GPS測量的誤差來源學(xué)習(xí)課程

1、第1頁/共84頁第一頁，編輯于星期五：二十二點 五分。GPS衛(wèi)星星歷誤差衛(wèi)星鐘誤差與衛(wèi)星有關(guān)的誤差地球自轉(zhuǎn)影響相對論效應(yīng)影響誤差來源電離層影響信號傳播誤差 對流層影響多路徑效應(yīng)影響觀測誤差和接收設(shè)備誤差第2頁/共84頁第二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。誤差來源對距離測量的影響(m）衛(wèi)星部分衛(wèi)星部分星歷誤差、鐘誤差、相對論效應(yīng)星歷誤差、鐘誤差、相對論效應(yīng) 1.5-151.5-15信號傳播信號傳播電離層、對流層、多路徑效應(yīng)電離層、對流層、多路徑效應(yīng)1.5-151.5-15信號接收信號接收鐘誤差、位置誤差、天線誤差鐘誤差、位置誤差、天線誤差1.5-5.01.5-5.0其它影響其它影響地球潮汐、負(fù)

2、荷潮地球潮汐、負(fù)荷潮1.01.0第3頁/共84頁第三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 上述誤差按照誤差的性質(zhì)來分可分為系統(tǒng)誤差與偶然誤差。 系統(tǒng)誤差：星歷誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、大氣折射等。 偶然誤差：多路徑效應(yīng) 系統(tǒng)誤差是研究的主要對象。第4頁/共84頁第四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。7.2與信號傳播有關(guān)的誤差 一.電離層折射1.電離層折射誤差電離層，即地球上空距地面高度在50-1000km之間的大氣層。其中的氣體分子由于天體各種射線的輻射而產(chǎn)生電離，形成大量的自由電子和正離子。第5頁/共84頁第五頁，編輯于星期五：二十二點 五分。因此，GPS信號通過電離層時，傳播路徑會發(fā)生彎曲

3、，傳播速度也會產(chǎn)生變化，此時用信號的傳播時間乘以光速得到的距離不等于衛(wèi)星至接收機(jī)間的幾何距離，這種偏差即為電離層折射誤差。第6頁/共84頁第六頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 電離層是彌散性介質(zhì)。 群波的傳播速度與單一波不同。 偽距測量時，測距碼是以群速傳播的；而載波相位測量時可按單一波計算。因此，偽距測量與載波相位測量的電離層折射改正數(shù)大小相等，方向相反。 天頂方向延遲可達(dá)50m，高度角為20可達(dá)150m。第7頁/共84頁第七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 2.減弱電離層影響的措施（1）利用雙頻觀測（2）利用電離層改正模型（3）利用同步觀測值求差第8頁/共84頁第八頁，編輯于星期五：二

4、十二點 五分。 二對流層折射1對流層及其影響對流層是地面以上40km以下的大氣層，其大氣密度更大，大氣狀態(tài)比電離層更為復(fù)雜。電磁波信號通過對流層時信號傳播路徑也會發(fā)生彎曲，從而產(chǎn)生的誤差稱為對流層折射誤差。第9頁/共84頁第九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 對流層折射的影響與信號的高度角有關(guān)，當(dāng)在天頂方向影響達(dá)2.3m；高度角為10度時影響達(dá)20m。 對流層折射對偽距和載波相位測量的影響相同。第10頁/共84頁第十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 2.對流層折射改正模型（1）霍普菲爾德（Hopfield）模型（2）薩斯塔莫寧公式（3）勃蘭克模型第11頁/共84頁第十一頁，編輯于星期五：二

5、十二點 五分。 3.減弱對流層折射改正殘差影響的主要措施氣象參數(shù)在測站直接測定引入附加代估參數(shù)利用同步觀測量求差利用水汽輻射計直接測定信號傳播的影響。第12頁/共84頁第十二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。三、多路徑誤差三、多路徑誤差 定義定義第13頁/共84頁第十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 定義定義 多路徑效應(yīng)多路徑效應(yīng) 在GPS測量中被測站附近的反射物所反射的衛(wèi)星信號（反射波）如果直接進(jìn)入接收機(jī)天線的話，將和直接來自衛(wèi)星的信號（直射波）產(chǎn)生干涉，從而使觀測值偏離真值產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差多路徑誤差”。 由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應(yīng)稱為“多路徑效應(yīng)

