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GPS理论基础知识 GPS定位误差源

2014-3-10 13:47| 发布者: 城邦| 查看: 1220| 评论: 0

摘要: 利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类(可以参考下图)。这些因素主要影响电磁波传播时间的测量和卫星精确位置的获得,误差通过测量平差方程传播给GPS定位结果,所 ...
    利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下四大类(可以参考下图)。这些因素主要影响电磁波传播时间的测量和卫星精确位置的获得,误差通过测量平差方程传播给GPS定位结果,所谓精密定位,就是利用各种模型,估算出下面列出的各种误差(大部分),这是GPS应用的前沿课题。

    1、与GPS卫星有关的因素

    (1) SA 美国政府从其国家利益出发,通过降低广播星历精度(ε技术)、在GPS信号中加入高频抖动等方法,人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度(目前已经取消)。
    (2) 卫星星历误差 在进行GPS定位时,计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历提供的,但不论采用哪种类型的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。
    (3) 卫星钟差 卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间的误差。
    (4) 卫星信号发射天线相位中心偏差 卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

    2、与传播路径有关的因素

    (1) 电离层延迟 由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。
    (2) 对流层延迟 对于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。
    (3) 多路径效应 由于接收机周围环境的影响,使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有反射和折射信号的影响,这就是所谓的多路径效应。

    3、接收机有关的因素

    (1) 接收集钟差 接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。
    (2) 接收机天线相位中心偏差 接收机天线相位中心偏差是GPS接收机天线的标称相位中心与其真实的相位中心之间的差异。
    (3) 接收机软件和硬件造成的误差 在进行GPS定位时,定位结果还会受到诸如处理与控制软件和硬件等的影响。
    (4) 天线相对旋转产生的相位增加效应

    4、其它

    (1) GPS控制部分人为或计算机造成的影响 由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。
    (2) 数据处理软件的影响 数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。
    (3) 固体潮、极潮和海水负荷的影响
    (4) 相对论效应。卫星钟和地面钟由于存在相对运动,从地面观测,卫星钟走得慢,影响电磁波传播时间的测定。
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