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GPS定位誤差產(chǎn)生的原因

我們在利用GPS進(jìn)行定位時(shí)，會(huì )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(lèi)：

　�。�1）與GPS衛星有關(guān)的因素

　　SA政策

　　美國政府從其國家利益出發(fā)，通過(guò)降低廣播星歷精度(技術(shù))、在GPS基準信號中加入高頻抖動(dòng)(技術(shù))等方法，人為降低普通用戶(hù)利用GPS進(jìn)行導航定位時(shí)的精度。

　　衛星星歷誤差

　　在進(jìn)行GPS定位時(shí)，計算在某時(shí)刻GPS衛星位置所需的衛星軌道參數是通過(guò)各種類(lèi)型的星歷[7]提供的，但不論采用哪種類(lèi)型的星歷，所計算出的衛星位置都會(huì )與其真實(shí)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(shí)與GPS標準時(shí)間之間的誤差。

衛星信號發(fā)射天線(xiàn)相位中心偏差

　　衛星信號發(fā)射天線(xiàn)相位中心偏差是GPS衛星上信號發(fā)射天線(xiàn)的標稱(chēng)相位中心與其真實(shí)相位中心之間的差異。

　�。�2）與傳播途徑有關(guān)的因素

　　電離層延遲

　　由于地球周?chē)碾婋x層對電磁波的折射效應，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱(chēng)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(guān)。

　　對流層延遲

　　由于地球周?chē)膶α鲗訉﹄姶挪ǖ恼凵湫�，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱(chēng)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(guān)。

　　多路徑效應

　　由于接收機周?chē)h(huán)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。

　�。�3）與接收機有關(guān)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(shí)與GPS標準時(shí)之間的差異。

　　接收機天線(xiàn)相位中心偏差

　　接收機天線(xiàn)相位中心偏差是GPS接收機天線(xiàn)的標稱(chēng)相位中心與其真實(shí)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(jìn)行GPS定位時(shí)，定位結果還會(huì )受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。

　�。�4）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(wèn)題或用戶(hù)在進(jìn)行數據處理時(shí)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(yǔ)：

　　對于GPS控制網(wǎng)基線(xiàn)測量，基線(xiàn)長(cháng)度較短的情況下(10km左右，最大不超過(guò)20～30km)，GPS的軌道誤差(星歷誤差)，太陽(yáng)光壓影響及美國SA技術(shù)基本對測量精度不發(fā)生影響(它只能影響單點(diǎn)定位和長(cháng)基線(xiàn)測量結果)。

　　在作業(yè)過(guò)程中，在GPS接收機滿(mǎn)足作業(yè)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(diǎn)位的對中誤差。作業(yè)中應盡量避免它們的發(fā)生并減少其誤差。

　　電離層延遲和對流層延遲主要影響基線(xiàn)測量?jì)牲c(diǎn)間的高差精度，兩點(diǎn)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(chǎn)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(méi)有影響。電離層和對流層延遲具有相關(guān)性，基線(xiàn)愈短相關(guān)性越強，在短基線(xiàn)測量中它們的影響會(huì )有很好的消除。這就是邊長(cháng)短于10km時(shí)，單頻結果比雙頻結果精度高的原因。