遙感-第5章-GNSS靜態(tài)定位原理課件

1、第5章 GNSS靜態(tài)定位原理劉智敏山東科技大學(xué)5.1 GNSS靜態(tài)定位方法5.2 GNSS導(dǎo)航定位誤差來(lái)源及影響衛(wèi)星有關(guān)的誤差與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差與接收機(jī)有關(guān)的誤差5.3 GNSS靜態(tài)絕對(duì)定位原理5.4 GNSS靜態(tài)相對(duì)定位原理5.5 不同頻率觀測(cè)值的線性組合5.6 整周未知數(shù)的確定與周跳分析按參考點(diǎn)的不同位置絕對(duì)定位（單點(diǎn)定位）在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測(cè)站相對(duì)地球質(zhì)心的位置。相對(duì)定位在地球協(xié)議坐標(biāo)系中，確定觀測(cè)站與地面某一參考點(diǎn)之間的相對(duì)位置。按用戶接收機(jī)作業(yè)時(shí)所處的狀態(tài)劃分：靜態(tài)定位在定位過(guò)程中，接收機(jī)位置靜止不動(dòng)，是固定的。靜止?fàn)顟B(tài)只是相對(duì)的，在衛(wèi)星大地測(cè)量中的靜止?fàn)顟B(tài)通常是指待定點(diǎn)的

2、位置相對(duì)其周圍點(diǎn)位沒(méi)有發(fā)生變化，或變化極其緩慢，以致在觀測(cè)期內(nèi)可以忽略。動(dòng)態(tài)定位在定位過(guò)程中，接收機(jī)天線處于運(yùn)動(dòng)狀態(tài)。 5.1 GNSS靜態(tài)定位方法靜態(tài)絕對(duì)定位待定點(diǎn)的位置固定不動(dòng)，利用GNSS確定用戶接收機(jī)在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對(duì)于坐標(biāo)原點(diǎn)的位置。靜態(tài)相對(duì)定位待定點(diǎn)的位置固定不動(dòng)，利用GNSS確定用戶接收機(jī)在協(xié)議地球坐標(biāo)系中的相對(duì)于地面上一固定點(diǎn)的相對(duì)位置。 5.1 GNSS靜態(tài)定位方法根據(jù)天線所處的狀態(tài)分為動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位靜態(tài)絕對(duì)定位觀測(cè)量都是站星偽距根據(jù)觀測(cè)量的性質(zhì)，偽距有測(cè)碼偽距測(cè)相偽距絕對(duì)定位分為測(cè)碼偽距絕對(duì)定位測(cè)相偽距絕對(duì)定位偽距：含誤差影響的站星距離通過(guò)碼相位觀測(cè)或載波相位觀測(cè)確定的

3、不可避免地含有：衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘非同步誤差電離層、對(duì)流層大氣折射等誤差絕對(duì)定位和相對(duì)定位在觀測(cè)方式、數(shù)據(jù)處理、定位精度以及應(yīng)用范圍等方面均有原則區(qū)別在兩個(gè)觀測(cè)站同步觀測(cè)相同衛(wèi)星，各種誤差對(duì)觀測(cè)量的影響具有一定的相關(guān)性，利用這些觀測(cè)量的不同線性組合，便可有效地消除或減弱各種誤差影響，從而提高相對(duì)定位的精度絕對(duì)定位的精度，與被觀測(cè)衛(wèi)星的幾何分布密切相關(guān)PPP (Precise Point Positioning) 5.1 GNSS靜態(tài)定位方法目前廣泛應(yīng)用的基本觀測(cè)量:碼相位觀測(cè)是測(cè)量GPS衛(wèi)星發(fā)射的測(cè)距碼信號(hào)（C/A碼或P碼）到達(dá)用戶接收機(jī)天線（觀測(cè)站）的傳播時(shí)間，也稱時(shí)間延遲測(cè)量由碼相位觀測(cè)所確

