应用EMD方法削弱GPS测量中多路径效应实例分析

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GPS测量中的多路径误差分析与抑制方法

GPS测量中的多路径误差分析与抑制方法GPS（Global Positioning System）是一种通过卫星导航定位的技术，它在现代社会中发挥着重要的作用。

然而，在实际的测量应用中，我们常常会遇到多路径误差的问题。

本文将对GPS测量中的多路径误差进行分析，并介绍一些抑制方法。

一、多路径误差的成因分析多路径误差是指卫星信号在传播过程中，经过反射、折射等导致信号在接收机处反复干涉造成的误差。

主要的成因包括：1. 建筑物和地形：由于建筑物和地形在信号的传播过程中会发生反射或阻挡，导致信号存在多条路径到达接收机，产生多路径误差。

2. 植被和水体：植被和水体也会导致信号的反射，特别是在绿色植被茂盛或水面平坦的地区，多路径误差更加严重。

3. 天气条件：天气条件的变化，特别是雨、雪、雾等天气情况下，会导致信号的散射和延迟，增加多路径误差。

二、多路径误差对GPS测量的影响多路径误差对GPS测量会产生一些负面影响，主要包括以下几个方面：1. 定位误差增大：多路径信号的干扰会使接收机接收到的信号发生偏差，导致定位误差的增大。

2. 高精度测量受限：在需要进行高精度测量的应用中，多路径误差会严重影响测量结果的准确性和精度。

3. 时钟同步误差：GPS接收机的内部时钟由于多路径干扰的影响，可能导致时钟同步误差的增大。

三、多路径误差的抑制方法为了减小或抑制多路径误差的影响，我们可以采取以下一些方法：1. 天线设计优化：通过改变天线的设计和安装方式，减少信号的进入和反射，降低多路径误差的发生。

2. 多天线接收：利用多天线接收系统，可以通过接收到多个信号进行抗干扰和抑制多路径误差。

3. 算法优化：通过改进算法，对接收到的信号进行处理和滤波，提高定位的准确性。

4. 参考站技术：通过设置一个或多个参考站，对GPS信号进行监测和修正，减小多路径误差对定位的影响。

5. 外部传感器的使用：通过与其他传感器（如惯性导航仪）的融合，提高测量的准确性和精度，减少多路径误差的影响。

GPS定位中的多路径效应分析与抑制技术综述

GPS定位中的多路径效应分析与抑制技术综述摘要：全球定位系统（GPS）在现代导航和定位应用中扮演着重要的角色。

然而，由于多种干扰和环境因素的影响，GPS定位准确度受到了很多挑战。

多路径效应是其中一个主要的问题之一，它是由于信号在到达接收器之前经历了多个路径的反射、折射或散射而引起的。

本文将从理论分析、算法设计和抑制技术等方面，综述GPS定位中的多路径效应分析与抑制技术。

引言：GPS定位系统由一组卫星和地面接收器组成，通过与卫星的通信，可以获得接收器的位置和时间信息。

然而，在实际应用中，由于信号在传播过程中可能会经历多路径效应，GPS定位的准确性会受到严重的影响。

多路径效应是由于信号在到达接收器之前经历了反射、散射或折射等过程，导致接收器收到的信号中包含多个时间延迟和幅度衰减不同的信号成分。

1. 多路径效应原理分析多路径效应是GPS定位中的主要误差源之一，它对定位精度和可靠性造成了持续的影响。

多路径效应的发生原因主要有以下几个方面：地面上的建筑物、山丘、树木和其他结构物会引起信号的反射和散射，形成多个传播路径；大气层中的湍流运动会导致信号的传播路径变化；地面上的输电线路、建筑物的支架和其他移动物体也可能对信号的传播造成影响。

2. 多路径效应分析方法针对多路径效应的分析方法主要包括实测方法和仿真方法。

实测方法通过在不同环境条件下进行实地数据采集，并对采集到的数据进行分析，从而获取多路径效应的特征和影响程度。

仿真方法则是通过建立信号传播模型，模拟信号在不同环境中的传播过程，从而得到多路径效应引起的误差。

这两种方法结合起来可以更全面地了解多路径效应的特性。

3. 多路径效应抑制技术为了减小多路径效应对GPS定位精度的影响，研究者们提出了多种抑制技术。

常用的技术包括：天线阵列和干涉技术、信号处理算法、空时处理和滤波技术等。

天线阵列和干涉技术通过利用多个接收天线，对不同路径上的信号进行时延和相位差分析，进而减小多路径效应的影响。

多径效应对GPS定位精度的影响及应对分析

多径效应对GPS定位精度的影响及应对分析作者：朱丽梅邱雪君来源：《计算机光盘软件与应用》2013年第19期摘要：多径效应是影响GPS定位精度的主要环境因素之一，会对GPS接收机定位结果造成影响。

本文针对多径效应的产生和特点，分析了多径效应对GPS定位精度的影响，提出了几种可行的解决方法来减少其影响，提高定位精度。

关键词：误差；多径干扰；GPS定位精度中图分类号：P228.4GPS具有定位精度高，环境适应性强等诸多优点，在军用和民用等领域均得到广泛应用。

其基本定位原理是：通过接收至少4颗以上GPS卫星的伪距、伪距变化率和载波相位，计算相应的伪距和伪距变化，同时接收卫星的位置、时间与状态等电文信息，计算出当前GPS接收机自身的位置和速度，实现定位。

在GPS接收信息测量过程中，存在着各种对精度有影响的因素，为了提高定位精度需要对各种误差因素进行分析。

目前普遍采用基于两个或多个GPS接收机的差分定位，但采用差分定位只能对公共误差部分进行消除，无法解决多径效应对定位精度的影响，所以解决径效应问题是提高GPS定位精度的重要途径。

