GPS定位中的误差源及消弱措施
GPS定位误差分析及处理
GPS定位误差分析及处理摘要:本文将对影响GPS定位的主要误差源进行分析和讨论,研究它们的性质、大小及对定位所产生的影响,并介绍消除和削弱这些误差影响的方法和措施。
关键词:GPS误差源处理措施GPS即全球定位系统(Global Positioning System)。
简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。
GPS定位测量中出现的各种误差按其产生源可分为3大部分:GPS信号的自身误差即与卫星有关的误差;GPS信号的传播误差;GPS接收机的误差。
一、GPS信号的自身误差和SA,AS影响1.1轨道误差即卫星星历误差。
有关部门提供一定精度的卫星轨道,以广播星历形式发播给用户使用,从而已知观测瞬间所观测卫星的位置,因而卫星轨道误差与星历误差是一个含义。
卫星星历误差又等效为伪距误差即由卫星星历所给出的卫星位置与卫星的实际位置之差。
星历误差的大小主要取决于卫星定轨站的数量及其地理分布,观测值的数量及精度,定轨时所用的数学力学模型和定轨软件的完善程度以及与星历的外推时间间隔等,由于卫星轨道受地球和日、月引力场、太阳光压、潮汐等摄动力及大气阻力的影响,而其中有的是随机影响,而不能精密确定,使卫星轨道产生误差。
1.2美国的SA技术与AS影响。
SA技术是选择可用性(Selective? ?Availability)的简称,它是由两种技术使用户的定位精度降低,即δ(dither)技术和ε(epsilon)技术。
δ技术是人为地施加周期为几分钟的呈随机特征的高频抖动信号,使GPS卫星频率10.23MHz加以改变,最后导致定位产生干扰误差,ε技术是降低卫星星历精度,呈无规则的随机变化,使得卫星的真实位置增加了人为的误差。
控制网的静态GPS测量是利用载波相位测量,一般是由一个点设为已知点与一个待定点位同步观测GPS卫星,取得载波相位观测值,从而得出待定点位的坐标或两点间的坐标值,称为基线测量,短基线测量可以消除SA影响。
GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法
GPS定位系统在测绘中的误差与校正方法导言随着科技的不断发展，全球定位系统（GPS）在测绘领域中扮演着越来越重要的角色。
然而，由于多种原因，GPS定位系统在测绘过程中可能存在一定的误差。
了解这些误差以及相应的校正方法对于确保测绘结果的准确性至关重要。
误差来源GPS定位系统在测绘过程中的误差可能来自多个方面，包括天线高度、大气延迟、多径效应、钟差、轨道误差等等。
这些误差源可以归结为系统误差和随机误差两类。
系统误差是由于GPS系统本身的特点或者用户设备的特殊性引起的，例如天线高度误差可能导致信号衰减，从而影响定位精度。
解决系统误差主要依赖于设备的校正和改进。
随机误差是由于环境和人为因素而引起的不可预测的误差。
这些误差通常是临时性的，难以完全避免。
然而，通过采用合适的数据处理方法和统计模型，可以在一定程度上减小随机误差对测绘结果的影响。
误差校正方法1. 信号补偿信号补偿是校正GPS定位系统误差的一种常见方法。
例如，大气延迟是导致定位误差的一个主要因素。
通过测量大气延迟并进行相应的补偿，可以显著提高定位精度。
这可以通过使用大气模型和天气观测数据来实现。
2. 数据处理技术数据处理技术对于校正GPS定位误差也起着至关重要的作用。
其中，差分定位是一种常用的技术。
差分定位利用有两个接收机，一个处于已知位置的参考站点，另一个处于测量位置的流动站点。
通过对两个接收机接收到的信号进行比较，可以得到一个差分修正值，从而消除了两个接收机之间的共同误差。
此外，数据滤波技术也可以被用来减小随机误差的影响。
数据滤波可以通过使用滤波器对收集到的数据进行处理，去除异常值和噪声，从而提高定位精度。
3. 多系统融合多系统融合是另一种校正GPS定位误差的方法。
目前，除了GPS系统外，全球导航卫星系统（GNSS）还包括其他系统，例如格洛纳斯（GLONASS）和伽利略（Galileo）。
通过使用多个系统提供的定位信息，可以显著提高定位精度并减小误差。
GPS测量中主要误差的改正
三、对流层折射
在对流层中，折射率略大于1，随着高度的增加逐渐减小 ： 当接近对流层顶部时，其值接近于1。
对流层的折射影响，在天顶方向（高度角900）可产生