6、多路徑效應(yīng)”。第14頁/共84頁第十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 反射波反射波 幾何特性幾何特性 反射波的幾何特性2cos2(1 cos2 )(1 cos2 )(1 (1 2sin)2sinsinsinGAOAGAGAzGAzHHzzHzzz 反射信號相對于直接信號多經(jīng)過的路徑長度 為：4sin2Hz反射信號相對于直接信號的相位差 為：P第15頁/共84頁第十五頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 反射波反射波 物理特性物理特性反射波的物理特性反射波除了存在相位延遲之外，信號強(qiáng)度一般也會減小。（1）一部分能量被反射物面所吸收。第16頁/共84頁第十

7、六頁，編輯于星期五：二十二點 五分。反射系數(shù)表水面稻田野地森林田地?fù)p耗（分貝）損耗（分貝）損耗（分貝）損耗（分貝）1.000.820.640.310第17頁/共84頁第十七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 反射波反射波 物理特性物理特性反射波的物理特性（2） GPS信號是右旋圓極化波，反射后會改變波的極化特性。接收天線是右旋圓極化結(jié)構(gòu)，對反射波存在抑制作用。注：右旋圓極化 電磁波由電場和磁場構(gòu)成。人們規(guī)定：電場的方向就是天線極化方向。右旋極化波是符合右手定則的電磁波，左旋圓極化波是符合左手定則的電磁波。第18頁/共84頁第十八頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多

8、路徑誤差 載波相位測量中的多路徑誤差載波相位測量中的多路徑誤差受多路徑效應(yīng)影響的情況下的接收信號cosdSUt直接信號：cos()rSa Ut反射信號：coscos()drSaSUUttS實際接收信號：coscossinsionc sUa Uta Utt(1cos )(sin )cossinUtUtaacos()coscossinsinttSUUUt因為接收信號也可表示為：cossin(cos )(sin )UtUt第19頁/共84頁第十九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 載波相位測量中的多路徑誤差載波相位測量中的多路徑誤差1coscossinsinaa則有：222222

9、22(cos )1cossin(12cos)(12cos)(cos )(ss)niinaaaaaaa 對上面兩式求平方和，有（） （）（）212cosaa 得：sinsin1cos()1cosatgaaarctga將上面兩式中的第二式除以第一式，有得：(1)(2)第20頁/共84頁第二十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 載波相位測量中的多路徑誤差載波相位測量中的多路徑誤差 多路徑效應(yīng)的數(shù)值特性 受多個反射信號影響的情況2222max1(1cos )cossinsin(1cos )1 ()1coscos0(1cos )(1cossin )arccos();arcsindaa

10、aadaaaaaaaaa 則，當(dāng)時， 取得極值11sin()1cosniiiniiiaarctga第21頁/共84頁第二十一頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 減弱和消除方法減弱和消除方法 站址的選擇多路徑誤差取決于反射物離測站的距離和反射系數(shù)（取決于反射物的材料、形狀及粗糙程度等）及衛(wèi)星信號的方向等各種性質(zhì)，無法建立起準(zhǔn)確的誤差改正模型。較為有效的方法是恰當(dāng)選擇站址，注意避免信號反射物。第22頁/共84頁第二十二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 減弱和消除方法減弱和消除方法 站址選擇站址選擇1、選站時應(yīng)避免臨近有大面積的平靜的水面。第23頁/共84頁

11、第二十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 減弱和消除方法減弱和消除方法 站址選擇站址選擇2、測站不宜選擇在山坡上。第24頁/共84頁第二十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差減弱和消除方法站址選擇3、測站周圍不宜有高層建筑物。第25頁/共84頁第二十五頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 減弱和消除方法減弱和消除方法 硬件要求硬件要求 對接收機(jī)的要求（1）在天線下設(shè)抑徑板或抑徑圈第26頁/共84頁第二十六頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 減弱和消除方法減弱和消除方法 硬件要求硬件要求抑徑板的半徑h/r=tan(z)=sin

12、(z)/cos(z)r=h/sin(z)第27頁/共84頁第二十七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。多路徑誤差多路徑誤差 減弱和消除方法減弱和消除方法 硬件要求硬件要求（2）接收天線對極化特性不同的反射信號應(yīng)該有較強(qiáng)的抑制作用。適當(dāng)延長觀測時間由于多路徑誤差是時間的函數(shù)，其大小和符號會隨著衛(wèi)星的高度角變化而變化，所以在靜態(tài)定位中經(jīng)過較長時間的觀測后，多路徑誤差的影響可大為削弱。第28頁/共84頁第二十八頁，編輯于星期五：二十二點 五分。7.3與衛(wèi)星有關(guān)的誤差 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差主要包括衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差以及相對論效應(yīng)。 與衛(wèi)星有關(guān)的誤差對載波相位測量和偽距測量的影響相同。第29頁/共84頁