4、定的偽距簡(jiǎn)稱測(cè)碼偽距載波相位觀測(cè)測(cè)量接收機(jī)接收到的具有多普勒頻移的載波信號(hào)，與接收機(jī)產(chǎn)生的參考載波信號(hào)之間的相位差，也稱相位延遲測(cè)量由載波相位觀測(cè)所確定的偽距簡(jiǎn)稱為測(cè)相偽距C/A碼碼元寬度293m；P 碼碼元寬度29.3mL1載波波長(zhǎng)為19.03cm； L2載波波長(zhǎng)為24.42cm載波相位觀測(cè)是目前最精確的觀測(cè)方法誤差的分類GPS定位中，影響觀測(cè)量精度的主要誤差源與衛(wèi)星有關(guān)的誤差與信號(hào)傳播有關(guān)的誤差與接收設(shè)備有關(guān)的誤差 為了便于理解，通常均把各種誤差的影響投影到站星距離上，以相應(yīng)的距離誤差表示，稱為等效距離誤差 5.2 GNSS導(dǎo)航定位誤差來(lái)源及影響測(cè)碼偽距的等效距離誤差/m誤差來(lái)源P碼C/A

5、碼衛(wèi)星星歷與模型誤差鐘差與穩(wěn)定度衛(wèi)星攝動(dòng)相位不確定性其它合計(jì)4.23.01.00.50.95.44.23.01.00.50.95.4信號(hào)傳播電離層折射對(duì)流層折射多路徑效應(yīng)其它合計(jì)2.32.01.20.53.35.0-10.02.01.20.55.5-10.3接收機(jī)接收機(jī)噪聲其它合計(jì)1.00.51.17.50.57.5總計(jì)6.410.8-13.6根據(jù)誤差的性質(zhì)可分為：（1）系統(tǒng)誤差：主要包括衛(wèi)星的軌道誤差、衛(wèi)星鐘差、接收機(jī)鐘差、以及大氣折射的誤差等。 為了減弱和修正系統(tǒng)誤差對(duì)觀測(cè)量的影響，一般根據(jù)系統(tǒng)誤差產(chǎn)生的原因而采取不同的措施，包括：引入相應(yīng)的未知參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中聯(lián)同其它未知參數(shù)一并求解。

6、建立系統(tǒng)誤差模型，對(duì)觀測(cè)量加以修正。將不同觀測(cè)站，對(duì)相同衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，以減弱和消除系統(tǒng)誤差的影響。簡(jiǎn)單地忽略某些系統(tǒng)誤差的影響。（2）偶然誤差：包括多路徑效應(yīng)誤差和觀測(cè)誤差等。選用較好的硬件和觀測(cè)條件延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間1.與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星鐘差GPS觀測(cè)量均以精密測(cè)時(shí)為依據(jù)。GPS定位中，無(wú)論碼相位觀測(cè)還是載波相位觀測(cè)，都要求衛(wèi)星鐘與接收機(jī)鐘保持嚴(yán)格同步。實(shí)際上，盡管衛(wèi)星上設(shè)有高精度的原子鐘，仍不可避免地存在鐘差和漂移，偏差總量約在1 ms內(nèi)，引起的等效距離誤差可達(dá)300km。1.與衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星鐘差通過(guò)對(duì)衛(wèi)星運(yùn)行狀態(tài)的連續(xù)監(jiān)測(cè)精確地確定，參數(shù)由主控站測(cè)定，通過(guò)衛(wèi)星的導(dǎo)航電