2.3m的电磁波传播路径误差 当高度角为100时，传播路径误差可达20m。在精密定 位中，对流层的影响必须顾及。 对流层的折射率与大气压力、温度和湿度关系密切 变化复杂，对n的变化和影响，难以精确模型化。
一、卫星钟差的改正
卫星钟误差 GPS观测量均以精密测时为依据。 GPS定位中，Biblioteka 论码相位观测还是载波相位观测，都要
求卫星钟与接收机钟保持严格同步。
实际上，尽管卫星上设有高精度的原子钟，仍不可避 免地存在钟差和漂移，偏差总量约在1 ms内，引起的 等效距离误差可达300km。
一、卫星钟差的改正
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三、对流层折射
通常将对流层的大气折射分为干分量和湿分量两部分，Nd 和Nw分别表示干、湿分量的折射数，则 N0 = Nd + Nw 。 Nd和Nw与大气的压力、温度和湿度有如下近似关系
N d 77.6 P Tk e0 Tk2
N w 3.73 105
式中P为大气压力/mbar，Tk为绝对温度(Tk=0C+273.2), e0为水汽分压/mbar 沿天顶方向，对流层大气对电磁波传播路径的影响，可表 示为 S S S
I
2.采用相对定位或差分
站 间 差 分 ：B I-A I
A
B
3.使用IGS提供的精密卫星钟差改正数
二、电离层折射
GPS主要误差源及补偿方法讲解
GPS主要误差源及补偿方法学院：电子信息工程专业年级：自动化1306姓名：熊宇豪学号：13212054时间：2016年04月11日小组：熊峰、熊宇豪、张丹GPS主要误差源及补偿方法摘要GPS测量误差按其生产源可分3大部分：与卫星有关的误差，包括卫星时钟误差、卫星星历误差和相对论效应误差；与信号传播有关的误差，包括电离层折射误差、对流层折射误差和多路径效应误差；与接收机有关的误差，主要包括接收机时钟误差、接收机位置误差、接收机天线相位中心位置误差。
关键词：GPS，误差源。
一、GPS观测中的误差分类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。
另外在进行高精度GPS测量定位时(进行地球动力学等方面的研究)，通常还应该考虑与地球整体运动有关的误差，如地球自转和地球潮汐的影响等。
按误差的性质进行区分，上述各种误差有的属于系统误差、有的属于偶然误差。
例如，卫星星历误差、卫星时钟误差、接收机时钟误差和大气折射误差等都属于系统误差，而多路径效应误差等是属于偶然误差。
其中系统误差比偶然误差无论是从误差本身的大小或是其对测量定位结果影响程度来讲都要大得多，所以说系统误差应该是进行GPS 测量定位时的主要误差源。
二、消除或消弱上述误差影响的基本方法和措施1．建立误差改正模型对观测值进行改正,误差改正模型通常有理论模型、经验模型和综合模型。
理论模型是通过对误差产生的原因、性质及其对测量定位影响的规律进行研究和分析，并从理论上进行严格的推导而建立起来的误差改正模型。
经验模型则是通过对大量的观测数据进行统计分析和研究，并经过拟合而建立起来的误差改正模型。
而综合模型则是综合以上两种方法建立起来的误差改正模型。
2．选择较好的硬件和良好的观测条件,在GPS测量定位中，有的误差是无法利用误差改正模型进行改正的。
GPS定位系统在测绘中的误差及其校正
GPS定位系统在测绘中的误差及其校正近年，全球定位系统（GPS）在测绘领域广泛应用，成为现代测绘的重要工具。
然而，GPS定位系统的测量精度不可避免地存在一定的误差，这对于需要高精度测绘数据的应用来说，可能带来一系列问题。
本文将探讨GPS定位系统的误差来源及校正方法，以期提高测绘数据的准确性与可靠性。
一、GPS定位系统误差来源1. 大气层延迟误差：GPS信号在穿过大气层时会发生延迟，导致定位结果产生偏差。
这主要由大气层中的水汽含量、温度、压力等因素所引起。
2. 卫星发射钟误差：GPS卫星发射钟的精确度无法达到理论上的完美，钟的频率可能出现细微偏差，进而影响测量结果。
3. 卫星轨道误差：由于各颗卫星在轨道上的摄动等因素，其运行轨迹不会完全符合理论轨道，从而引起时间误差。
4. 多径效应：接收天线接收到的信号可能会经过多次反射，导致信号延迟，从而产生定位误差。
5. 接收机钟差：GPS接收机内部的时钟精度有限，存在一定的误差，会对定位结果造成影响。
二、GPS定位系统误差的校正方法1. 差分定位法：差分定位法是最常用和最有效的校正方法之一。
它通过同时观测参考站和待测站的GPS信号，利用参考站的已知坐标和观测数据，计算出两个站点间的差异，进而校正待测站点的定位误差。
