第七章--GPS测量误差来源及其影响课件.ppt
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1、第第七章七章 GPS测量的误差来源及其测量的误差来源及其影响影响（一）（一）7.1 GPS测量主要误差测量主要误差分类分类 7.2 与与信号传播信号传播有关的误差有关的误差 7.3 与与卫星卫星有关的误差有关的误差 7.4 与与接收机接收机有关的误差有关的误差 7.5 其他其他误差误差 误差误差与偏差与偏差 偏差（偏差（bias）误差（误差（error）-偶然误差偶然误差 -系统误差系统误差 -随机误差随机误差 例子例子1卫星时钟偏差卫星时钟偏差 例子例子1卫星时钟偏差（续）卫星时钟偏差（续）ts=a0+a1(t-toc)+a2(t-toc)2 钟差：每颗钟差：每颗GPS卫星的时钟相对于卫星的
2、时钟相对于GPS时时间系统的差值间系统的差值 a0 相对于相对于GPS时系的时间偏差（钟差）时系的时间偏差（钟差）a1 相对于实际频率的偏差系数（钟速）相对于实际频率的偏差系数（钟速）a2 时钟的频率漂移系数（钟速变化率，即时钟的频率漂移系数（钟速变化率，即钟漂）钟漂）toc 导航电文第一数据块的参考时元导航电文第一数据块的参考时元 t 导航定位的观测时元导航定位的观测时元 例子例子2 电离层电离层/对流层偏差：对流层偏差：电离层电离层/对流层效应导致的附加延时改正（其值为对流层效应导致的附加延时改正（其值为几米至几米至100余米，视卫星高度角大小而定）余米，视卫星高度角大小而定）电离层电离层
3、/对流层误差：对流层误差：附加延时改正的非真实性和非实径性而引起附加延时改正的非真实性和非实径性而引起 7.1.GPS测量误差分类及对距离测测量误差分类及对距离测量的影响量的影响 系统误差（主要）：红色下划线系统误差（主要）：红色下划线 偶然误差：蓝色下划线偶然误差：蓝色下划线 7.2.与信号传播有关的误差与信号传播有关的误差 电离层折射电离层折射 对流层折射对流层折射 多路径误差多路径误差 7.2.1 电离层折射电离层折射 1.电离层：电离层：-地球上空距地面高度地球上空距地面高度501000km之间的大气层。之间的大气层。-电离层中的气体分子由于受到太阳等天体各种射线电离层中的气体分子由于
4、受到太阳等天体各种射线辐射，产生强烈的电离形成大量的自由电子和正离子辐射，产生强烈的电离形成大量的自由电子和正离子 7.2 与与信号传播信号传播有关的误差有关的误差 7.2.1 电离层折射电离层折射 2.GPS信号通过电离层时，信号的路径会发生信号通过电离层时，信号的路径会发生弯曲，传播速度会发生变化弯曲，传播速度会发生变化 3.电离层折射误差：电离层折射误差：GPS信号的传播时间乘以真空中光速得到的信号的传播时间乘以真空中光速得到的距离与站星间的几何距离的偏差。距离与站星间的几何距离的偏差。S=Ct+dion 站星之间的站星之间的真实距离真实距离 信号传信号传播时间播时间 7.2 与与信号传
5、播信号传播有关的误差有关的误差 4.电离层改正项（看书）电离层改正项（看书）2d28.40SeionsNfddSesN电子密度：沿着信号传播路径电子密度：沿着信号传播路径S 对电子对电子密度密度Ne 进行积分进行积分 载波相位测量时的电离层折射改正和伪载波相位测量时的电离层折射改正和伪距测量时的改正数距测量时的改正数大小相同，符号相反大小相同，符号相反 7.2.1 电离层折射电离层折射 7.2 与与信号传播信号传播有关的误差有关的误差 7.2.2减弱电离层影响的措施减弱电离层影响的措施 7.2.2.1.利用双频观测利用双频观测 7.2.2.2.利用电离层改正模型利用电离层改正模型 7.2.2.
6、3.利用同步观测求差利用同步观测求差 7.2 与与信号传播信号传播有关的误差有关的误差 7.2.2.1.利用双频观测利用双频观测 2fAdion则电离层改正数：则电离层改正数：222211/fAPfAP 两个载波频率：两个载波频率：f1=1575.42MHz,f2=1227.60MHz。将调制在两个载波上的。将调制在两个载波上的P 码分码分别称为别称为P1和和P2，对应的，对应的伪距值伪距值分别为分别为P1和和P2 P=P1-P2=dion1(f1/f2)2-1=0.6469 dion1 AsNSed28.40-令7.2.2.1.利用双频观测利用双频观测(续续)dion1=1.54573（P1-P2）2211ioniondPdP2211ioniondPdP)(54573.2 )(2112112PPPdPPddionionion因此，因此，PPPP54573.254573.1217.2.2.1.利用双频观测利用双频观测(续续)2222221111)()(fANfAN 只考虑电离层效应距离偏差改正时，只考虑电离层效应距离偏差改正时，GPS双频载波相位观测的真实站星距离双频载波相位观测的真实