1 GPS定位精度影响因素及影响程度根据GPS定位原理，影响定位精度的主要因素来源于信号传播过程、相应的时间定位精度和接收机误差，因此对定位误差的贡献因子主要包括SA误差、大气层干扰、对流层延迟改正后残差、星历误差及多路径效应误差。

概括起来定位的主要误差来源可分为3类，即卫星误差、信号传播误差和接收误差。

（1）卫星误差主要包括星历误差和星钟授时误差；（2）信号传播误差主要包括电离层和对流层时延改正误差、多径效应误差、相对论效应误差和地球自转效应误差；（3）接收误差与GPS接收机有关，主要包括观测噪声误差、内时延误差和无线相位中心误差。

GPS卫星定位误差量级由表1所示：在上述误差因素中，GPS卫星的星历误差、卫星钟误差、GPS接收机钟差以及大气折射造成的误差等都有一定的规律可循，可采取一定的措施将误差影响降至最低。

基于一种改进EMD算法的GPS多径效应抑制方法

基于一种改进EMD算法的GPS多径效应抑制方法崔冰波;陈熙源【摘要】An improved filter method based on EMD is proposed to mitigate the multipath effects in short baseline double-difference GPS observation. Noise-assist data analysis is adopted to compress the noise for low-order intrinsic mode function (IMF) after analyzing thepropagation ofnoise in EMD. Signal-to-noise ratio (SNR) of the higher order IMF is increased which improves the accuracy of the EMD decomposition. A new threshold de-noising method is developed based on the proposed EMD algorithm. By altering in a random way the position of the samples of the first IMF, different noise versions of the original signal are obtained, and the position sensitive error of EMD is mitigated by averaging the multiple de-noising results. A comparative evaluation is made on simulation signals among wavelet de-noising method, conventional EMD threshold de-noising and our proposed method, and the results show that our proposed method outperforms the other two. At last, the method is applied in short baseline double difference GPS observation to separate the multipath errors and the results show that the new method is effective.%为了抑制短基线双差分GPS测量中的多径误差，提出了一种改进的经验模态分解(EMD)滤波方法。

GPS测量使用中常见问题解析

GPS测量使用中常见问题解析GPS（Global Positioning System）是一项被广泛应用于测量、导航和定位领域的技术。

在GPS测量使用过程中，常常会遇到一些问题。

本文将针对这些常见问题进行解析，并提供相应的解决方案。

一、信号遮挡GPS接收器需要接收来自卫星的信号进行定位，但在城市区域、山区、森林等环境中，往往会有高楼、树木、山脉等遮挡物阻挡卫星信号的到达。

这就容易导致定位误差。

解决方案：1. 尽量选取空旷无遮挡的区域进行测量，避免信号被遮挡。

2. 在天线安装位置的选择上，应尽量避免高楼、山脉等遮挡物存在的区域。

二、多路径效应多路径效应是指信号在传输过程中，会被地面、建筑物等物体反射，形成多条路径到达接收器，导致接收到的信号存在时间延迟，从而影响定位精度。

解决方案：1. 尽量选择开阔区域进行测量，减少距离接收器的反射物体数量。

2. 优化天线的安装位置，避免位于反射物体附近，尽量使接收到的信号一次传播到达。

3. 使用增强型的接收器，能够识别和抑制多路径效应，提高定位的准确性。

三、时间延迟由于天线到接收器之间的信号传播需要时间，而GPS系统中的距离计算是基于信号传播时间完成的，因此时间延迟的存在会导致距离计算不准确。

解决方案：1. 在实际测量中，应通过校正时间延迟来减小误差。

2. 使用精确的接收器和高精度时钟，能够减小时间延迟对测量结果的影响。

四、多径干扰多径干扰是指由于反射、散射等原因，导致与直射信号同一个频率的其他信号同时到达接收器，从而干扰接收到的信号，降低定位精度。

解决方案：1. 使用抗干扰能力较强的接收器，能够有效抑制多径干扰。

2. 在高干扰环境下，可以使用外部抗干扰天线或者滤波器来减小多径干扰对定位结果的影响。

五、卫星分布卫星的分布情况也会对GPS定位精度产生影响。

当卫星分布不均匀的时候，会导致某些区域的信号较弱，进而影响定位结果。

解决方案：1. 在进行测量时，尽可能选取卫星分布均匀的区域，以提高信号接收的准确性。

应用EMD方法削弱GPS测量中多路径效应的实例分析

应用EMD方法削弱GPS测量中多路径效应的实例分析摘要：随着科技的迅猛发展，GPS测量方法开始广泛应用。

GPS应用于水利、土木等各项工程,已取得许多试验研究成果。

在GPS的各项误差源中，卫星和接收机中差、轨道误差、大气折射和延迟误差等可通过双差观测或精确的模型改正予以消除或削弱。

因此，多路径效应成为GPS中影响高精度定位的主要误差来源之一。

而众多多路径效应误差的削弱方法中，数据后处理法是其中的主要途径。

其中的EMD方法是对一个信号进行平稳化处理,即将信号中不同尺度的信号逐级分解开来,产生一系列具有不同特征尺度的平稳的窄带信号，从而削弱多路径效应的影响。

关键词：GPS测量，多路径效应，EMD方法1前言随着近年来测绘事业的快速发展，GPS测量开始普遍应用，GPS测量具有高效、快速、全自动、全天候、高精度等优越性能，其卫星和接收机中差、轨道误差、大气折射和延迟误差（电离层和对流层误差）等也可通过双差观测或精确的模型改正予以消除或削弱，但是其多路径效应却成为了GPS中影响高精度定位的主要误差来源之一[3]。

