GPS测量的误差来源分析PPT教案.pptx

GPS测量的误差来源分析主要涉及多个方面，这些误差来源直接影响着定位精度。误差可以分为系统误差和偶然误差两大类。系统误差主要包括卫星星历误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射误差，而偶然误差则涵盖多路径效应和观测误差。 卫星星历误差是指卫星提供的空间位置与实际位置之间的偏差，也是导致定位误差的主要因素之一。卫星的位置是由地面监测系统根据测轨结果计算得到的，但由于受到多种摄动力的影响，如地球引力、太阳和月球的引力，以及大气阻力等，使得星历预测存在不确定性。广播星历提供的是每小时更新的外推星历，误差较大；而实测星历则基于实测数据，精度较高，但获取时间滞后，适用于静态精密定位。 卫星钟误差是指卫星上的原子钟与标准时间之间的偏差，这对测量至关重要，因为GPS定位依赖于精确的时间同步。钟差会直接影响到信号传播时间的计算，进而影响到距离的测量。 相对论效应虽然微小，但也不可忽视。主要是因为卫星速度接近光速，相对论导致的时间膨胀和长度收缩会影响卫星时钟的运行和卫星的形状，从而影响定位精度。 与卫星信号传播有关的误差包括电离层折射误差和对流层折射误差，这两者都会改变无线电波的传播路径，导致测距误差。电离层误差主要发生在高频信号，尤其是在太阳活动强烈时；对流层误差主要在低频段，受天气条件影响大。 多路径效应是指GPS信号到达接收机时，除了直射路径外，还有反射路径，这些反射信号与直射信号的混合会引入误差。观测误差通常指的是接收机在测量卫星信号时的随机误差，可能是硬件问题或环境干扰导致的。 接收机钟误差类似卫星钟误差，但通常较小，仍需考虑。载波相位观测的整周未知数问题指的是无法直接确定载波完整波长数，需要通过其他手段解决。天线相位中心位置偏差则是指天线实际相位中心与几何中心不一致，也会造成测量误差。 为了减小这些误差，可采取建立误差模型并进行观测值修正、将误差作为未知数同时求解、采用同步观测值求差等方法。例如，可以通过建立卫星跟踪网进行独立测轨，提高星历精度；使用轨道改进法，如半短弧法和短弧法，来减少轨道误差；或者利用相对定位的同步求差原理，削弱星历误差对定位的影响。 GPS测量的误差分析是确保测量精度的关键，通过理解和控制这些误差源，可以显著提高定位系统的可靠性。在实际应用中，结合多种方法和技术，可以实现高精度的GPS定位服务。