13、第二十九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 一.衛(wèi)星星歷誤差由衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星在空間的位置與衛(wèi)星的實際位置之差稱為衛(wèi)星星歷誤差。在一個觀測時段內(nèi)星歷誤差主要呈系統(tǒng)誤差特性。衛(wèi)星星歷誤差是一種起算數(shù)據(jù)誤差，將嚴(yán)重影響單點定位的精度，在精密相對定位中也是一個重要的誤差源。第30頁/共84頁第三十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 1概況GPS衛(wèi)星星歷按其性質(zhì)可分為兩類：1）預(yù)報星歷（廣播星歷）2）實測星歷（精密星歷）第31頁/共84頁第三十一頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 2星歷誤差對定位的影響 1）對單點定位的影響 2）對相對定位的影響第32頁/共84頁第三十二頁，編輯于星期五：二十二點

14、五分。 3.解決辦法1）建立自己的衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)獨立定軌2）軌道松弛法在平差模型中把衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星位置當(dāng)成未知數(shù)來處理，通過平差同時求得測站位置及軌道的改正數(shù)。半短弧法：徑向誤差、切向誤差、法向誤差短弧法：6個軌道參數(shù)的改正值作為未知數(shù)第33頁/共84頁第三十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 軌道松弛法具有一定的局限性：1采用這種方法時，測區(qū)必須具有一定的規(guī)模2數(shù)據(jù)處理復(fù)雜3采用這種方法時，其他誤差可能被吸收到星歷誤差中，得到的精度有虛假的成分。第34頁/共84頁第三十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 3）相對定位星歷誤差對兩個相距不太遠(yuǎn)的測站的影響基本相同。第35頁/共84頁第三十五

15、頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 二衛(wèi)星鐘誤差GPS測量的精度和時鐘誤差有密切的關(guān)系。GPS衛(wèi)星上配有原子鐘，太空的外部環(huán)境對鐘的工作也十分有利。衛(wèi)星鐘和GPS時之間的誤差在1ms以內(nèi)，而1ms的鐘差會引起300km的測距誤差。這種直接用衛(wèi)星鐘的讀數(shù)與GPS標(biāo)準(zhǔn)時相比而得出的誤差稱為物理同步誤差。第36頁/共84頁第三十六頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 顯然，直接由主控站來對衛(wèi)星鐘進(jìn)行遙控調(diào)整遠(yuǎn)遠(yuǎn)滿足不了導(dǎo)航和定位的要求。衛(wèi)星鐘在時刻t的改正數(shù)一般可表示為：0201020()()( )tttaa tta tty t dt 其中，最后一項是隨機(jī)項，只能通過鐘的穩(wěn)定度來描述其統(tǒng)計特性，但無法

16、知道其具體數(shù)值。第37頁/共84頁第三十七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 鐘差、鐘速、鐘速的變率三個系數(shù)可由GPS的地面控制系統(tǒng)根據(jù)前一段時間的跟蹤資料和GPS標(biāo)準(zhǔn)時推算出來，并在衛(wèi)星的導(dǎo)航電文中給出。 加上改正數(shù) 后的衛(wèi)星鐘讀數(shù)和GPS標(biāo)準(zhǔn)時間之差稱為數(shù)學(xué)同步誤差。201020()()taa tta tt 第38頁/共84頁第三十八頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 數(shù)學(xué)同步誤差估計約為20ns左右（相當(dāng)于6m）的誤差，在導(dǎo)航中一般不再顧及數(shù)學(xué)同步誤差，在大地定位中則需采用在接收機(jī)間求一次差來進(jìn)一步消除它。第39頁/共84頁第三十九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 三相對論效應(yīng)相對論效

