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GPS作业.doc第六章GPS测量定位误差
一、 教学目的
1、了解GPS测量定位误差的分类；
2、 掌握接收机钟误差，相位中心位置误差的产生与消减方法，卫星星历误差、卫星钟误差、
相对论效应的产生与消减方法；
3、 理解电离层折射误差、对流层折射误差、多路径误差的产生与消减方法。
二、 教学内容
1、 误差的分类；
2、 与卫星有关的误差；
3、 与传播途径有关的误差；
4、 与接收设备有关的误差；
5、 其它误差。
三、 教学重点和难点
重点：与卫星有关的误差、与传播途径有关的误差、与接收设备有关的误差；
难点：多路径误差的产生与消减方法。
四、 教学方法
通过板书和多媒体结合的方法介绍GPS的概念和应用。
第六章GPS测量定位误差的来源
第一节误差的分类
一、按性质分类
1、系统误差
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
与卫星有关的误差
-星历误差
-卫星钟差
-相对论效应
与传播途径有关的误差
-对流层折射
-电离层折射
-多路径效应
与接收机有关的误差
-接收机钟差
-天线相位中心的偏差及变化
-各通道间的信号延迟误差
2、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
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l/100o
-C/A 码伪距：0. 3m ~ 3m
-P(Y)码伪距：3cm ~ 0. 3m
-载波相位： ~ 2mm
3、其它误差
软件-模型误差
GPS控制系统
二、按来源分类
1、 与卫星有关的误差
卫星轨道误差
卫星钟差
相对论效应
2、 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
3、 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
4、 各类误差对导航定位的影响
误差源
SA启用
SA关闭
SA


大气 电离层 对流层




钟和星历误差


接收机噪声


多路径


总用户等效距离误差


HDOP


水平误差95%


三、消除减弱误差的措施和方法
上述各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：
1、建立误差改正模型
（1）原理：采用模型对观测值进行修正
（2）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%。
2、求差法
（1） 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
（2） 适用情况：误差具有较强的空间、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
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