2. 精密轨道确定法：通过利用卫星轨道参数提供的精密轨道数据，结合接收机的测量结果，计算卫星的真实位置，从而减小轨道误差对定位结果的影响。
3. 多频率接收机技术：多频率接收机可以利用不同频率的信号对多径效应进行抵消，从而提高定位精度。
4. 大气层延迟模型校正：根据大气层的温度、湿度、压力等参数，采用相应的模型对大气层延迟误差进行校正。
5. 时钟差校正：通过与参考源对比，校正接收机内部时钟的误差。
三、GPS定位系统误差校正的应用GPS定位系统的高精度测绘数据广泛应用于地图制作、土地测量、工程测量、导航定位等领域。
对于地图制作来说，GPS定位系统提供的高精度数据能够提高地图的准确性，并为城市规划、交通规划等提供重要依据。
gps测量坐标误差有多大
GPS测量坐标误差有多大GPS（全球定位系统）是一种利用卫星定位技术来获取地理位置信息的系统。
它广泛应用于导航、地理测量、军事和民用等领域。
然而，由于多种原因，GPS测量坐标会存在一定的误差。
误差来源GPS测量坐标的误差主要来自以下几个方面：1.卫星误差：卫星的精密轨道、钟差和天线相位中心等因素都会对测量结果产生影响。
虽然GPS系统会采取一系列措施来校正这些误差，但仍然无法完全消除。
2.大气延迟：由于GPS信号在穿过大气层时会受到大气介质的影响，导致信号传播速度发生变化。
这种大气延迟会导致测量结果与真实位置之间产生误差。
3.多路径效应：当GPS信号在到达接收机之前与建筑物、树木等障碍物发生反射后再次达到接收机时，会产生多路径效应。
这种效应会导致信号的传播路径变长，进而引起测量误差。
4.接收机误差：包括接收机的硬件设备、信号处理以及观测条件等因素，都会对测量结果产生影响。
接收机的性能越好，产生的误差就越小。
误差类型在GPS测量过程中，常见的误差类型包括：1.精度误差：指GPS测量结果与真实位置之间的差异。
通常以水平误差和垂直误差来衡量。
水平误差是指实际测量结果与真实位置在水平方向上的差距，垂直误差则是指在垂直方向上的差距。
2.相对误差：指同一测量点在不同时间或不同接收机进行测量时产生的误差。
相对误差可以通过对同一位置进行多次测量，并对结果进行比对来评估。
3.绝对误差：指GPS测量结果与真实位置之间的绝对差距。
由于无法得知真实位置，所以无法直接获得绝对误差。
通常通过测量点的相对误差和已知参考点的坐标来间接获得。
误差量化为了评估GPS测量坐标误差的大小，通常采用以下方法进行量化：1.信号强度指示（Signal Strength Indicator，SSI）：SSI是衡量GPS信号强度的指标，通常以百分比或分贝表示。
信号强度越高，误差越小。
2.几何精度因子（Geometric Dilution of Precision，GDOP）：GDOP是一种衡量卫星几何配置对GPS测量结果精度影响的量化指标。
GPS测量技术的误差源与解决方法
GPS测量技术的误差源与解决方法GPS（Global Positioning System）是一种广泛使用的定位技术，它通过接收来自卫星的信号来确定接收器的位置，精度一般在数米到几十米之间。
然而，在实际应用中，GPS测量技术可能会受到各种误差源的影响，进而导致测量结果的不准确。
本文将探讨GPS测量技术的误差源及其解决方法。
1. 天线高度误差天线高度误差是指GPS接收器与测量点之间的天线高度差引起的误差。
由于不同测量点处的天线高度不同，接收到的信号路径长度也会不同，因此会对测量结果产生误差。
为了解决这一问题，可以采用高精度的GPS天线来减小高度误差。
同时，在测量中应尽量保持一致的天线高度。
2. 对流层延迟误差对流层延迟误差是指GPS信号在穿过大气层时受到的影响而引起的误差。
大气层中的水汽和其他气体会导致信号传输速度的变化，从而影响到测量结果的准确性。
为了解决这一问题，可以使用双频GPS接收器来消除对流层延迟误差。
双频GPS接收器可以通过同时接收L1和L2频段的信号来消除大气延迟误差。
3. 多路径效应误差多路径效应误差是指GPS信号在传播过程中被建筑物、地形等障碍物反射或绕射而产生的误差。
反射的信号会使接收器接收到多个信号源，从而影响到测量结果的准确性。
为了解决这一问题，可以采用反射板或天线罩等物理隔离措施来减少反射信号的影响。
此外，选择合适的测量时机和测量点位置也能够减少多路径效应误差。
4. 卫星几何误差卫星几何误差是指由于卫星位置相对于接收器的位置不理想而引起的误差。
