1、GPS原理及其应用 (七),第四章 GPS定位中的误差源,4.1 概述 4.2 钟误差 4.3 相对论效应,4.1 概述,GPS测量定位的误差源 概述,与卫星有关的误差 卫星轨道误差 卫星钟差 相对论效应 与传播途径有关的误差 电离层延迟 对流层延迟 多路径效应 与接收设备有关的误差 接收机天线相位中心的偏移和变化 接收机钟差 接收机内部噪声,GPS测量误差的来源,GPS测量定位的误差源 概述 GPS测量误差的来源,GPS测量误差的性质,偶然误差 内容 卫星信号发生部分的随机噪声 接收机信号接收处理部分的随机噪声 其它外部某些具有随机特征的影响 特点 随机 量级小 毫米级,GPS测量定位的误差
2、源 概述 GPS测量误差的性质,GPS测量误差的性质,系统误差（偏差 - Bias） 内容 其它具有某种系统性特征的误差 特点 具有某种系统性特征 量级大 最大可达数百米,GPS测量定位的误差源 概述 GPS测量误差的性质,GPS测量误差的大小,SPS（无SA）,GPS测量定位的误差源 概述 GPS测量误差的大小,GPS测量误差的大小,SPS（有SA）,GPS测量定位的误差源 概述 GPS测量误差的大小,GPS测量误差的大小,PPS，双频，P/Y-码,GPS测量定位的误差源 概述 GPS测量误差的大小,消除或消弱各种误差影响的方法,模型改正法 原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进
3、行修正 适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式 所针对的误差源 相对论效应 电离层延迟 对流层延迟 卫星钟差 限制：有些误差难以模型化,GPS测量定位的误差源 概述 消除或消弱各种误差影响的方法,消除或消弱各种误差影响的方法,求差法 原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响 适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。 所针对的误差源 电离层延迟 对流层延迟 卫星轨道误差 限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱,GPS测量定位的误差源 概述 消除或消弱各种误差影响的方法,消除或消弱各种误差影响的方
4、法,参数法 原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来 适用情况：几乎适用于任何的情况 限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计,GPS测量定位的误差源 概述 消除或消弱各种误差影响的方法,消除或消弱各种误差影响的方法,回避法 原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响 适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。 所针对的误差源 电磁波干扰 多路径效应 限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性,GPS测量定位的误差源 概述 消除或消弱各种误差影响的方法,4.2 钟误差,卫星钟差,定义物理同步误差数学同步
5、误差 应对方法 模型改正钟差改正多项式其中a0为ts时刻的时钟偏差，a1为钟的漂移，a2为老化率。 相对定位或差分定位,GPS测量定位的误差源 概述 卫星钟差,接收机钟差,定义GPS接收机一般采用石英钟，接收机钟与理想的GPS时之间存在的偏差和漂移。应对方法 作为未知数处理 相对定位或差分定位,GPS测量定位的误差源 概述 接收机钟差,4.3 相对论效应,狭义相对论效应 广义相对论效应,4. 3相对论效应,GPS测量定位的误差源 相对论效应,狭义相对论和广义相对论,狭义相对论 1905 运动将使时间、空间和物质的质量发生变化 广义相对论 1915 将相对论与引力论进行了统一,GPS测量定位的误
6、差源 相对论效应 狭义相对论和广义相对论,相对论效应对卫星钟的影响,狭义相对论 原理：时间膨胀。钟的频率与其运动速度有关。 对GPS卫星钟的影响：结论：在狭义相对论效应作用下，卫星上钟的频率将变慢,GPS测量定位的误差源 相对论效应 相对论效应对卫星钟的影响,相对论效应对卫星钟的影响,广义相对论 原理：钟的频率与其所处的重力位有关 对GPS卫星钟的影响：结论：在广义相对论效应作用下，卫星上钟的频率将变快,GPS测量定位的误差源 相对论效应 相对论效应对卫星钟的影响,相对论效应对卫星钟的影响,相对论效应对卫星钟的影响 狭义相对论广义相对论,令：,GPS测量定位的误差源 相对论效应 相对论效应对卫星钟的影响,解决相对论效应对卫星钟影响的方法,方法（分两步）：首先考虑假定卫星轨道为圆轨道的情况；然后考虑卫星轨道为椭圆轨道的情况。 第一步：第二步：,GPS测量定位的误差源 相对论效应 解决方法,