因此如何削弱多路径效应误差已成为GPS高精度测量的主要问题之一。

多路径效应可以通过选择合适的站址、改进接收机、处理信号以及数据后处理法进行削弱。

目前，数据后处理技术仍是削弱多路径效应影响的一个主要途径。

但是目前的理论和方法还不是很成熟。

在目前应用的几种方法中，应用信噪比来提取多路径效应之前必须要进行误差筛选，而这也是一个非常困难的问题，故限制了此方法的运用。

而基于小波分析的Kalman滤波动态变形监测模型中，小波基的选择问题和小波分解层的确定是比较难确定的。

目前无论哪种方法还都不能将多路径效应产生的影响完全消除,多路径效应的研究还有许多值得深入的地方。

本文介绍、分析了EMD方法来削弱多路径效应的影响的实例。

2 多路径效应的含义2.1 多路径效应的产生GPS测量中的多路径误差是由于卫星信号的多路径传播所引起的，即GPS接收机天线在观测过程中收到的不止是卫星的直接波信号，而且还接收到经测站周围各种介质（如地表、建筑物、水面等）一次或多次的反射波信号。

GPS动态监测多路径效应分析

GPS动态监测多路径效应分析摘要：GPS给导航定位及大地测量等学科带来了一场革命性的变革。

它具有速度快、全天候、自动化程度高、测站间无需通视、可同时测定点的三维位移等优点，因而广泛应用于各种形式(如大坝、桥梁或工程结构等)的动态监测。

本文首先阐述了研究多路径效应的现实意义，并对目前国内外多路径的研究现状及其存在的问题进行了总结；其次是分析了多路径效应的信号特征，并利用多路径信号的频率特性，对基于小波分析的多路径效应研究；最后，通过算例分析，检验了小波分析减弱多路径效应对动态监测的影响，得到了满意结果。

关键词: GPS；多路径效应；小波滤波；滤波器设计Abstract: GPS navigation orientation and the earth to measure, and other disciplines bring a revolutionary change. It has high speed, all-weather, a high degree of automation, between stations without the sight, the simultaneous determination of point can be 3 d displacement etc, and thus widely applied in all kinds of forms (such as DAMS, Bridges or engineering structure, etc.) of the dynamic monitoring. This article elaborates the multipath effect of practical significance, and many of the path at home and abroad research present situation and problems are summarized; Second is analyzed the multipath effect of the signal characteristics, and using the frequency of the signal path characteristics of wavelet analysis based on the multipath effect research; Finally, through the analysis of the example, test the wavelet analysis abate multipath effect of dynamic monitoring, the effects of the results are satisfactory.Keywords: GPS; Multipath effect; Wavelet filter, Filter design0 前言GPS作为新一代的空间定位系统，自从20世纪80年代以来，尤其是进入90年代后，GPS卫星定位和导航技术与现代通信技术相结合，在空间定位技术方面引起了革命性的变化。

GPS车辆定位导航系统中多路径效应的误差分析

【关键词】车栽定位导航系统；ＧＰｓ；多路径效应；误差０前言
车载定位导航系统是集中应用了自动车辆定位技术、地理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒体技术、无线通信技术的高科技综合系统，为车辆驾驶员提供自动车辆定位、行车路线设计、路径引导服务、综合信息服务、无线通信等功能。提供车辆的位置、速度和航向等信息是车辆导航定位系统的首要功能对任何性能良好的车辆定位导航系统来说．精度可靠的车辆定位是实现导航功能的前提和基础在车辆定位导航系统中．ＧＰＳ定位误差的性质与其他ＧＰＳ应用中的误差有所不同。因为车辆主要在高楼林立、林荫道纵横的城市环境中运行，所以城市当中的电磁环境会严重的干扰ＧＰＳ信号而使定位误差增大，同时ＧＰＳ接收机将遭遇非常复杂的．且变化无常的多路径。在存在恶劣多路径的环境下，多路径定位误差可高达几十米．甚至上百米。因此在车辆导航定位中．多路径误差就成为一个必须考虑的误差源
部分的相关函数（在峰值周围１来构成鉴相器，可使最大多路径误差减直接波以及经过反射和散射而到达用户接收天线的间接波ＧＰＳ信少１Ｏ倍．并可完全消除相对延迟大约在一个码位或更大的多路径。号接收机所观测的ＧＰＳ信号是直接波和间接波的合成波所谓的“ 多
△ ＝ＧＡ — ＯＡ＝ＧＡ（１一ｃ。ｓ２８）＝ —！（１一ｃ。ｓ２口）＝２日ｓｉｎ
８１ｎＯ＇
３）采用抗多路经天线在某些天线设计中．通过增益方向图的赋形，使天线自身具有部分多路径抑制性能当用户天线离地面有一定高度时．来自导航星的

