GPS 测量有哪些误差,可采取对策措施

GPS测量有哪些误，可采取对策措施
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GP卫星、卫星信号
的传播过程和地面接收设备。

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
及相对论效应的影响。

如图1-1
给出了GPS测量的误差分类。

图1-1
为了便于理解，通常
均把各种误差的影响投影
到观测站至卫星的距离
上，以相应的距离误差表
示，并称为等效距离偏差。

图1-2中所列对观测距离
的影响，即为与相应误差
等效的距离偏差。

图1-2
如果根据误差的性质，上述误差可分为系统误差与偶然误差
一、系统误差
系统误差主要包括卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及大气折射的误差等。

为了
减弱和修正系统误差对观测量的影响，一般根据系统误差产生的原因而采取不同的措施，其
中包括：
（1）引入相应的未知参数，在数据处理中联同其它未知参数一并解算；
（2）建立系统误差模型，对观测量加以修正；
（3）将不同观测站对相同卫星的同步观测值求差，以减弱或消除系统误差的影响；
（4）简单地忽略某些系统误差的影响。

二、偶然误差
偶然误差主要包括信号的多路径效应引起的误差和观测误差等。

与卫星有关的误差
与卫星本身有关的误差有卫星星历差、卫星钟差及相对论效应，它们的产生、影响、特征以
及对策由下表可见。

卫星星历误差卫星钟的钟误差相对论效应
产生广播星历误差：星
历参数外推(模型
误差+数据误差)实测星历误差：跟
踪监测网数量；跟
踪监测网空间分
布；跟踪观测量及
精度(模型误差+
数据误差)；处理
软件性能
钟差：与GPS时间基准
(USNO)偏差；
频偏；
频漂
卫星钟与接收机钟
状态(速度、引力)
差异引起相对钟差
影响5~10m10-7~-9s T〈1ms
P~300km T〈20ns P~6m
特征系统误差偶然误差系统误差系统误差
对策建立完善GPS卫星跟踪监测网精密定
轨；相对定位：差分修正、差值解算钟差改正制造卫星钟降低频
率4.449×10-10f
与信号传播有关的误差
与信号传播有关的误差有电离层折射误差、对流层折射误差及多路径效应误差，它们的产生、影响、特征以及对策由下表可见。

电离层折射误差对流层折射误差多路径效应误差
产生天体强辐射，气体分子电离产生
大量自由电子和正电荷（离子），
导致介质弥散效应大气密度高于电离层，
温度随高度变化
同信号多路传播时引
起的干涉时延
影响Dion
∝Ne
电子密度特点:与地方时间相
关；与季节相关；与地理位置相
关干分量∝温度、气压
湿分量∝湿度、H
天顶方向 2.3m
高度角~10°20m
△=GA-OA=GA
（1-COS2Z）=2HSin z
相位延迟
θ=△*2π/λ=4πH
Sin z/λ
特征传播路径弯曲=折射
传播速度变化=延迟传播路径弯曲=折射
传播速度变化=延迟
在GPS测量中反射信
号和来自卫星信号产
生干涉，从而引起观测
值偏离真值产生多路
经误差；参考零点变
化=相位延迟
对策单频接收机
1）相对定位<30km
2)电离层延迟改正
导航电文提供模型
3)同步观测求差
双频接收机
–色散效应1.对流层模型修正；
(水汽辐射计测定参
数)
2.引入描述附加参
数，在数据处理中估
算；
3.同步观测值求差解
算(<20km)
1)站址选择
避免邻近大面积平静
液面；避免邻近大面积
光滑地面、建筑物表
面；测站不宜在斜坡
上。

2)
增加观测时间
----取平均值
3)GPS接收机选择
----配置抑径板
与接收机有关的误差
与接收机有关的误差主要有接收机钟误差、接收机位置误差、天线相位中心位置误差及几何强度误差等，它们的产生、影响、特征以及对策由下表可见。

接收机钟误差
天线相位中心位置误差
接收机位置误差
产生
钟差：与GPS 时间基准(USNO)偏差；频偏；频漂相位中心随信号强弱和方向变化而变化
A .相位中心与测站标志中心偏差
B.天线置平偏差
C.天线高度量测误差影响∑=1µs
300m
mm/cm
If i=1.6m α=0.10接收机位置误差=3mm 特征系统误差
偶然误差
偶然误差
对策
–1)作为未知参数求解–2)卫星间求差
同类同向观测；卫星间求差
仔细操作，尽量减少误差；采用强制对中装置观测墩
总结：。