7、文提供給用戶,并用二階多項(xiàng)式表示： tj = a0 + a1 (t-t0c) + a2 (t-t0c)2 經(jīng)鐘差模型改正后，各衛(wèi)星鐘之間的同步差保持在510ns以內(nèi)，引起的等效距離偏差不超過(guò)3m。通過(guò)精密星歷獲得精確的衛(wèi)星鐘差值 e.g. PPP應(yīng)用，IGS給出0.1ns衛(wèi)星鐘經(jīng)過(guò)改正的殘差，在相對(duì)定位中，可通過(guò)觀測(cè)量求差（差分）方法消除。（2）衛(wèi)星軌道偏差（星歷誤差）：由于衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)中受多種攝動(dòng)力的復(fù)雜影響，而通過(guò)地面監(jiān)測(cè)站又難以可靠地測(cè)定這些作用力并掌握其作用規(guī)律，因此，衛(wèi)星軌道誤差的估計(jì)和處理一般較困難。目前，通過(guò)導(dǎo)航電文所得的衛(wèi)星軌道信息，相應(yīng)的位置誤差約20-40m。隨著攝動(dòng)力模型和

8、定軌技術(shù)的不斷完善，衛(wèi)星的位置精度將可提高到5m左右。衛(wèi)星的軌道誤差是當(dāng)前GPS定位的重要誤差來(lái)源之一。衛(wèi)星軌道偏差對(duì)絕對(duì)定位的影響可達(dá)幾十米到一百米。而在相對(duì)定位中，由于相鄰測(cè)站星歷誤差具有很強(qiáng)的相關(guān)性，因此對(duì)相對(duì)定位的影響遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于對(duì)絕對(duì)定位的影響不過(guò)，隨著基線距離的增加，衛(wèi)星軌道偏差引起的基線誤差將不斷加大。GPS衛(wèi)星到地面觀測(cè)站的最大距離約為25000km，如果基線測(cè)量的允許誤差為1cm，則當(dāng)基線長(zhǎng)度不同時(shí)，允許的軌道誤差大致如下表所示。（2）衛(wèi)星軌道偏差（星歷誤差）：GPS衛(wèi)星到地面觀測(cè)站的最大距離約為25000km，基線測(cè)量的允許誤差為1cm，則當(dāng)基線長(zhǎng)度不同時(shí)，允許的軌道誤差大致如

9、下表所示。從表中可見(jiàn)，在相對(duì)定位中，隨著基線長(zhǎng)度的增加，衛(wèi)星軌道誤差將成為影響定位精度的主要因素?；€長(zhǎng)度基線相對(duì)誤差容許軌道誤差1.0km1010-6250.0m10.km110-625.0m100.0km0.110-62.5m1000.0km0.0110-60.25m（2）衛(wèi)星軌道偏差（星歷誤差）：在GPS定位中，根據(jù)不同要求，處理軌道誤差方法:忽略軌道誤差：廣泛用于實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位。采用軌道改進(jìn)法處理觀測(cè)數(shù)據(jù)：衛(wèi)星軌道的偏差主要由各種攝動(dòng)力綜合作用而產(chǎn)生，攝動(dòng)力對(duì)衛(wèi)星6個(gè)軌道參數(shù)的影響不相同，而且在對(duì)衛(wèi)星軌道攝動(dòng)進(jìn)行修正，根據(jù)引入軌道偏差改正數(shù)的不同，分為短弧法和半短弧法。采用精密星歷 e.

10、g. IGS同步觀測(cè)值求差：由于同一衛(wèi)星的位置誤差對(duì)不同觀測(cè)站同步觀測(cè)量的影響具有系統(tǒng)性。利用兩個(gè)或多個(gè)觀測(cè)站上對(duì)同一衛(wèi)星的同步觀測(cè)值求差，可減弱軌道誤差影響。當(dāng)基線較短時(shí)，有效性尤其明顯，而對(duì)精密相對(duì)定位，也有極其重要意義。（2）衛(wèi)星軌道偏差（星歷誤差）：采用軌道改進(jìn)法處理觀測(cè)數(shù)據(jù)：衛(wèi)星軌道的偏差由各種攝動(dòng)力綜合作用產(chǎn)生，在對(duì)衛(wèi)星軌道攝動(dòng)進(jìn)行修正時(shí)，所采用的各攝動(dòng)力模型精度也不一樣。 根據(jù)引入軌道偏差改正數(shù)的不同，分為短弧法：引入全部6個(gè)軌道偏差改正，作為待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中與其它待估參數(shù)一并求解。可明顯減弱軌道偏差影響，但計(jì)算工作量大。半短弧法：根據(jù)攝動(dòng)力對(duì)軌道參數(shù)的不同影響，只對(duì)其中影