17、應(yīng)是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)（速度和重力位）不同而引起衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘產(chǎn)生相對鐘誤差的現(xiàn)象。第40頁/共84頁第四十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 衛(wèi)星鐘被安置在高速運動的衛(wèi)星中，按照狹義相對論的觀點會產(chǎn)生時間膨脹的現(xiàn)象，若衛(wèi)星在地心慣性坐標(biāo)系的運動速度為Vs，根據(jù)狹義相對論，安置在該衛(wèi)星的衛(wèi)星鐘的頻率fs將變?yōu)椋篘oImage22 1/22221() (1)22ssssssvvfffccvffffc 第41頁/共84頁第四十一頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 將GPS衛(wèi)星的平均速度Vs=3874m/s，c=299792458m/s代入上式可得100.835 10sff 由于地球自

18、轉(zhuǎn)接收機(jī)鐘也會產(chǎn)生一個相對論效應(yīng)，其數(shù)值取決于接收機(jī)的地理位置，但是由于其數(shù)值很小，而且在一個點上為常數(shù)，數(shù)據(jù)處理時會自動被吸收到接收機(jī)的鐘差中去，不必另行考慮。第42頁/共84頁第四十二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 廣義相對論則告訴我們，若衛(wèi)星所在處的重力位為Ws，地面測站處的重力位為WT，那么同一臺鐘放在衛(wèi)星和放在地面上時頻率將相差：22sTWWffC第43頁/共84頁第四十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 因廣義相對論數(shù)量很小，在計算時可以把地球的重力位看作是一個質(zhì)點位，同時略去日、月引力位，這樣可得到實用公式：221432102101211()3.986005 10 m /s

19、 ,R6378kmr26560km5.284 104.449 10ffcRrffffff 其中， 為萬有引力常數(shù)和地球的質(zhì)量的乘積，其數(shù)值為為接收機(jī)至地心的距離，取值為， 為衛(wèi)星至地心的距離，為，代入上式之后得出：總的相對論效應(yīng)為第44頁/共84頁第四十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 因此，解決相對論效應(yīng)最簡單的方法就是在制造衛(wèi)星鐘的頻率時預(yù)先將其頻率降低相應(yīng)的數(shù)量。第45頁/共84頁第四十五頁，編輯于星期五：二十二點 五分。7.4與接收機(jī)有關(guān)的誤差 與接收機(jī)有關(guān)的誤差主要有：觀測誤差、接收機(jī)鐘誤差、接收機(jī)位置誤差、天線相位中心位置誤差和載波相位觀測的整周不確定性。第46頁/共84頁第四

20、十六頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 1觀測誤差這類誤差除了觀測的分辨誤差之外，尚包括接收機(jī)天線相對測站點的安置誤差。根據(jù)經(jīng)驗，一般認(rèn)為觀測的誤差約為信號波長的1%。由此，對GPS碼信號和載波信號的觀測精度，如下表所示：第47頁/共84頁第四十七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。碼相位與載波相位的分辨誤差信號波長觀測誤差P碼29.3m0.3mC/A碼293m2.9m載波L119.05cm2.0mm載波L224.45cm2.5mm第48頁/共84頁第四十八頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 觀測誤差屬于偶然誤差，適當(dāng)?shù)卦黾佑^測量，將會明顯地減弱其影響。 接收機(jī)天線相對觀測站中心的安置誤差，主要

21、有天線的整平、對中誤差和量取天線相位中心高度（天線高）的誤差。第49頁/共84頁第四十九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 當(dāng)天線高度為1.6m時，如果天線置平誤差為0.1，則由此引起光學(xué)對中器的對中誤差，約為3mm。 因此，在精密定位工作中，必須仔細(xì)操作，以盡量減少這種誤差的影響。 該項誤差對偽距測量和載波相位測量的影響相同。第50頁/共84頁第五十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 2接收機(jī)的鐘差GPS接收機(jī)一般設(shè)有高精度的石英鐘，其日頻率穩(wěn)定度約為10-11。如果接收機(jī)鐘與衛(wèi)星鐘之間的同步差為1s，則由此引起的等效距離誤差約為300m。第51頁/共84頁第五十一頁，編輯于星期五：二十二點

22、 五分。 處理接收機(jī)鐘差比較有效的辦法：1作為未知數(shù)納入方程進(jìn)行數(shù)據(jù)處理求解。此方法廣泛應(yīng)用于實時動態(tài)定位。此時，假設(shè)每個觀測瞬間，鐘差都是獨立的。第52頁/共84頁第五十二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 2象衛(wèi)星鐘那樣，將其表示為多項式的形式，在觀測量的平差計算中，求解多項式的系數(shù)。鐘差模型影響鐘差的正確性。多用于靜態(tài)絕對定位。第53頁/共84頁第五十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 3在定位精度要求較高時，可以采用高精度的外接頻標(biāo)（時間標(biāo)準(zhǔn)），如銣原子鐘或銫原子鐘，以提高接收機(jī)時間標(biāo)準(zhǔn)的精度。 4在精密相對定位中，還可以利用觀測值求差的方法，有效地減弱接收機(jī)鐘差的影響。 接收機(jī)鐘差

