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关于GPS定位误差的几种现象

发布时间:2020-01-22 点击次数: 作者:admin
GPS定位误差的几种情况介绍:GPS测量是通过地面接收设备接收卫星传送的信息来确定地面点的三维坐标。测量结果的误差主要来源于GPS卫星、卫星信号的传播过程和地面接收设备。这些误差的存在是GPS定位不准的原因。

在高精度的GPS测量中(如地球动力学研究),还应注意到与地球整体运动有关的地球潮汐、负荷潮及相对论效应等的影响。为了便于理解,通常将各种误差的影响投影到观测站至卫星的距离上,并以相应距离误差来表示,称为等效距离误差。下面主要介绍与我们直接相关的地面接收设备误差。

与接收设备有关的误差

1. 接收机时钟的误差

GPS接收机一般采用高精度的石英钟,其稳定度约为10-9。若接收机钟与卫星钟间的同步差为1微秒,则由此引起的等效距离误差约为300m。

减弱接收机钟差的方法如下:

(1)     把每个观测时刻的接收机钟差当做一个独立的未知数,在数据处理中与观测站的位置参数一并求解。

(2)认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的,将接收机钟误差表示为时间多项式,并在观测量的平差计算中求解多项式的系数位置误差。

(3)在精密相对定位中,通过在卫星间求一次差的方法,来消除接收机钟差。

(4)在高精度GPS定为时,采用外接频标的方法,提高接收机时间标准的准确度。

2.接收机的位置误差

接收机天线相位中心相对测站标石中心位置的误差,称为接收机位置误差。这里包括天线的置平和对中误差,量取天线高误差。如当天线高度为1.6m时,置平误差为0.1°时,可能会产生对中误差3mm。因此,在精密定位时,必须仔细操作,以尽量减少这种误差的影响。

3.天线相位中心变化

在GPS测量中,观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的,而天线的相位中心与其几何中心,在理论上应保持一致。可是实际上天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,即观测时相位中心的瞬时位置(一般称为相位中心)与理论上的相位中心将有所不同,这种差别称为天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响,可达数毫米至数厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。

在实际工作中,如果使用同一类型的天线,在相距不远的两个或多个观测站上同步观测了同一组卫星,那么,便可以通过观测值的求差来削弱相位中心偏移的影响。不过,这时各观测站的天线应按天线附有的方位标进行定向,使之根据罗盘指向磁北极。通常定向偏差应保持在3°以内。

这些误差是导致GPS定位不准的原因,当然首段提到的卫星误差、卫星信号传播等也是定位不准的原因。

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