11、響較大的參數(shù)，引入相應(yīng)的改正數(shù)作為待估參數(shù)。據(jù)分析，目前該法修正的軌道偏差不超過(guò)10m，而計(jì)算量明顯減小。（2）衛(wèi)星軌道偏差（星歷誤差）：略電磁波的傳播速度與大氣折射大氣折射實(shí)際的電磁波傳播是在大氣介質(zhì)中，在到達(dá)地面接收機(jī)前要穿過(guò)性質(zhì)、狀態(tài)各異且不穩(wěn)定的若干大氣層，這些因素可能改變電磁波傳播的方向、速度和強(qiáng)度，這種現(xiàn)象。大氣折射對(duì)GPS觀測(cè)結(jié)果的影響，超過(guò)了GPS精密定位所容許的精度范圍。電磁波傳播的基本概念信號(hào)傳播非彌散介質(zhì)對(duì)流層與大氣壓力、溫度、濕度有關(guān)彌散介質(zhì)電離層與電子密度有關(guān)單一相波載波相位群波測(cè)距碼根據(jù)大氣物理學(xué)，如果電磁波在某種介質(zhì)中的傳播速度與頻率有關(guān)，則該介質(zhì)成為彌散介質(zhì)。如

12、果把具有不同頻率的多種波疊加，所形成的復(fù)合波稱為群波則在具有速度彌散現(xiàn)象的介質(zhì)中，單一頻率正弦波的傳播與群波的傳播是不同的。大氣層對(duì)電磁波傳播的影響大氣的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)對(duì)流層040km各種氣體元素、水蒸氣和塵埃等非彌散介質(zhì)（電磁波的傳播速度與頻率無(wú)關(guān)）電離層約70km以上帶電粒子彌散介質(zhì)（電磁波的傳播速度與頻率有關(guān)）大氣層對(duì)電磁波傳播的影響大氣的結(jié)構(gòu)及其性質(zhì)對(duì)流層040km各種氣體元素、水蒸氣和塵埃等非彌散介質(zhì)電離層約70km以上帶電粒子彌散介質(zhì)（電磁波的傳播速度與頻率有關(guān)）假設(shè)單一正弦波的相位傳播速度為相速vp，群波的傳播速度為群速vg，則有式中為通過(guò)大氣層的電磁波波長(zhǎng)。若取通過(guò)大氣層的電磁波

13、頻率為f，則相應(yīng)的折射率為在GPS定位中，群速vg與碼相位測(cè)量有關(guān)，而相速vp與載波相位測(cè)量有關(guān)。對(duì)流層的影響與改正在對(duì)流層中，折射率略大于1，隨著高度的增加逐漸減?。寒?dāng)接近對(duì)流層頂部時(shí)，其值接近于1。對(duì)流層的折射影響，在天頂方向（高度角900）可產(chǎn)生2.3m的電磁波傳播路徑誤差當(dāng)高度角為100時(shí)，傳播路徑誤差可達(dá)20m。在精密定位中，對(duì)流層的影響必須顧及。對(duì)流層的折射率與大氣壓力、溫度和濕度關(guān)系密切變化復(fù)雜，對(duì)n的變化和影響，難以精確模型化。通常將對(duì)流層的大氣折射分為干分量和濕分量?jī)刹糠?，Nd和Nw分別表示干、濕分量的折射數(shù)，則 N0 = Nd + Nw。 Nd和Nw與大氣的壓力、溫度和濕度