23、對偽距測量和載波相位測量的影響相同。第54頁/共84頁第五十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 3天線的相位中心位置偏差在GPS定位中，觀測值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)的，而天線的相位中心與其幾何中心，在理論上應(yīng)保持一致?？墒牵瑢嶋H上天線的相位中心位置，隨著信號輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，即觀測時相位中心的瞬時位置與理論上的相位中心位置有所不同。第55頁/共84頁第五十五頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 天線相位中心的偏差對相對定位結(jié)果的影響，根據(jù)天線性能的好壞，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米。如何減少相位中心的偏移，對于提高定位精度來說非常重要。第56頁/共84頁第五十六頁，編輯于星期五

24、：二十二點 五分。 解決辦法：如果采用同一類型的天線，在相距不遠(yuǎn)的兩個或多個觀測站上同步觀測同一組衛(wèi)星，那么就可以通過觀測值的求差來削弱相位中心偏移的影響。 此時，測站的天線應(yīng)按天線附有的方位標(biāo)進(jìn)行定向，使之根據(jù)羅盤指向磁北極。通常定向偏差應(yīng)保持在35以內(nèi)。第57頁/共84頁第五十七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。7.5其它誤差 一地球自轉(zhuǎn)的影響在協(xié)議地球坐標(biāo)系中，如果衛(wèi)星的瞬時位置，是根據(jù)信號發(fā)播的瞬時計算的，那么應(yīng)考慮修改地球自轉(zhuǎn)的改正。因為，當(dāng)衛(wèi)星信號傳播到觀測站時，與地球相固聯(lián)的協(xié)議地球坐標(biāo)系相對衛(wèi)星的上述瞬時位置已經(jīng)產(chǎn)生了旋轉(zhuǎn)。第58頁/共84頁第五十八頁，編輯于星期五：二十二點

25、五分。zjiji 其中，為衛(wèi)星繞 軸旋轉(zhuǎn)的角度，為地球的自轉(zhuǎn)角速度，衛(wèi)星信號傳播到觀測站的時間延遲。第59頁/共84頁第五十九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 由此，衛(wèi)星在協(xié)議地固坐標(biāo)系中的坐標(biāo)變化為：0sin0sin00000jjjxaxyayzz 其中，xj、yj、zj是衛(wèi)星的瞬時坐標(biāo)第60頁/共84頁第六十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 由于旋轉(zhuǎn)角a1.5，所以當(dāng)取至一次微小項時，上式可以化簡為：0000000jjjxaxyayzz 第61頁/共84頁第六十一頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 二地球潮汐改正固體潮：地球在太陽和月球的萬有引力作用下，固體地球要產(chǎn)生周期性的彈性形變，

26、這種現(xiàn)象稱為固體潮。負(fù)荷潮汐：在日月引力的作用下，作用于地球上的負(fù)荷也將發(fā)生周期性的變動（海潮），從而使地球產(chǎn)生周期性的形變，這種現(xiàn)象稱為負(fù)荷潮。第62頁/共84頁第六十二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 固體潮和負(fù)荷潮引起的測站位移可達(dá)80cm，從而使不同時間的測量結(jié)果之間互不一致，因而在高精度相對定位中必須考慮其影響。 通常用三個量代表固體潮和海潮引起的測站點的位移值。 r、 、 ，分別為測站坐標(biāo)系的三個坐標(biāo)分量第63頁/共84頁第六十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。武漢地區(qū)r的周日變化tr（cm）tr（cm）tr（cm）tr（cm）0：00-18.46：00-1.612：00-12

27、.318：00+39.10：30-17.86：30-3.512：30-7.718：30+36.91：00-16.27：00-6.013：00-2.219：00+33.41：30-14.17：30-8.813：30+3.919：30+28.62：00-11.58：00-11.714：00+10.320：00+23.02：30-8.78：30-14.514：30+16.820：30+16.73：00-6.09：00-16.915：00+23.021：00+10.13：30-3.69：30-18.715：30+28.621：30+3.64：00-1.710：00-19.616：00+33.322：0