浅谈GPS测量中多路径效应及精度控制措施

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浅谈ＧＳＰ测量中多路径效应及精度控制措施
（渭南师范学Leabharlann ，陕西渭南７４０）１００
摘要：针对ＧＳ测量应用中遇到的多路径效应问题进行分析。阐述了ＧＳ测量中多路径效应的含义，ＰＰ分析了产生多路径效应的根源——程差的几种具体的形式，并结合实际提出消除多路径误差的一些措施。旨为科学理解多路径误差及更深入的消除多路径误差提供理论参考。在
关键词：Ｐ多路径效应；度控制ＧＳ；精
式中： — Ｄ接收天线至建筑物垂直面的水平距响随着电子技术、计算机技术及现代测绘技术离；３．ＧＳ．１Ｐ测站不宜选择在邻近水面或平坦１的发展，Ｐ技术给传统的大地测量技术带来了ＧＳｏ反射波的入射角；－光滑的地带、盐碱地带或金属矿区等地，这些地方革命性的变化其以精度高、。速度快、费用省、操作｝接受天线至反射点的高度。卜会引起强烈的反射信号。灌木丛、草和其它地面植简便等优势被广泛应用于各种测绘工作当中，尤２水平面反射波多路径效应程差．２被能较好地吸收微波信号的能量，是较为理想的其是在各种等级的控制测量方面，ＰＧＳ技术已经以地面为例（２，面反射波产生的距离设站地址，图）地翻耕后的土地和其它粗糙不平的地面基本取代了常规控制钡量而成为主要测量手段日延迟量为：４。的反射能力较差，也可选站。＃（－ｏ；）ｉ０２，０１ｃｓＯ｝ｎ＝Ｈ，Ｚ－ｓｉｉｎ（）５在ＧＳＰ测量中精度是ＧＳ的一个极其重要的参Ｐ３２．测站附近有高层建筑物时，１卫星信号会数，为了能进一步提高其精度，探讨误差来源并提通过墙壁反射进＾天线。选站时应注意离开这些出相应措施就显得十分必要。中多路径效应引其建筑物，汽车也不要离测站过近。一般说，在截止起的误差长期以来为科研工作者所提及，但有关到高度角以下的建筑物不会产生多路径效应。于其产生的具体原因还未见论述。基于此背景，对３．ＧＳ．Ｐ测站应远离具有电磁波强辐射源１３ＧＳＰ测量中多路径效应引起的误差来源进行详细的地方，如雷达、电台、微波中继站等设施附近。因分析，并提出具体消除措施，以提高ＧＳＰ测量精为它们不仅本身反射电磁波，而且所辐射的强电度。磁波将会被极灵敏的ＧＳＰ天线单元所接收，从而１ＧＳ测量中多路径效应的含义Ｐ “ 烧毁” 天线单元。Ｌ卫．ｊＧＳＰ卫星信号从高空向地面发射，若接收机３４如果ＧＳ点已确定，．１Ｐ且不能改变，而它天线周围有高大建筑物或水面时，建筑物和水面图２水平面反射波多路径效应又处于强反射波的地方，为减少多路径误差，观测对电磁波具有强反射作用，天线接收的信号不但式中：－｝接收天线至地面的垂直距离；Ｉ时可适当变化天线高度。比，Ｊ外还可根据线相距的有直接从卫星发射的信号（直接波）还有从反射，反射波的入射角。数值，采用大偏心观测，避开强反射波，或在解算体反射的电磁波信号（反射波）这两种信号产生，２斜面反射波多路径效应薛ｊ！差时采用删除多路径效应严重的观测时段或卫星的干涉，从而使观测值偏离真实值，Ｐ定位产生误ＧＳ以山坡为例（３，坡的倾角为Ｂ则图）山，方法。差，该误差称为多路径效应。３２采用性能良好的接收机天线以减弱多路２多路径效应程差产生的形式径误差的影响为削弱多路径误差，一般都采用性能良好的ＧＳＰ在实际测量中接收到的信号是直接波和反射波产生干涉后的叠加信号。而来自卫星的微带天线，并在天线下部安置屏蔽地面反射电波直接信号和经反射体反射后的信号所经过的路程的抑径板，这个方法可使多路径误差减！近１。／３长度是不一样的，两种路程长度的差值称为程差此外，由于多路径误差是时间的函数，其大或冲离延迟量，这是产生多路径效应的根源。反射小和符号会随卫星高度角的变化而变化，所以适当地延长观测时间，可以削弱多路径误差的周期体相对于接收天线的位置而言有垂直面、水平面和斜面三种情况。以下分别介绍这三种晴况下多Ｌ－．Ｊ性影响。路径效应程差的产生形式：图３倾斜面反射波多路径效应小结２垂直面反射波多路径效应程差１ｓＤｃｓ［０，／（－）＝ｏ３（）６ＧＳＰ是随着现代科学的发展而兴起的先进以建筑物面为例加以说明（１，，图）显然反射ｓ＿ｎ９－０＝ｃｓ０ｏ（－）Ｉｉ（０２）Ｄｏ２／ｓ１０ｔｓ－ｃ３【）导航、７定位技术。由于ＧＳＰ测量有传统测量不可取得到程差ｓ为：代的优点，其在工程测量中的地位日益重要，相关波产生的距离延迟由ｓ和ｓ两项组成：ｓｓｓＤ（￣Ｏ２）０￣０＝Ｄｉ２／ｏ的技术知识也发展很陕。关于误差产生的来源以＝ｌｚ－＝１３Ｓ０／８（－）２ｓ０ｓｃ３ｎｃ（＿）Ｂｅ（）及相应的措施长期以来一直受到科研工作者的重８接收天线至反射的高度为：视。初步论述了多路径误差产生的内在原因，并提ｈＤｔＢ０＝／（－）ｇ（）出了相应的消除措施。９当然，这只是控制ＧＳＰ测量式中：妾叫收天线至山坡反鼽垂直面的水精度的—个小方面，有关于ＧＳＰ测量精度的其它平距离；控制措施还要更深入的了解和掌握。ｏ反射波的入射角；＿参考文献『１太广，国林，福顺．Ｐ１宋杨潘ＧＳ测量的误差源Ｂ删反射面的倾角。ｊ测绘１２０，１上式（）当Ｂ９ｏＢ０时，８中，＝ｏ和＝ｏ分别对应（）及精度控制『．与空间地理信息，０８３３和（）５式两种特殊隋形。显然，程差不仅与反射波（）１９１２４：１—２．ＬＤ — 的入射角和反射面的倾角有关，而且还与反射物【］尚朝．２苗常规控制测量与ＧＳ制测量点位Ｐ控图１垂直面反射波多路径效应距天线的距离有关。由于存在程差ｓ，所以反射波精度比较分析叨．江西蓝天学院学报，０，２８３０１：９３．ｓＤｓ０￣／ｎ＝ｉ（）和直接波之间存在—个相位延迟。不论是程差还（）２ —４１作者简介：军（９１）男，族，程１７～，汉陕西省渭ｓｌＯ（８￣２）・ｇ１０－０Ｃ（）是相位延迟，２都会对测量观测值产生误差，影响南市人，本科学士，工程师，主要从事工程项目管Ｓ和ｓ共同产生的距离延迟量为：。：ＧＳＰ的定位精度。理ｓ＋Ｄｉ０１ｓｓｎ（）３３削弱多路径误差的方法ｈＤｔ０＝／ｇ（）４３选择合适的站址以减弱多路径误差的影．１