14、有如下近似關(guān)系 式中P為大氣壓力/mbar，Tk為絕對(duì)溫度(Tk=0C+273.2), e0為水汽分壓/mbar沿天頂方向，對(duì)流層大氣對(duì)電磁波傳播路徑的影響，可表示為干分量引起的電磁波傳播路徑距離差主要與地面的大氣壓力和溫度有關(guān)；濕分量引起的電磁波傳播路徑距離差主要與傳播路徑上的大氣狀況密切相關(guān)。由地球表面向上沿天頂方向的電磁波傳播路徑為考慮干、濕分量的折射數(shù)，則有 S0為電磁波在真空中的傳播路徑 Hd為當(dāng)Nd趨近于0時(shí)的高程值（約40km） Hw為當(dāng)Nw趨近于0時(shí)的高程值（約10km）于是沿天頂方向電磁波傳播路徑的距離差為在衛(wèi)星大地測(cè)量中，不可能沿電磁波傳播路線直接測(cè)定對(duì)流層的折射數(shù)，一般可

15、以根據(jù)地面的氣象數(shù)據(jù)來(lái)描述折射數(shù)與高程的關(guān)系。根據(jù)理論分析，折射數(shù)的干分量與高程H的關(guān)系 Nd0為按前（A）式計(jì)算的地面大氣折射數(shù)的干分量參數(shù) Hd，H. Hopfield通過(guò)分析全球高空氣象探測(cè)資料，推薦了如下經(jīng)驗(yàn)公式。由于大氣濕度隨地理緯度、季節(jié)和大氣狀況而變化，尚難以建立折射數(shù)濕分量的理論模型，一般采用與干分量相似的表示方法式中Nw0為按（A）式計(jì)算的地面大氣折射數(shù)的濕分量，高程的平均值取為Hw=11000m積分可得沿天頂方向?qū)α鲗訉?duì)電磁波傳播路徑影響的近似關(guān)系：數(shù)字分析表明，在大氣的正常狀態(tài)下，沿天頂方向，折射數(shù)干分量對(duì)電磁波傳播路徑的影響約為2.3m，約占天頂方向距離總誤差的90%濕

16、分量的影響遠(yuǎn)較干分量影響小。實(shí)際觀測(cè)時(shí)，觀測(cè)站接收的衛(wèi)星信號(hào)往往不是來(lái)自天頂，此時(shí)必須顧及電磁波傳播方向的高度角。假設(shè)GPS衛(wèi)星相對(duì)觀測(cè)站的高度角為hs，可得實(shí)踐表明上式中含有較大的模型誤差，當(dāng)hs100，改正量估算誤差可達(dá)0.5m。許多學(xué)者先后推薦了改正Hopfield模型，如下: 其中HT為觀測(cè)站的高程/m對(duì)流層的影響分為干分量和濕分量：干分量主要與大氣溫度和壓力有關(guān)濕分量主要與信號(hào)傳播路徑上的大氣濕度和高度有關(guān)，濕分量的影響尚無(wú)法準(zhǔn)確確定。對(duì)流層影響的處理方法：定位精度要求不高時(shí)，忽略不計(jì)采用對(duì)流層模型加以改正引入描述對(duì)流層的附加待估參數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中求解觀測(cè)量求差2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差目

17、前采用的各種對(duì)流層模型，即使應(yīng)用實(shí)時(shí)測(cè)量的氣象資料，電磁波的傳播路徑，經(jīng)過(guò)對(duì)流層折射改正后的殘差，仍保持在對(duì)流層影響的5%左右。減弱對(duì)流層折射改正項(xiàng)殘差影響主要措施：充分地掌握觀測(cè)站周圍地區(qū)的實(shí)時(shí)氣象資料利用水汽輻射計(jì)，準(zhǔn)確地測(cè)定電磁波傳播路徑上的水汽積累量，以便精確的計(jì)算大氣濕分量的改正項(xiàng)。但設(shè)備龐大價(jià)格昂貴，難以普遍采用當(dāng)基線較短時(shí)(20km)，穩(wěn)定的大氣條件下，利用差分法來(lái)減弱大氣折射的影響完善對(duì)流層大氣折射的改正模型相折射率的彌散公式： 式中et為電荷量/c，me為電荷質(zhì)量/kg，Ne為電子密度/m-3，0為真空介質(zhì)常數(shù)/c2kg-1m-3s2。 當(dāng)取常數(shù)值et=1.602110-19