当卫星位置与接收器位置接近于共面时，几何误差将会增加，导致测量结果的不准确。
为了解决这一问题，可以采用多频度观测和动态定位技术。
多频度观测可以提供更多的卫星数据，从而提高定位精度；而动态定位技术可以根据卫星位置的变化来进行误差补偿。
5. 卫星钟差误差卫星钟差误差是指由于卫星钟的不准确而引起的误差。
卫星钟的不准确将会导致测距误差的累积，进而影响到测量结果的精度。
GPS定位误差及修正算法
.
9
两者之差为：
YXcsoi sne((ettjj))
sin(etj) co se(tj)
0xj
0yj
Z 0
0
1zj
e 是地球自转角速度，且知 e =7.292115×10-5rad/s tj是卫星j的信号传播时延。
.
10
对流层误差及修正
▪ 对流层，是离地面高度50km以下的大气层，
.
16
▪ 我国在北半球中纬度地区，因此运用 Klobuchar模型对我国GPS接收机进行电离 层改正是可靠和可行的。电离层误差修正 如下式所示，
▪ 其中，F为倾斜因子
F 1 .0 1.0 6 (0 .5 3 E )3
I z 是垂直方向延迟
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17
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18
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7
相对论效应修正
▪ 虽然经过上述改正，但是相对论效应所产生的时 间偏移并非常数，对于某一给定偏心率e的GPS卫 星，一阶相对论效应改正如下：
e为偏心率，F
2
c2
其中， = 3.986005E+14m3/sec2；
C=2.99792458E+8 m/sec； F=-4.442807633×10-10 s / m
.
5
Hale Waihona Puke ▪ 各颗卫星的星钟误差 修正如下式：
其中，a0,a1,a2,to，c都可以从导航电文中得到。
a 0 ：相对于GPS时系的时间钟差； a 1 :相对于实际频率的偏差系数（钟速） a 2 :时钟频率的飘移系数（钟速变换率，及钟漂）； t oc ：第一数据块的参考时间
第6章GPS测量的误差来源及减弱措施
误差影响定位精度10-30 m接收机天线相位中心的偏移和变化消除或消弱各种误差影响的方法①•模型改正法–原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正–适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式–所针对的误差源•相对论效应•电离层延迟•对流层延迟•卫星钟差–限制：有些误差难以模型化改正后的观测值=原始观测值+模型改正•求差法–原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响–适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。
–所针对的误差源•电离层延迟•对流层延迟•卫星轨道误差•…–限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱消除或消弱各种误差影响的方法②消除或消弱各种误差影响的方法③•参数法–原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来–适用情况：几乎适用于任何的情况–限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计消除或消弱各种误差影响的方法④•回避法–原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响–适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。
–所针对的误差源•电磁波干扰•多路径效应–限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性6.1 GPS测量误差分类及对距离测量的影响与信号传播有关的误差与卫星有关的误差与接收机有关的误差其它误差•对流层折射•电离层折射•多路径效应•星历误差•卫星钟差•相对论效应•接收机钟差•位置误差•天线相位中心的偏差及变化•各通道间的信号延迟误差•地球潮汐1.5-15m1.5-15m1.5-5m1. m6.2 与信号传播有关的误差电离层折射对流层折射多路径误差电离层中的气体分子由于大气折射效应）利用电离层改正)(2cos P T t P-π∑3ϕαDC =5ns T P =14hαn 和βn ：由导航tropion N δρδρλ++- 6.2.2对流层折射▪离地面高度40km 以下的大气层，是一种非电离大气层。
