全球卫星定位系统(第一次)剖析.ppt

* 第七章 GPS卫星定位误差 概述 误差存在于发射源——传播途径——接收源的每个地方，按性质可分为系统误差（偏差）和偶然误差，其中系统误差的危害最大。 与卫星有关的误差 卫星星历误差 卫星星历数据来源 预报星历 广播星历提供17个星历参数，由此确定的卫星位置的精度约为20-40米，甚至80米左右。 * 第七章 GPS卫星定位误差 实测星历 需要在观测后1-2个星期才能获得，对导航和动态定位毫无意义，但在静态精密定位中具有重要作用。 星历误差对定位的影响 * 第七章 GPS卫星定位误差 解决办法 建立自己的卫星跟踪网进行独立定轨 轨道松弛法——将卫星星历给出的卫星位置当成未知数来处理，通过平差模型来求解测站位置和轨道改正数。 半短弧法——将轨道切向、径向和法向三个改正数作为未知数。 短弧法——把6个轨道偏差改正数作为未知数，通过轨道模型来建立观测值和未知数之间的关系。 同步观测值求差（相对定位） GPS时间系统 时间系统与坐标系统一样，应具有其尺度（时间单位）和原点（历元），理论上，任何一个周期运动，只要它的运动是连续的，其周期是恒定的，并且是可观测和用试验复现的，都可作为时间尺度。 * 第七章 GPS卫星定位误差 恒星时ST（Sidereal Time） 章动的影响 真恒星时和平恒星时 平太阳时MT（Mean Solar Time） 世界时UT UT+极移 * 第七章 GPS卫星定位误差 原子时 ATI（International Atomic Time） 协调世界时UTC GPS时间系统 * 第七章 GPS卫星定位误差 物理同步误差——直接用卫星钟的读数与GPS标准时相比而得出的误差称为物理同步误差。 卫星钟改正数 数学同步误差——加上卫星钟改正数后的卫星钟读数和GPS标准时间之差称为数学同步误差。 处理接收机钟误差的方法 码相关接收机 无码接收机 把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数。 认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的，设法建立一个钟误差模型。 通过在卫星间求一次差来消除接收机的钟差 * 第七章 GPS卫星定位误差 相对论效应 理想状况下 狭义相对论效应的影响： 广义相对论效应的影响： 总的相对论效应的影响： 解决方法：预先降低时钟频率 实际状况下 理想状况下的相对论效应＋附加偏差项 与信号传播有关的误差 电离层折射 电子密度 与电子密度有关的因素 * 第七章 GPS卫星定位误差 电子密度和高度的关系——随着高度的增加，太阳辐射强度增强，气体电离程度增强 电子密度和地方时的关系——随地方时的变化作周日变化 电子含量——通常指底面积为一个平方米贯穿整个电离层的柱体内所含的总电子数 电子密度和太阳活动程度的关系——太阳活动强烈和平稳年份的电子含量相差悬殊 电子含量的季节性变化 电子含量和测站位置间的关系 改正电离层影响的方法 单频接收机的电离层改正 * 第七章 GPS卫星定位误差 电离层改正模型——是一种经验估算公式 特点：把晚上的电离层延迟看作一个常数。 中心电离层 双频改正的基本原理 半和改正法 对流层折射 * 第七章 GPS卫星定位误差 站址的选择 避免邻近有大面积的平静水面 测站不宜选择在山坡、山谷及盆地中 尽量离开高层建筑物及汽车 对接收机的要求 与接收机有关的误差 接收机钟差(高精度的石英钟) * 第七章 GPS卫星定位误差 接收机的位置误差——接收机天线相位中心相对与测站标示中心位置的误差。包括天线的置平和对中误差，量取天线高误差。 天线相位中心位置的偏差——观测时相位中心的瞬间位置（一般称为相位中心）与理论上的相位中心将有不同，这种差别叫做天线相位中心的位置偏差。 其他误差 消除、削弱上述误差影响的措施和方法 * 第八章 GPS测量的设计与实施 GPS测量在实际工作中被划分为方案设计、外业实施及内业数据处理三个阶段。 GPS测量的技术设计 GPS网技术设计的依据——GPS测量规范（规程）和测量任务书。 GPS测量规范（规程）——是国家测绘管理部门或行业部门规定的技术法规，目前主要有： 1992年国家测绘局发布的测绘行业标准《全球定位系统测量规范》 1998年建设部发布的行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》 各部委根据本部门GPS工作的实际情况制定的其他GPS测量规程或细则。 第八章 GPS测量的设计与实施 * 第八章 GPS测量的设计与实施 GPS网的精度、密度设计 GPS测量精度标准及分类——对于各类GPS网的精度设计主要取决于网的用途。 级别 主要用途 固定误差α（mm） 比例误差b（ppm.