GPS车辆定位导航系统中多路径效应的误差分析

GPS车辆定位导航系统中多路径效应的误差分析【摘要】车辆定位导航技术是智能交通系统技术的核心部分，是实现道路管理智能化的关键技术之一。

本文分析了GPS车载导航系统中的误差，并对多路径效应产生的误差进行重点分析，通过对传统的解决多路径效应误差的方法的分析，结合新技术指出了适合在车载导航定位系统中消除或减弱误差的方法，从而可以提高车辆定位的精度。

【关键词】车载定位导航系统；GPS；多路径效应；误差0 前言车载定位导航系统是集中应用了自动车辆定位技术、地理信息系统与数据库技术、计算机技术、多媒体技术、无线通信技术的高科技综合系统，为车辆驾驶员提供自动车辆定位、行车路线设计、路径引导服务、综合信息服务、无线通信等功能。

提供车辆的位置、速度和航向等信息是车辆导航定位系统的首要功能。

对任何性能良好的车辆定位导航系统来说，精度可靠的车辆定位是实现导航功能的前提和基础。

在车辆定位导航系统中，GPS定位误差的性质与其他GPS应用中的误差有所不同。

因为车辆主要在高楼林立、林荫道纵横的城市环境中运行，所以城市当中的电磁环境会严重的干扰GPS信号而使定位误差增大，同时GPS接收机将遭遇非常复杂的，且变化无常的多路径。

在存在恶劣多路径的环境下，多路径定位误差可高达几十米，甚至上百米。

因此在车辆导航定位中，多路径误差就成为一个必须考虑的误差源。

1 多路径误差的原理及特性1.1 多路径误差的原理GPS信号接收机所测得的站星距离，应该是GPS信号接收天线相位中心至GPS卫星发射天线相位中心的距离。

接收的GPS信号理论上应该是从GPS卫星发射天线相位中心直接到达GPS信号接收天线相位中心，称之为直接波。

实际上除了直接波还有：地面反射波，星体反射波，介质散射波等几种间接波。

GPS 信号从高空通过电离层和对流层而到达地面时包括了直接从GPS卫星到达用户接收天线的直接波以及经过反射和散射而到达用户接收天线的间接波。

GPS信号接收机所观测的GPS信号是直接波和间接波的合成波。

卫星导航系统中的多路径抑制技术研究

卫星导航系统中的多路径抑制技术研究随着社会的发展，卫星导航系统在人们日常生活中的应用越来越广泛。

无论是GPS、GLONASS还是北斗卫星导航系统，都已经成为了人们生活中不可或缺的一部分。

然而，在实际应用中，卫星导航系统中会存在多路径信号的问题，这会给导航系统带来系统误差，影响导航精度。

多路径现象指的是卫星信号到达接收机时，由于信号在传播过程中会被障碍物反射或折射，从而在接收机端产生额外的信号路径。

这些多路径信号到达时间不同，会与主要信号产生相互干扰，造成导航精度误差。

针对多路径干扰问题，目前已经研究出了多种多路径抑制技术。

下面将介绍其中几种常见的技术。

1. 相关器方法相关器法是一种经典的多路径抑制技术。

该方法在接收到卫星信号后，通过在接收机中设置相关器来对多路径信号进行处理。

该技术的基本思想是在接收机端设置匹配滤波器，通过与多路径信号的延迟时间进行匹配，使得多路径信号与主要信号在相关器输出端相消，从而达到抑制多路径干扰的目的。

与其他多路径抑制技术相比，相关器法具有简单、精确、准确三个特点。

然而在应用中，由于相关器法只适用于宽带信号，而卫星信号是窄带信号，因此在实际应用中该方法的效果并不理想。

2. 波束形成技术波束形成技术是近年来比较受关注的一种多路径抑制技术。

该技术基于信号波束形成的原理，通过调整接收天线的相位和振幅来合成一个指向卫星方向的波束，从而选择性地抑制多路径信号。

与相关器法相比，波束形成技术能更有效地抑制多路径干扰。

目前，波束形成技术已经得到了广泛的应用。

例如，在移动通信中，采用波束形成技术可以显著提高信号传输质量和容量；在飞行器导航中，波束形成技术能够保证导航精度的稳定性。

3. 自适应滤波技术自适应滤波技术是一种基于反馈控制的多路径抑制技术。

该技术通过不断调整滤波器的系数来适应多路径信号的变化，从而抑制多路径干扰。

自适应滤波技术能够对多种类型的多路径信号进行抑制，具有广泛的应用范围。

浅析GPS测量中的多路径效应

浅析GPS测量中的多路径效应摘要：本文讨论了GPS测量中多路径效应产生的原因和特点，对GPS多路径误差进行了分析，探索抑制多路径效应的途径。

关键词：GPS；多路径效应；多路径误差（Inner Mongolia Technical College of Construction，Province 010070，P.R.China）Abstract: This paper discussed the causes and characteristics of the multipath effect in GPS surveying, analyzed the GPSmultipath errors, findways tosuppressmultipath effects.Keywords: GPS; multipath effects; multipath errorsGPS 测量定位技术以其高精度、高效率、低成本、实时定位和操作简便等优点被广泛地应用于土地利用规划和各项工程建设等众多领域。

