gps衛(wèi)星定位誤差來源

1、GPSGPS衛(wèi)星衛(wèi)星定位的誤差來源分析定位的誤差來源分析GPS是一個龐大的系統(tǒng)(由GPS衛(wèi)星、用戶和地面的監(jiān)控站三部分組成)GPS測量是通過地面接收設備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計算同一時刻地面接收設備到多顆衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點的三維坐標。誤差的組成也很復雜:根據(jù)不同的研究方向和研究重點誤差的分類各有不同。通常是按誤差的性質將其分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類；而從誤差的來源又可以將其分為與GPS衛(wèi)星有關的誤差

2、、與GPS衛(wèi)星信號傳播有關的誤差和與GPS信號接收機有關的誤差。此篇文章主要論述除鐘差、電離層、對流層、多路徑效應以外的GPS衛(wèi)星定位的誤差來源。在高精度的GPS測量中還應注意到與地球整體運動有關的地球潮汐、負荷潮及相對論效應等影響。1、與GPSGPS衛(wèi)星有關的誤差衛(wèi)星有關的誤差（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際位置之差稱為衛(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GPS衛(wèi)星發(fā)送的一種預報星歷。因為

3、我們不能充分了解衛(wèi)星上存在的各種攝動因素所以預報星歷鐘存在較大的誤差。精密星歷是根據(jù)實測資料進行擬合處理而得出的。它需要在一些已知精密位置的點上跟蹤衛(wèi)星來計算觀測瞬間的衛(wèi)星真是位置從而獲得準確可靠的精密星歷。（2）相對論效應相對論效應是由于衛(wèi)星鐘和接收機鐘所處的狀態(tài)(運動速度和重力位)不同而引起衛(wèi)星鐘和接收機鐘之間產(chǎn)生相對鐘誤差的現(xiàn)象。在廣義和狹義相對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)星鐘的標準頻率減小

4、4.5103Hz。（3）美國的SA政策和AS政策美國軍方為限制非特許用戶利用GPS進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通過ε(dither)和δ(epsilon)兩種技術實現(xiàn)。ε技術是通過人為干擾衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)降低GPS數(shù)據(jù)傳播的軌道參數(shù)精度從而達到降低利用CA碼進行實時單點定位精度的目的δ技術則是對根據(jù)相位差與碼元寬度的這種關系

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

6、接收機的觀測精度。同時由于不同的接收設備其接收機噪聲誤差也不盡相同主要是由于它們的天線噪聲、傳輸線噪聲、接收機內(nèi)部噪聲各不相同。因此接收設備的性能也是影響觀測精度的一個方面。（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)星在運行中要受到多種攝動力的影響而地面監(jiān)測站及主控站又難以精確測定其對每一個衛(wèi)星的作用力因此主控站(和監(jiān)控站)不能精確測定并給出每一個衛(wèi)星的瞬時軌道信

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國家大地測量局(NGS)提供的精密星歷同時采用不斷改進的定軌技術及攝動力模型和同步觀測值求差來降低或消除這一誤差。（3）接收機位置誤差接收機天線相位中心與標石中心位置的誤差叫接收機位置誤差。包括天線的整平對中誤差、天線高誤差。在精密定位時要仔細操作來盡量減少這種誤差影響。在變形監(jiān)測中應采用有強制對中裝置的觀測墩。為減少這種誤差此項誤差可通過嚴格檢驗校對天線的對中整平設備、采取適當?shù)姆里L措