。此处直达信号(LOS)系指从卫星直接到达 从卫星直接到达天线而未经物体反射或绕射的信号，而合成信号则指直达 信号与反射或绕射信号的和。
如图1所示，GPS射频信号通过两路或可能更多的几种不同路径到达 同一固定的接收天线，几路到达信号虽在发射时间上有共同的时间起点， 但到达时刻不同，并兼而存在相对相位偏移，信号的幅度也发生了相对变 化，这便造成了接收信号相对发射信号的结构畸变，从而影响码和相位的 量测，形成了多路径效应。由此产生的定位误差称为多路径误差。
现假设直接进人接收机天线的直射信号为
(1)
进入接收机天线的反射信号为
(2)
式中：为第个反射信号的反射系数，为该反射信号的相位延迟。由于 一般反射信号不只一个。那么接收机天线实际接收到的信号应该是直射信 号和多个反射信号叠加的结果，即为
为说明问题方便，暂且假设只有一个反射信号存在，则有
经过推导招理有
式中：为由于多路径反