随着GPS 测量定位技术的广泛应用，其定位方法和数据处理理论也在不断发展和完善。

由于在GPS 测量定位技术中充分利用了一些误差在空间的强相关性，采用改正模型和差分定位等技术手段，绝大多数误差得到了很好的消除或削弱，其剩余残差已对GPS 测量定位成果的精度威胁不大。

但是，随着观测站周围环境（包括高层建筑物、山坡、树和水等）的变化，多路径误差有时会对GPS 测量定位成果精度造成很大的影响。

众所周知，由于多路径误差随测站周围环境变化的复杂性和在空间上的非相关性，无法利用严密的数学模型予以改正，亦不可能利用差分定位技术手段子以有效地削弱。

目前，利用GPS 技术在小范围（通常距离为几公里）内进行高精度测量定位，多路径误差已经成为影响测量成果精度的主要误差源。

所以，为了提高GPS 测量定位成果精度，以满足工程建设和变形监测等任务的需要，有必要对多路径误差的特性及其影响的规律进行深入研究。

GPS测量中的多路径干扰抑制算法研究

GPS测量中的多路径干扰抑制算法研究随着全球卫星导航系统(GNSS)的逐渐普及，GPS已经成为日常生活中不可或缺的定位工具。

然而，GPS测量中的多路径干扰问题已经成为制约GPS应用的一个重要因素。

多路径干扰指的是信号从发射源到接收器，除了直达路径外，还会有经过不同反射面反射回来的信号，这些反射信号会对导航信号造成相位偏移和幅度失真，最终导致GPS测量精度降低，为使用者带来误导，这就是我们常说的多径干扰问题。

为了应对多路径干扰的问题，很多学者研究了相应的抑制算法，经过几十年的发展，现在有很多种抑制算法已经成熟应用于实际系统中，比如最基本的空域滤波技术、引入标志（pattern）的微分代码同步技术、一致性探测技术、多天线技术等等。

下面我们将针对各种抑制算法做一个详细的介绍。

1. 空域滤波技术空域滤波技术是最基本的抑制多路径干扰的方法之一。

该技术利用了多径干扰在空间分布上的特点，通常将空域滤波器看作一个函数，它能够根据接收到的信号的位置和多径干扰的空间相关性进行调整，将多路径干扰通过滤波器转化为噪声。

由于空域滤波技术需要知道多径干扰的空间分布情况，所以需要多个天线进行接收，通过天线间的协同作用，可以实现多径干扰的抑制。

2. 基于微分代码同步的抑制技术在此方法中，采用一个特殊的接收方式，以实现对多径干扰的抑制。

该技术主要是利用了微分方式所具有的微分和差分操作的性质，将接收到的信号进行差分、均衡和估计，以消除多径干扰的影响。

此方法需要计算导航数据，所以对计算能力的要求较高。

3. 一致性探测技术一致性探测技术是基于最小二乘估计的带限二阶滤波器，实现对多径干扰的抑制。

该技术需要利用接收机的自相关函数进行计算，以估计导频和数据的卷积函数，并依此抑制多径干扰。

4. 多天线技术在多天线技术中，接收器使用了多个天线，利用接收到的信号进行空间处理，以减少多径干扰的影响。

多天线技术具有多种不同的形式：为防范多径干扰将单个天线差分处理，来自多个天线的信号组合，来自多个天线的信号分别处理等等。

浅谈GPS测量中误差产生的来源及削弱误差的方法

浅谈GPS测量中误差产生的来源及削弱误差的方法【摘要】本文主要介绍了GPS测量在理论、实际运用中各种主要误差的来源以及它们对测量结果的影响，并简述削弱误差的方法及措施。

【关键词】GPS;误差来源;方法措施1.ＧＰＳ概念GPS（global positioning system）全球定位系统是美国研制并在1994年投入使用的卫星导航与定位系统。

在测量领域，GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面。

因为测量误差会直接影响测量精度，所以了解ＧＰＳ测量误差的产生及如何减少其影响显得尤为重要。

2.GPS测量中误差产生的来源及削弱误差的方法及措施GPS测量误差主要来源于3个方面：①与卫星有关的误差（卫星时钟误差、卫星星历误差、相对论效应误差）；②与信号传播有关的误差（电离层折射误差、对流层折射误差、多路径效应误差）；③与接收机有关的误差（接收机时钟误差、接收机位置误差、接收机天线相位中心位置误差）。

2.1卫星时钟误差、卫星星历误差、相对论效应误差2.1.1卫星时钟误差卫星时钟误差是指卫星时钟的时间读数与GPS标准时间之间的偏差。

GPS 系统利用地面监控系统对卫星时钟运行状态进行连续的监测而精确确定该偏差，并通过卫星导航电文提供给用户使用。

改正后通常能保证卫星时钟与GPS标准时间的同步误差在20ns以内，由此产生的等效距离误差不会超过6m。

2.1.2卫星星历误差卫星星历误差是指由卫星星历计算得到的卫星空间位置与卫星在空间的实际位置之差。

处理卫星星历误差一般是比较困难的，由于卫星星历误差较大，因此，在单点绝对定位及相对定位时，卫星星历误差是一种重要的误差源。

针对卫星星历误差，我们在进行GPS测量定位时，通常采用以下三种方法和措施来消除或减弱卫星星历误差的影响：①轨道松弛法②建立卫星跟踪网进行独立定轨③进行同步观测求差分法2.1.3相对论效应误差相对论效应误差是指卫星上的时钟和地球上的时钟所处的状态(主要指运动速度和重力位)不同而引起的卫星上的时钟和地球上的时钟产生相对钟误差的现象。

