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GPS定位誤差產生的原因


  他們在利用GPS進行定位時,會受到各種各樣因素的影響。影響GPS定位精度的因素可分為以下四大類:
 ?。?)與GPS衛星有關的因素
  SA政策
  美國政府從其國家利益出發,通過降低廣播星歷精度(技術)、在GPS基準信號中加入高頻抖動(技術)等方法,人為降低普通用戶利用GPS進行導航定位時的精度。
  衛星星歷誤差
  在進行GPS定位時,計算在某時刻GPS衛星位置所需的衛星軌道參數是通過各種類型的星歷提供的,但不論采用哪種類型的星歷,所計算出的衛星位置都會與其真實位置有所差異,這就是所謂的星歷誤差。
  衛星鐘差
  衛星鐘差是GPS衛星上所安裝的原子鐘的鐘面時與GPS標準時間之間的誤差。
  衛星信號發射天線相位中心偏差
  衛星信號發射天線相位中心偏差是GPS衛星上信號發射天線的標稱相位中心與其真實相位中心之間的差異。
 ?。?)與傳播途徑有關的因素
  電離層延遲
  由于地球周圍的電離層對電磁波的折射效應,使得GPS信號的傳播速度發生變化,這種變化稱為電離層延遲。電磁波所受電離層折射的影響與電磁波的頻率以及電磁波傳播途徑上電子總含量有關。
  對流層延遲
  由于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應,使得GPS信號的傳播速度發生變化,這種變化稱為對流層延遲。電磁波所受對流層折射的影響與電磁波傳播途徑上的溫度、濕度和氣壓有關。
  多路徑效應
  由于接收機周圍環境的影響,使得接收機所接收到的衛星信號中還包含有各種反射和折射信號的影響,這就是所謂的多路徑效應。
 ?。?)與接收機有關的因素
  接收機鐘差
  接收機鐘差是GPS接收機所使用的鐘的鐘面時與GPS標準時之間的差異。
  接收機天線相位中心偏差
  接收機天線相位中心偏差是GPS接收機天線的標稱相位中心與其真實的相位中心之間的差異。
  接收機軟件和硬件造成的誤差
  在進行GPS定位時,定位結果還會受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。
 ?。?)其它
  GPS控制部分人為或計算機造成的影響
  由于GPS控制部分的問題或用戶在進行數據處理時引入的誤差等。
  數據處理軟件的影響
  數據處理軟件的算法不完善對定位結果的影響。
  結束語:
  對于GPS控制網基線測量,基線長度較短的情況下(10km左右,最大不超過20~30km),GPS的軌道誤差(星歷誤差),太陽光壓影響及美國SA技術基本對測量精度不發生影響(它只能影響單點定位和長基線測量結果)。
  在作業過程中,在GPS接收機滿足作業精度要求的情況下,測量的主要誤差源是多路徑誤差、周跳和點位的對中誤差。作業中應盡量避免它們的發生并減少其誤差。
  電離層延遲和對流層延遲主要影響基線測量兩點間的高差精度,兩點間高差愈大影響也愈大。如果改正公式和參數不恰當,它可能產生每1m高差就有1mm的誤差,即1mm/m(誤差/高差)。電離層和對流層延遲對平面坐標(L、B或X、Y)影響甚微,幾乎沒有影響。電離層和對流層延遲具有相關性,基線愈短相關性越強,在短基線測量中它們的影響會有很好的消除。這就是邊長短于10km時,單頻結果比雙頻結果精度高的原因。
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