18、， me=9.11 10-31， 0=8.859 10-12， 并略去二次微小項(xiàng)，可得：電離層的影響與改正在電離層中，單一頻率正弦波相折射率的彌散公式，并略去二次微小項(xiàng)，可得：根據(jù)群折射率與相折射率的關(guān)系，可得 2.電離層的影響與改正群折射率與相折射率： 相折射率np與群折射率ng二者不同 當(dāng)f確定后，n取決于 Ne； 載波相位和碼相位修正量分別采用np和ng當(dāng)電磁波沿天頂方向通過(guò)電離層時(shí)，由于折射率的變化而引起的傳播路徑距離差和相位延遲，一般可寫為：某一瞬間全球電子密度與測(cè)站間的關(guān)系由相折射率和群折射率引起的路徑傳播誤差(m)和時(shí)間延遲(ns)分別為沿天頂方向電子總量的周日變化太陽(yáng)黑子數(shù)的預(yù)

19、報(bào)值電子密度隨高度的變化對(duì)確定的電磁波頻率，只有電子密度是唯一變量實(shí)際資料分析表明，電離層的電子密度白天約為夜間的5倍一年中冬季與夏季相差4倍太陽(yáng)活動(dòng)高峰期約為低峰期的4倍電離層電子密度變化范圍：10931012電子數(shù)/m3沿天頂方向電子密度總量，日間為51017電子數(shù)/m2，夜間為51016電子數(shù)/m2電子密度在不同高度、不同時(shí)間都有明顯差別當(dāng)電磁波的傳播方向偏離天頂方向時(shí)，電子總量明顯增加，在傾角為hs方向上，電子總數(shù)Nh有如下近似：沿天頂方向，最大可達(dá)50m，而沿水平方向最大達(dá)150m電離層對(duì)不頻率電磁波沿天頂方向傳播路徑的影響：?jiǎn)晤l400MHz1600MHz2000MHz8000MHz

20、平均50m3m2m0.12m90%小于250m15m10m0.6m最大500m30m20m1.2m由于影響電離層電子密度的因素復(fù)雜（時(shí)間、高度、太陽(yáng)輻射及黑子活動(dòng)、季節(jié)和地區(qū)等），難以可靠地確定觀測(cè)時(shí)刻沿電磁波傳播路線的電子總量。對(duì)GPS單頻接收用戶，一般均利用電離層模型來(lái)近似計(jì)算改正量，但目前有效性不會(huì)優(yōu)于75%。即當(dāng)電離層的延遲為50m，經(jīng)過(guò)模型改正后，仍含有約12.5m的殘差。為減弱電離層的影響，比較有效的措施為：（1）利用兩種不同的頻率進(jìn)行觀測(cè)兩種頻率電磁波同步觀測(cè)時(shí)電離層對(duì)傳播路徑的影響分別為可得消除電離層折射影響的距離：同理可得不同頻率電磁波的相位延遲關(guān)系以及經(jīng)過(guò)電離層折射改正后的

21、相位值：目前，為進(jìn)行高精度衛(wèi)星定位，普遍采用雙頻觀測(cè)技術(shù)，以便有效減弱電離層折射影響GPS雙頻組合觀測(cè)改正后，距離殘差為cm級(jí)在太陽(yáng)黑子活動(dòng)的高峰期內(nèi)，于中午觀測(cè)的時(shí)候，這種殘差將明顯增大公式推導(dǎo)一下不同的雙頻組合，對(duì)電離層影響的改善程度也不同，改正后的殘差如下：雙頻150/400MHz400/2000MHz1227/1572MHz2000/8000MHz平均0.6m0.9cm0.3cm0.04cm90%小于10m6.6cm1.7cm0.21cm最大36m22cm4.5cm0.43cm(2)兩觀測(cè)站同步觀測(cè)量求差用兩臺(tái)接收機(jī)在基線的兩端進(jìn)行同步觀測(cè)，取其觀測(cè)量之差。因?yàn)楫?dāng)兩觀測(cè)站相距不太遠(yuǎn)時(shí)，