影响GPS测量的误差及消除办法
影响GPS测量的误差因素前面已经提到，多种因素影响GPS测量，并且差分定位能大大抵消这些因素的影响。
在这里，我们针对这些因素对差分定位的影响再作进一步的论述。
大气层的影响由于GPS信号是以无线电波的方式不间断地向地面辐射的，因此GPS信号会与其它L 波段的电磁波一样，收到大气折射的影响。
在相对定位时，大气折射的影响对两台接收机之间相对定位精度的影响大大地降低了，但对于精密相对定位而言，大气层的影响仍是不可忽略的。
通常，根据对电磁波传播的不同影响，一般可将大气层分为对流层和电离层。
对流层指从地面向上约40km范围内的大气底层，其影响与电磁波的频率无关；电离层分布于地球大气层的顶部，约在地面向上70km以上的范围，其影响与电磁波的频率有关，且比较复杂。
对于这两方面，已建立了各种模型，各有其优缺点，在这里不一一罗列。
多路径效应在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射的卫星信号（反射波）进入接收机天线，这就将和直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使测量值偏离真值产生所谓的"多路径误差"。
这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。
如下图所示：多路径效应示意图多路径效应对载波相位观测影响较小，而对伪距观测影响非常大，所以，在进行后差分动态测量时，要注意多路径效应的影响。
在测量中，可通过给仪器安置多路径抑制板的方式减轻其影响。
多路径抑制板的作用遗憾的是，由于同步观测的接收机的多路径影响往往不同，因此，差分方法很难消除多路径的影响。
其他影响因素进行高精度GPS定位需要对各项误差的来源、影响及影响的尺度进行仔细的分析，在这些误差中，有电磁波传播所带来的误差，如电离层、对流层折射的影响；有GPS系统带来的误差，如GPS卫星定轨的精度、GPS卫星的时钟精度、地球潮汐、相对论、甚至人为地降低GPS定位的精度，如SA政策等等；也有与接收机有关的误差，如接收机的时钟精度、内部噪声、天线相位中心等等；还有与观测有关的误差，如起算点的误差、对中误差、天线高的测量、联合平差的已知数据等等。
卫星导航系统中的定位误差分析与纠正方法
卫星导航系统中的定位误差分析与纠正方法卫星导航系统是一种基于卫星和接收机的无线电导航系统，可为用户提供位置信息和时间信息。
目前世界上最著名的卫星导航系统是GPS系统。
卫星导航系统广泛应用于航空、航海、汽车等领域，但定位误差一直是制约卫星导航系统精度的主要因素之一。
因此，有效的定位误差分析和纠正方法对于提高卫星导航系统的精度具有重要意义。
一、定位误差的来源在实际应用中，定位误差的来源主要包括以下几个方面：1.多径效应：在卫星导航中，信号从卫星到接收机会经过大气层、地面及建筑物等障碍物的反射，形成多条路径，导致信号到达接收机时时间不同，从而影响信号的接收强度和相位，引起定位误差。
2.大气延迟：卫星信号在传播至地面接收机过程中，会和大气层中的水汽、离子层等物质发生作用，形成信号的延迟和衍射，造成定位误差。
3.时钟误差：由于卫星时钟和接收机时钟存在差异，导致信号的到达时间和时间标准存在误差，引起定位误差。
4.卫星轨道误差：卫星的轨道参数可能存在变化，导致卫星位置计算的误差，进而影响到距离计算和定位精度。
二、定位误差分析方法为了解决卫星导航系统中的定位误差问题，需要对误差源进行定位误差分析。
常用的定位误差分析方法包括以下几种：1.测量方法：通过测量不同地点的接收机接收到相同卫星的时间和位置，验证不同地点的定位误差，并对误差进行分析。
2.数据处理方法：用多条卫星信号计算一个接收机的位置，在数据处理时通过加权、差分、平均等方法消除干扰信号，提高数据质量，减小定位误差。
3.数学模型方法：通过数学建模描述误差的产生过程，并用模型对误差进行分析和预测。
三、定位误差纠正方法为了改善卫星导航系统的定位精度，需要对定位误差进行纠正，常用的纠正方法包括以下几种：1.差分方法：通过使用同时接收同一组卫星数据的两个接收机进行差分计算，除去通用误差项，提高单个接收机的定位精度。