GPS测量中的多路径效应的影响研究

GPS测量中的多路径效应的影响研究摘要：本文推导了多路径效应通过水平面、垂直面及倾斜面等3种情况下反射的程差的具体形式，并提出了相应的减小多路径效应的方法。

旨在为科学理解多路径效应的误差来源及更深入的消除多路径效应的影响提供理论参考。

关键词：GPS；多路径效应；减弱措施GPS测量以其精度高、速度快、费用省、操作简便等优势被广泛应用于各种测绘工作当中。

GPS测量的精度受多种因素影响，概括起来主要有：与GPS 卫星有关的影响（卫星钟差、卫星轨道误差和相对论效应等）；与信号传播有关的影响（电离层、对流层延迟和多路径效应的影响）和观测误差和接收设备误差（接收机钟差等）[1]。

利用差分技术可消除公共误差项的相关影响部分，其误差消除效果会随着基线的增长而减弱，但差分技术对多路径效应的影响却无能为力[2]。

因此，有必要对多路径效应引起的误差来源进行详细分析，以便提出具体消除措施，提高GPS测量精度。

一、多路径效应的含义GPS卫星信号从20200km高空向地面发射，接收机天线接收的信号不但有直接从卫星发射的信号，还有从反射体反射的间接信号，这两种信号叠加后被接收机接收引起定位误差，这种效应称为多路径效应。

其中金属材料、水面等反射较强。

二、多路径效应的程差在实际测量，卫星直接发射的信号和经反射体反射的间接信号，在传播过程中所经过的路程长度是不一样的，两种路程长度之差叫做程差或冲离延迟量，是多路径效应产生的根源。

信号被反射的情况多种多样，归纳起来有经建筑物垂直表面的反射、经水平光滑地面（水面）的反射和经倾斜面的反射，以下分别介绍这三种情况下多路径效应的程差形式：（一）垂直面反射的程差以建筑物垂直表面的反射为例加以说明，如图1所示，反射波产生的距离延迟由和之和决定：其中，为接收机天线与建筑物垂直表面的水平距离；为反射波的反射角。

（二）水平面反射的程差图1垂直面及水平面的多路径效应以水平的光滑地面为例进行说明，如图1所示，地面反射波产生的距离延迟量由和之差决定：其中，为接收机天线到水平地面的的垂直距离；为反射波的入射角。

CEEMD联合小波阈值去噪法及其在GPS多路径效应中的应用

CEEMD联合小波阈值去噪法及其在GPS多路径效应中的应用蔡文航;周世健;吴金斌【摘要】为了解决GPS数据采集过程中的噪音以及多路径效应影响,提出一种CEEMD联合小波阈值去噪法.该方法主要先采用CEEMD算法对GPS测量数据或信号进行分解,再利用模态相关系数准则法确定数据分解后噪音区与信号区的分界点,最后选取判定后的有效信号分量并依次将其通过小波软阈值法进一步去噪,从而得到去噪后的GPS测量数据或信号.通过正弦模拟信号和GPS实测信号实验结果可以看出,联合去噪法与其他相关方法比较,具有较好的去除噪声以及削弱GPS多路径效应影响效果.【期刊名称】《江西科学》【年(卷),期】2018(036)001【总页数】6页(P73-78)【关键词】CEEMD;小波阈值;联合去噪;多路径效应【作者】蔡文航;周世健;吴金斌【作者单位】东华理工大学测绘工程学院,330013,南昌;南昌航空大学,330063,南昌;广东省地图院,510075,广州【正文语种】中文【中图分类】P228.40 引言GPS数据采集过程中通常受周围环境影响，使得采集的数据中含有高频噪音以及多路径效应误差。

一般而言，处理上述问题通常采用事后滤波法。

小波阈值去噪和CEEMD去噪是2种经许多学者检验过具有良好去噪效果的滤波去噪法[1-2]。

由Donoho等人提出的小波阈值去噪法，即软阈值去噪法、硬阈值去噪法，这2种方法较传统的去噪方法有其独特的优点。

但是Bruce和Gao证明了硬阈值方法由于其函数的不连续性会造成较大的方差，小波阈值去噪常用的阈值函数为软阈值函数[3-4]。

CEEMD能自适应地、快速地将一个复杂信号分解为一系列IMF分量之和[5]，有学者以所有IMF分量能量最小值点对应IMF分量作为信号主导和噪声主导分量的分界点，然后直接将信号主导IMF分量作为去噪后的信号，这种CEEMD滤波去噪方法取得了一定效果[6]。

但考虑到CEEMD去噪方法中仅仅舍弃由噪声主导的IMF分量去噪易导致由信号主导的IMF分量中残留小部分噪声没有剔除的问题，本文尝试将CEEMD与小波阈值去噪法相结合，提出一种新的CEEMD联合小波阈值的去噪方法，最后将其应用于GPS多路径误差改正。