22、衛(wèi)星至兩觀測(cè)站電磁波傳播路徑上的大氣狀況相似，大氣狀況的系統(tǒng)影響可通過(guò)同步觀測(cè)量的差分而減弱。該方法對(duì)小于20km的短基線效果尤為明顯，經(jīng)過(guò)電離層折射改正后，基線長(zhǎng)度的相對(duì)殘差約為10-6故在短基線相對(duì)定位中，即使使用單頻接收機(jī)也能達(dá)到相當(dāng)高精度但隨著基線長(zhǎng)度的增加，精度將明顯降低。 衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（1）電離層折射影響，主要取決于信號(hào)頻率和傳播路徑上的電子總量。通常采取的措施：利用雙頻觀測(cè)：利用不同頻率電磁波信號(hào)進(jìn)行觀測(cè)，對(duì)觀測(cè)量加以修正。其有效性不低于95%.利用電離層模型加以修正：對(duì)單頻接收機(jī)，由導(dǎo)航電文提供的或其它適宜電離層模型對(duì)觀測(cè)量進(jìn)行改正。目前模型改正的有效性約為75%，至今仍在

23、完善中。利用同步觀測(cè)值求差：當(dāng)觀測(cè)站間的距離較近（小于20km）時(shí)，衛(wèi)星信號(hào)到達(dá)不同觀測(cè)站的路徑相近，通過(guò)同步求差，殘差不超過(guò)10-6。（3）多路徑效應(yīng)：也稱多路徑誤差 接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周圍地物一次或多次反射的衛(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)迭加，將引起測(cè)量參考點(diǎn)位置變化，使觀測(cè)量產(chǎn)生誤差。2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（3）多路徑效應(yīng)：也稱多路徑誤差 接收機(jī)天線除直接收到衛(wèi)星發(fā)射的信號(hào)外，還可能收到經(jīng)天線周圍地物一次或多次反射的衛(wèi)星信號(hào)。兩種信號(hào)迭加，將引起測(cè)量參考點(diǎn)位置變化，使觀測(cè)量產(chǎn)生誤差。在一般反射環(huán)境下，對(duì)測(cè)碼偽距的影響達(dá)米級(jí)，對(duì)測(cè)相偽距影響達(dá)厘米級(jí)。在高反射環(huán)境中，影

24、響顯著增大，且常常導(dǎo)致衛(wèi)星失鎖和產(chǎn)生周跳。 2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差（3）多路徑效應(yīng) 措施安置接收機(jī)天線的環(huán)境應(yīng)避開(kāi)較強(qiáng)發(fā)射面，如水面、平坦光滑的地面和建筑表面。選擇造型適宜且屏蔽良好的天線如扼流圈天線。適當(dāng)延長(zhǎng)觀測(cè)時(shí)間，削弱周期性影響。改善接收機(jī)的電路設(shè)計(jì)。2.衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差主要包括觀測(cè)誤差、接收機(jī)鐘差、天線相位中心誤差和載波相位觀測(cè)的整周不確定性影響。（1）觀測(cè)誤差：分辨誤差，接收天線相對(duì)測(cè)站點(diǎn)的安置誤差。分辨誤差一般認(rèn)為約為信號(hào)波長(zhǎng)的1%。安置誤差主要有天線的置平與對(duì)中誤差和量取天線相位中心高度（天線高）誤差。例如當(dāng)天線高1.6m ,置平誤差0.10，則對(duì)中誤差為2.8mm。3.接收設(shè)備有

