湖北省武汉gps工程测量中GPS测量误差分析

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湖北省武汉gps工程测量中GPS测量误差分析

　   所谓GPS测量是指接受约在2万公里上空，沿轨道运行的GPS卫星所发射的电波，经解析求出位置的一种方法。   
　　一、GPS测量方法
      GPS测量大致分为单点定位和相对定位两类。它们的测量方法、准确度以及所使用的仪器等都不相同。GPS测量方法分类如下:
　　二、GPS测量误差
　　卫星的位置、电离层和大气对信号电波的影响，以及接收机和天线的有关偏差都是GPS测量误差的主要来源，它可分为以下三类:
    1.与GPS卫星有关的误差
    与GPS卫星有关的误差主要包括卫星的轨道误差和卫星钟的误差。
    (1)卫星钟差
    由于卫星的位置是时间的函数，因此，GPS的观测量均以精密测时为依据，而与卫星位置相对应的信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。在GPS定位中，无论是码相位观测还是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机时钟保持严格的同步。实际上，尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟)，但是它们与理想的GPS时之间，仍存在难以避免的偏差和漂移，这种偏差的总量大约在1ms以内。
    (2)卫星轨道偏差
    估计与处理卫星的轨道偏差较为困难，其主要原因是卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响，而通过地面监测站难以充分可靠地测定这种作用力，并掌握它们的作用规律。目前，卫星轨道信息是通过导航电文得到的。
    应该说，卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长，此项误差的影响就越大。

　　2.与卫星信号传播有关的误差
    与卫星信号有关的误差主要包括大气折射误差和多路径效应。
    (1)电离层折射的影响
    GPS卫星信号与其他电磁波信号一样，当其通过电离层时，将受到这一介质弥散特性的影响，使其信号的传播路径发生变化。当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射对信号传播路径的影响最小；而当卫星接近地平线时，其影响。
    (2)对流层折射的影响
    对流层折射造成的观测值的影响，可分为干分量与湿分量。干分量主要与大气的湿度与压力有关，而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度有关。对于干分量的影响，可通过地面的大气资料计算；湿分量目前尚无法准确测定。对于输送短的基线(<50km)，湿分量的影响较小。
    (3)多路径效应影响
    多路径效应亦称多路径误差，是指接收机天线除直接收到卫星发射的信号外，还可能收到天线周围地物一次或多次反射的卫星信号，信号叠加将会引起测量参考点(相位中心点)位置的变化，从而使观测量产生误差，而且这种误差随天线周围反射面的性质而异，难以控制。根据实验资料表明，在一般反射环境下，多路径效应对测码伪距的影响可达到米级，对测相伪距的影响可达到厘米级。在高反射环境下，不仅其影响将显著增大，而且常常导致接收的卫星信号失锁，并载波相位观测量产生周跳。因此，在精密GPS导航和测量中，多路径效应的影响是不可忽视的。

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