28、0-2.64：30-0.510：30-19.516：30+36.922：30-8.25：00-0.111：00-18.317：00+39.123：00-12.95：30-0.411：30-15.917：30+39.923：30-16.5第64頁/共84頁第六十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 已知了測站的形變量后，即可將其投影到應(yīng)加的由于地球潮汐所引起的改正數(shù)。第65頁/共84頁第六十五頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 消除各種誤差的方法總結(jié)：1.建立誤差改正模型通過對誤差的特性、機(jī)制以及產(chǎn)生的原因進(jìn)行研究分析、推導(dǎo)而建立起來的理論公式。也可以是通過對大量觀測數(shù)據(jù)的分析、擬合而建立起來的

29、經(jīng)驗公式。在多數(shù)情況下則是同時采用兩種方法而建立的綜合模型。第66頁/共84頁第六十六頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 理論公式：電離層雙頻改正模型。 綜合模型：對流層折射模型。 如果每個誤差改正模型都是十分完善嚴(yán)密的，模型中所需的數(shù)據(jù)都是準(zhǔn)確無誤的，早這種理想情況下，經(jīng)各誤差模型改正后包含的觀測值中的系統(tǒng)誤差將被消除干凈，而只留下偶然誤差。第67頁/共84頁第六十七頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 然而，由于改正模型本身的誤差以及所獲取的改正模型中所需的各參數(shù)的誤差，仍會有一部分偏差殘留在觀測值中（殘差） 這些殘差通常仍比偶然誤差要大得多，從而嚴(yán)重影響GPS定位的精度。第68頁/共84頁

30、第六十八頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 誤差模型的精度好壞不等。 效果較好：電離層雙頻改正模型殘差約為總量的1%左右或更小。效果一般：對流層折射改正公式殘差為總量的5-10%左右效果較差：廣播星歷所提供的單頻電離層折射改正模型。殘差高達(dá)30-40%。第69頁/共84頁第六十九頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 2求差法仔細(xì)分析誤差對觀測值或平差結(jié)果的影響，安排適當(dāng)?shù)挠^測綱要和數(shù)據(jù)處理方法（如同步觀測、相對定位等），利用誤差在觀測值之間的相關(guān)性或在定位結(jié)果之間的相關(guān)性，通過求差法來消除或大幅度削弱其影響的方法。第70頁/共84頁第七十頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 例如：當(dāng)兩臺接收機(jī)對同

31、一衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測時，觀測值中包含了共同的衛(wèi)星鐘誤差，將觀測值在接收機(jī)間求差即可消除此項誤差。 同樣，一臺接收機(jī)對多顆衛(wèi)星進(jìn)行同步觀測時，將觀測值在衛(wèi)星間求差即可消除接收機(jī)鐘誤差的影響。第71頁/共84頁第七十一頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 又如，目前廣播星歷的誤差可達(dá)數(shù)十米，這種誤差屬于起算數(shù)據(jù)誤差，并不影響觀測值，當(dāng)然不能通過觀測值相減來消除。利用相距不太遠(yuǎn)的兩個測站上的同步觀測值進(jìn)行相對定位時，由于兩站至衛(wèi)星的幾何圖形十分相似，因而星歷誤差對兩站坐標(biāo)的影響也很相似。利用這種相關(guān)性在求坐標(biāo)差時就能把共同的坐標(biāo)誤差消除掉。第72頁/共84頁第七十二頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 其

32、殘余誤差一般可用下列經(jīng)驗公式估算：b=b* s/。當(dāng)基線長度b=5km，測站至衛(wèi)星的距離=25000km時，即使衛(wèi)星星歷誤差的絕對值較大，例如s=50m，但它對基線b的影響也很小，只有1cm。第73頁/共84頁第七十三頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 3選擇較好的硬件和較好的觀測條件有的誤差，如多路徑誤差，既不能采用求差的方法來解決也無法建立改正模型，削弱它的唯一辦法是選用較好的天線，仔細(xì)選擇測站，遠(yuǎn)離反射物和干擾源。第74頁/共84頁第七十四頁，編輯于星期五：二十二點 五分。 上述三種方法也可結(jié)合使用，例如采用大氣傳播延遲改正模型進(jìn)行改正，再用求差法來消除無法用模型改正卻具有相關(guān)性的那些殘余誤差。第75頁/共84