25、關(guān)的誤差碼相位與載波相位的分辨誤差信號(hào)波長(zhǎng)觀測(cè)誤差P碼29.3m0.3mC/A碼293m2.9m載波L119.05cm2.0mm載波L224.45cm2.5mm（2）接收機(jī)鐘差GPS接收機(jī)一般設(shè)有高精度的石英鐘，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，則引起的等效距離誤差為300m。處理接收機(jī)鐘差的方法：作為未知數(shù)，在數(shù)據(jù)處理中求解。利用觀測(cè)值求差方法，減弱接收機(jī)鐘差影響。定位精度要求較高時(shí)，可采用外接頻標(biāo)，如銣、銫原子鐘，提高接收機(jī)時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)精度。3.接收設(shè)備有關(guān)的誤差（3）天線相位中心位置偏差GPS定位中，觀測(cè)值都是以接收機(jī)天線的相位中心位置為準(zhǔn)，在理論上，天線相

26、位中心與儀器的幾何中心應(yīng)保持一致。實(shí)際上，隨著信號(hào)輸入的強(qiáng)度和方向不同而有所變化，同時(shí)與天線的質(zhì)量有關(guān)，可達(dá)數(shù)毫米至數(shù)厘米現(xiàn)在已經(jīng)有儀器生產(chǎn)廠家提供具體改正數(shù)3.接收設(shè)備有關(guān)的誤差（1）地球自轉(zhuǎn)影響：當(dāng)衛(wèi)星信號(hào)傳播到觀測(cè)站時(shí)，與地球相固聯(lián)的協(xié)議地球坐標(biāo)系相對(duì)衛(wèi)星的瞬時(shí)位置已產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)（繞Z軸）。若取為地球的自轉(zhuǎn)速度，則旋轉(zhuǎn)的角度為=ij。 ij為衛(wèi)星信號(hào)傳播到觀測(cè)站的時(shí)間延遲。由此引起衛(wèi)星在上述坐標(biāo)系中坐標(biāo)的變化為：4. 其它誤差來(lái)源（2）相對(duì)論效應(yīng)衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘在慣性空間中的運(yùn)動(dòng)速度不同以及這兩臺(tái)鐘所處位置的地球引力位的不同而引起的4. 其它誤差來(lái)源（2）相對(duì)論效應(yīng)根據(jù)狹義相對(duì)論，地面上一個(gè)

27、頻率為f0的時(shí)鐘，安裝在運(yùn)行速度為Vs（已知）的衛(wèi)星上后，鐘頻將發(fā)生變化，改變量為：上式中，am為地球平均半徑，Rs為衛(wèi)星軌道平均半徑。在狹義相對(duì)論的影響下，時(shí)鐘變慢。4. 其它誤差來(lái)源根據(jù)廣義相對(duì)論，處于不同等位面的震蕩器，其頻率f0將由于引力位不同而產(chǎn)生變化，稱引力頻移。大小按下式估算：在狹義和廣義相對(duì)論的綜合影響下，衛(wèi)星頻率的變化為：因GPS衛(wèi)星鐘的標(biāo)準(zhǔn)頻率為10.23MHz，可得f=0.00455Hz。說(shuō)明GPS衛(wèi)星鐘比其安設(shè)在地面上走的快，每秒約差0.45ms。一般將衛(wèi)星鐘的標(biāo)準(zhǔn)頻率減小約4.5 10-3Hz。4. 其它誤差來(lái)源由于地球運(yùn)動(dòng)、衛(wèi)星軌道高度和地球重力場(chǎng)的變化，上述相對(duì)論效應(yīng)的影響并非常數(shù)，經(jīng)過(guò)改正后的殘差對(duì)衛(wèi)星鐘差、種速的影響約為：其中，es為軌道偏心率，as為衛(wèi)星軌道長(zhǎng)半徑，Es為偏近點(diǎn)角?？紤]偏近角隨時(shí)間的變化，可得4. 其它誤差來(lái)源數(shù)字分析表明，上述