GPS测量误差来源及削弱方法_杨小伟

１ＧＰＳ测量的误差来源及削弱方法ＧＰＳ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。在高精度的ＧＰＳ测量中，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影响。１．１与卫星有关的误差
关键词：ＧＰＳ卫星误差精度
中图分类号：Ｐ２
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２－３７９１（２０１０）０２（ａ）－００１５－０１
ＧＰＳ（ＧｌｏｂａｌＰｏｓｉｔｉｏｎｉｎｆＳｙｓｔｅｍ）是全球定位系统的简称。它由美国国防部于１９７３年开始筹建，耗资２００亿美元，１９９５年正式投入使用，主要用于军事领域、交通运输业、测量领域等。随着ＧＰＳ越来越广泛的应用，进一步提高ＧＰＳ测量精度是我们关心的问题，下面针对ＧＰＳ测量过程中的主要误差来源进行分析，并提出具体削弱或消除误差的措施。
用户。１．１．３相对论效应相对论效应是由于卫星钟和接收机钟
所处的状态（运动速度和重力位）不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象。在广义和狭义相对论的综合影响下，钟安放在卫星上比安放在地面上要快，为消除这一影响，一般将卫星钟的标准频率减小４．５×１０－３Ｈｚ。１．２与信号传播有关的误差
（第三版）［Ｍ］．武汉大学出版社，２００８．［２］李征航，黄劲பைடு நூலகம்松．ＧＰＳ测量与数据处理
［Ｍ］．武汉大学出版社，２００５．［３］黄丁发，熊永良，等．ＧＰＳ卫星导航定位
技术与方法［Ｍ］．科学出版社，２００９．

GPS观测中多路径效应影响统计及程序设计

GPS观测中多路径效应影响统计及程序设计作者：雒卫民来源：《电子技术与软件工程》2015年第14期GPS定位技术在工程控制测量中得到了越来越广泛的应用，对于边长在10km以内的GPS 测量来讲，多路径效应引起的误差是其最主要误差源之一。

本文系统阐述了GPS观测中多路径效应影响统计及程序设计，在强化认识的同时，推进相关领域研究的开展。

【关键词】GPS 多路径效应程序设计1 引言在现代信息技术快速发展的大背景之下，GPS已广泛应用于工程控制策略之中，并表现出良好的应用价值。

GPS观测作业受到诸多因素的影响，特别是地形条件的限制，以至于GPS 观测作业的工作环境难以处于理想的状态。

在实际的GPS观测作业中，由于观测周围存在电波反射物体，导致GPS所接收的信号混杂，对GPS观测作业的相位观测带来较大的影响。

对于边长在10km以内的GPS测量来讲，多路径效应引起的误差是其最主要误差源之一。

因此，为提高GPS观测的精准度，强化对观测中多路径效应影响统计及程序设计的研究，表现出显著地必要性与重要性。

本文立足于对GPS观测中多路径效应影响的认识，用观测文件和星历文件计算观测时间段内多路径效应影响分别对L1、L2两个频率上的伪距观测值的影响，用图表显示，并生成相应的统计文件，以做后续处理分析。

2 多路径效应对伪距的影响在本文的研究之中，为了便于模型的建立以及强化认识，载波相位观测值认为是是带有偏差的伪距观测值。

因此：（1）载波相位的读取。

在载波相位的读取从RINEX文件获取，且相位的单位为“周”；（2）距离单位数值（，）。

将读取的载波相位与各自的波长相乘，进而得出距离单位的数据；（3）为便于问题解决方案的形象化，应将伪距观测值和相位观测值的单位统一起来，进而突出观测方程的对称性。

在问题的阐述说明之前，应对GPS观测方程有基本的了解。

在本节之中，基于研究的需要，列出了如下基本观测方程。

一方面，在实际问题的处理中，可以针对实际需求，对基本方程进行合理的组合并建立模型，这有助于对不同数据的有效处理；另一方面，双频载波相位和伪距观测数据可以表达成以下形式：其中，为卫星到接收机的距离，它受到钟差、SA以及对流层延迟等的影响。

(整理)GPS多路径效应误差及处理技术.

目录一．引言二． GPS多路径效应误差2.1 多路径误差概念2.2 多路径误差模型2.3 多路径误差特性三．GPS多误差效应的处理技术3.1 空间处理技术在降低多路径误差方面的应用3.2 接收机的改进机技术在降低多路径误差方面的应用3.3 数据后处理技术在降低多路径误差方面的应用3.4基于EMD的虑波方法四．结论摘要：本文介绍了有关多路径误差的产生概念，产生机制，及在实际中的一些处理技术包括空间处理技术、接收机改进技术和数据后处理技术。

关键字：GPS，多路劲误差效应，反射，处理技术一．引言GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系统）的简称。

GPS是20世纪70年代由美国陆海空三军联合研制的新一代空间卫星导航定位系统。

其主要目的是为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，并用于情报收集、核爆监测和应急通讯等一些军事目的。

经过20余年的研究实验，耗资300亿美元，到1994年3月，全球覆盖率高达98%的24颗GPS卫星星座己布设完成。

GPS全球定位系统在现代科技领域得到了广泛的应用，它主要是通过地面接收设备接收卫星传送的信号来测定地面点的三维坐标。

它拥有良好的定位精度，定位精度可达毫米级, 授时精度可达ns级, 从而达到全球广泛应用。

但其在使用过程中也会产生误差，为了达到高要求，应对误差进行处理。

对于GPS相对定位而言, 在采集GPS定位数据时, 关键在于如何消除和减弱GPS信号的传播误差。

它主要是电离层和对流层的时延误差以及多路径误差。

其中卫星星历误差,，对流层、电离层延迟误差, 接收机误差等都可以通过模型改正或双差进行消除或者削弱。

,但对多路径这样的随机性误差无法利用长期观测数据来建模彻底，因此消除多路径误差即比较困难。

多路径误差已成为卫星导航定位中最难以克服和修正的误差之一。

本文介绍了多路径误差的有关知识，并介绍当前领域多路径误差的处理方式包括：空间处理技术，接收机的改进机技术，数据后处理技术等。