gps衛(wèi)星定位誤差來(lái)源

1、GPSGPS衛(wèi)星衛(wèi)星定位的誤差來(lái)源分析定位的誤差來(lái)源分析GPS是一個(gè)龐大的系統(tǒng)(由GPS衛(wèi)星、用戶(hù)和地面的監(jiān)控站三部分組成)GPS測(cè)量是通過(guò)地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送來(lái)的信息，計(jì)算同一時(shí)刻地面接收設(shè)備到多顆衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會(huì)方法，來(lái)確定地面點(diǎn)的三維坐標(biāo)。誤差的組成也很復(fù)雜:根據(jù)不同的研究方向和研究重點(diǎn)誤差的分類(lèi)各有不同。通常是按誤差的性質(zhì)將其分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類(lèi)；而從誤差的來(lái)源又可以將其分為與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差

2、、與GPS衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差和與GPS信號(hào)接收機(jī)有關(guān)的誤差。此篇文章主要論述除鐘差、電離層、對(duì)流層、多路徑效應(yīng)以外的GPS衛(wèi)星定位的誤差來(lái)源。在高精度的GPS測(cè)量中還應(yīng)注意到與地球整體運(yùn)動(dòng)有關(guān)的地球潮汐、負(fù)荷潮及相對(duì)論效應(yīng)等影響。1、與GPSGPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差衛(wèi)星有關(guān)的誤差（1）衛(wèi)星星歷誤差由星歷所給出的衛(wèi)星在空間的位置與實(shí)際位置之差稱(chēng)為衛(wèi)星星歷誤差。衛(wèi)星星歷分為廣播星歷和精密星歷。廣播星歷是通過(guò)GPS衛(wèi)星發(fā)送的一種預(yù)報(bào)星歷。因?yàn)?/p>

3、我們不能充分了解衛(wèi)星上存在的各種攝動(dòng)因素所以預(yù)報(bào)星歷鐘存在較大的誤差。精密星歷是根據(jù)實(shí)測(cè)資料進(jìn)行擬合處理而得出的。它需要在一些已知精密位置的點(diǎn)上跟蹤衛(wèi)星來(lái)計(jì)算觀(guān)測(cè)瞬間的衛(wèi)星真是位置從而獲得準(zhǔn)確可靠的精密星歷。（2）相對(duì)論效應(yīng)相對(duì)論效應(yīng)是由于衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘所處的狀態(tài)(運(yùn)動(dòng)速度和重力位)不同而引起衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘之間產(chǎn)生相對(duì)鐘誤差的現(xiàn)象。在廣義和狹義相對(duì)論的綜合影響下鐘安放在衛(wèi)星上比安放在地面上要快為消除這一影響一般將衛(wèi)星鐘的標(biāo)準(zhǔn)頻率減小

4、4.5103Hz。（3）美國(guó)的SA政策和AS政策美國(guó)軍方為限制非特許用戶(hù)利用GPS進(jìn)行高精度定位采用了降低系統(tǒng)精度的政策:SA(iveAvailability)政策和AS(AntiSpoofing)政策。SA政策即選擇可用性技術(shù)通過(guò)ε(dither)和δ(epsilon)兩種技術(shù)實(shí)現(xiàn)。ε技術(shù)是通過(guò)人為干擾衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)降低GPS數(shù)據(jù)傳播的軌道參數(shù)精度從而達(dá)到降低利用CA碼進(jìn)行實(shí)時(shí)單點(diǎn)定位精度的目的δ技術(shù)則是對(duì)根據(jù)相位差與碼元寬度的這種關(guān)系

5、我們可初步估計(jì)各種波長(zhǎng)的信號(hào)的觀(guān)測(cè)精度。對(duì)CA碼而言碼元寬度為293m所以其觀(guān)測(cè)精度約為2.9m；P碼的碼元寬度為29.3m其觀(guān)測(cè)精度約為0.29m。由于載波的波長(zhǎng)遠(yuǎn)小于碼的波長(zhǎng)因此在分辨率相同的情況下載波相位的觀(guān)測(cè)精度比碼相位的觀(guān)測(cè)精度要高得多。對(duì)L1載波(波長(zhǎng)為19.03cm)而言觀(guān)測(cè)誤差約為2.0mmL2載波(波長(zhǎng)為24.42cm)的觀(guān)測(cè)誤差約為2.5mm。因此P碼和載波相位的觀(guān)測(cè)精度比CA碼要高得多雙頻接收機(jī)的觀(guān)測(cè)精度要高于單頻

6、接收機(jī)的觀(guān)測(cè)精度。同時(shí)由于不同的接收設(shè)備其接收機(jī)噪聲誤差也不盡相同主要是由于它們的天線(xiàn)噪聲、傳輸線(xiàn)噪聲、接收機(jī)內(nèi)部噪聲各不相同。因此接收設(shè)備的性能也是影響觀(guān)測(cè)精度的一個(gè)方面。（2）衛(wèi)星軌道偏差該偏差指衛(wèi)星星歷給出的衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星實(shí)際位置間的偏差。由于衛(wèi)星星歷是GPS定位的主要數(shù)據(jù)依據(jù)衛(wèi)星在運(yùn)行中要受到多種攝動(dòng)力的影響而地面監(jiān)測(cè)站及主控站又難以精確測(cè)定其對(duì)每一個(gè)衛(wèi)星的作用力因此主控站(和監(jiān)控站)不能精確測(cè)定并給出每一個(gè)衛(wèi)星的瞬時(shí)軌道信

7、息由此形成衛(wèi)星軌道偏差。目前有效的方法是采用由美國(guó)國(guó)家大地測(cè)量局(NGS)提供的精密星歷同時(shí)采用不斷改進(jìn)的定軌技術(shù)及攝動(dòng)力模型和同步觀(guān)測(cè)值求差來(lái)降低或消除這一誤差。（3）接收機(jī)位置誤差接收機(jī)天線(xiàn)相位中心與標(biāo)石中心位置的誤差叫接收機(jī)位置誤差。包括天線(xiàn)的整平對(duì)中誤差、天線(xiàn)高誤差。在精密定位時(shí)要仔細(xì)操作來(lái)盡量減少這種誤差影響。在變形監(jiān)測(cè)中應(yīng)采用有強(qiáng)制對(duì)中裝置的觀(guān)測(cè)墩。為減少這種誤差此項(xiàng)誤差可通過(guò)嚴(yán)格檢驗(yàn)校對(duì)天線(xiàn)的對(duì)中整平設(shè)備、采取適當(dāng)?shù)姆里L(fēng)措