2.观测矩阵法：利用卫星信号和接收机位置观测数据，建立观测矩阵，最小二乘法求解参数，实现对定位误差的纠正。
GPS定位中的误差来源
1、与GPS卫星有关的因素（1）SA干扰误差美国政府从其国家利益出发，通过降低广播星历精度（ε技术）、在GPS信号中加入高频抖动等方法，人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度（目前已经取消）。
（2）卫星星历误差在进行GPS定位时，计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种类型的星历提供的，但不论采用哪种类型的星历，所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异，这就是所谓的星历误差。
（3）卫星钟差卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间的误差。
（4）卫星信号发射天线相位中心偏差卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。
2、与传播路径有关的因素(1) 电离层延迟由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为电离层延迟。
(2) 对流层延迟对于地球周围的对流层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为对流层延迟。
(3) 多路径效应于接收机周围环境的影响，使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有反射和折射信号的影响，这就是所谓的多路径效应。
3、接收机有关的因素(1) 接收集钟差接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。
(2) 接收机天线相位中心偏差收机天线相位中心偏差是GPS接收机天线的标称相位中心与其真实的相位中心之间的差异。
(3) 接收机软件和硬件造成的误差在进行GPS定位时，定位结果还会受到诸如处理与控制软件和硬件等的影响。
（4）天线相对旋转产生的相位增加效应4、其它（1）GPS控制部分人为或计算机造成的影响由于GPS控制部分的问题或用户在进行数据处理时引入的误差等。
（2）数据处理软件的影响数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。
（3）固体潮、极潮和海水负荷的影响（4）相对论效应。
卫星钟和地面钟由于存在相对运动，从地面观测，卫星钟走得慢，影响电磁波传播时间的测定。
GPS测量误差来源及削弱方法
１ Ｇ Ｓ 量的误差来源及 削弱方法 Ｐ测
ＧＰ 测 量 结 果 的 误 差 丰 要 来 源 于 Ｇ Ｓ Ｓ Ｐ 卫 星 、 星 信 号 的 传 播 过 程 和 地 面 接 收 设 卫 备 。 高 精 度 的 Ｇ ｓ 量 中 ， 应 注 意 到 与 在 Ｐ测 还 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 ． １ １ Ｉ卫 星 星 历误 差 ．． 由星 历 所 给 出 的 卫 星 在 空 间 的位 置 与 实 际位 置 之 差 称 为 卫 星 星 历 误 差 。 星 星 卫 历分 为 Ｊ 星 历 和 精 密 星 历 。 播 星 历 是 播 广 通 过 Ｇ Ｓ 星 发送 的 一 种 预报 星 历 。 Ｐ卫 因为 我 们 不 能 充 分 了解 卫 星 上 存 在 的 各 种 摄 动 因 素 ， 以预 报 星 历钟 存 在 较 大 的 误 差 。 密 所 精 星历 是 根 据 实 测 资 料 进 行 拟 合 处 理 而 得 出 的 。 需 要 在 一 些 已知 精 密 位 置 的 点 上 跟 它 踪卫星 来计算观测 瞬间的 卫星真是位 置 ， 从而获得准确 可靠的精密星历 。 卫 星 星 历 误 差 的 削 弱 方 法 有 以 下 几 种。 （ ） 立 自己 的 卫星 跟 踪 网 独 立 定 轨 。 １建 建 立 Ｇ Ｓ 星 跟 踪 网 ， 行 独 立 定 轨 ， 不 Ｐ 卫 进 这 仅 可 以 使 我 国 用 户 在 非 常 时 期 不 受 美 国政 府有 意识的降低 卫星星 历精度的影 响 ， 所 提 供 的 精 密星 历 可 以达 到 １ —７ 可 以 显 著 ０ ， 提 高 精 密 定 位 的 精 度 ， 可以 为 实 时 定 位 也 提供预报 星历。 （ ） 道 松 弛 法 。 平 差 模 型 中把 卫 星 ２轨 在 星 历 给 出 的 卫 星 轨 道 作 为 初 始 值 ， 其 改 视 正 数 为 未 知 数 。 过 平 差 同时 求 得 测 站 位 通 置及轨道 的改正数 。 （） ３ 同步 观 测 值 求 差 。 用 在 两个 或 多 利 个 观 测 站 上 ， 同 ・ 星 的 同 步 观 测 值 求 对 卫 差 ， 减 弱 卫 星 星 历误 差 的影 响 。 来
GPS定位的误差来源
GPS定位的误差来源GPS定位的误差来源GPS在实际⽣活中为我们带来许多便利，其最主要的功能来⾃于本⾝的精准定位。
⽆论是车载导航仪为我们指路导航，还是⼿持机为我们提供精确的经纬度⽤来指明⽅向，以及GPS产品在⼯业上、物流业中甚⾄诸多⾏业中带来实际应⽤效果，都证明了GPS产品的定位精准性是其应⽤⼴泛的重要⽀柱。
但是在实际使⽤当中，GPS的定位精度未必会让我们满意，GPS产⽣位置漂移和位置偏差现象的原因是什么？GPS定位的误差来源有哪些呢？在什么情况下能避免此类现象的发⽣呢？下⾯, 简单介绍GPS测量的误差来源及处理⽅法。
在利⽤GPS进⾏定位时，GPS定位结果的精度受到诸多因素的影响，如所⽤的观测量类型、定位的⽅式、卫星的⼏何分布、数据处理⽅法、美国政府政策的限制等。
在GPS测量中, 影响测量精度的主要误差来源可分为三类：与GPS卫星有关的误差、与信号有关的误差、与接收设备有关的误差。
如果根据误差的性质分类，可分为系统误差和偶然误差两种。
其中, 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；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层折射的误差等。
系统误差⼀般可以通过某些措施予以减弱和修正，常见的⽅法有：( 1)引⼊相应的未知参数, 在数据处理中连同其他未知参数⼀起解算；( 2)建⽴系统误差模型，对观测值加以修改；( 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。
⼀、与GPS卫星有关的因素⼴播星历误差( 轨道误差)是当前GPS 定位的重要误差来源之⼀。
卫星星历是GPS 卫星定位中的重要数据。
由卫星星历所给出的卫星位置与卫星的实际位置之差称为卫星星历误差。
GPS 卫星的⼴播星历是由全球定位系统的地⾯控制部分所确定和提供的, 经GPS 卫星向全球所有⽤户公开播发的⼀种预报星历, 其精度较差。
SA 政策取消后, ⼴播星历所给出的卫星的点位中误差为5~ 7m。
GPS RTK误差来源及减弱误差的实用方法
断， 在步行途 中 ， Ｒ Ｔ Ｋ系统能够 自动进行模糊值初始 化 ， 对正 常测 大气折光等 因素和变化都会对 观测 的数据直接产生影响。 特别是 二、 影响 Ｇ Ｐ Ｓ ＲＴ Ｋ测量精度和可靠性 的因素
１ ． ＧＰ Ｓ系统 的 影 响
接收 的电磁波是来 自２万千米高空 的微弱信号 ，经过 电离层 、 对 流层都会发生信号延迟从而产 生观测误差 。
Ｇ Ｐ Ｓ Ｉ Ｔ Ｋ 误差来源及减弱误差的实用方法
口 王 欣
一
、
Ｇ Ｐ Ｓ ＲＴ Ｋ测量原理
能会 产生离基 准站 远的地方精度 就不如离 基准站近的地方 ， 因为
Ｇ Ｐ Ｓ Ｒ Ｔ Ｋ是依据 Ｇ Ｐ Ｓ相对定位 的概念 ，用一 台接收机作 为 Ｒ Ｔ Ｋ是靠无线 电传输 数据的 ， 受基线长度影 响较 大 ， 而且距离越 基准站 ， 基准站一般架 设在 已知点上 ， 也可 以架设在 任意点上 ， 另 远其 中间的干扰 因素就有可能多。
响在两个方 面 ， 一是 Ｇ Ｐ Ｓ信号接收 ， 二 是数 据链传输 。城镇地 区 ， 建筑密集 ， 对卫星信号和数据链传输都有较大影响 。
４ ． 观 测 方案 的 影 响
３ ． 移 动 站 方 式 的选 择
除了碎部测量和工程放样外 ， 对控制 点和其他 可选 择位 置的 待定点 ， 移动站应 与基 准站一样 ， 选择合适的位置 ， 避免 卫星信号
３ ． 观 测 环 境 影 响 ２ ． 基 准 站位 置 的 选择
基准站除需位于测区 中央外 ， 由于需 要接 收足够的卫星信号 和发射 Ｒ Ｔ Ｋ无线 电数 据链 ，基 准站上空应无大面积遮蔽 和影响 数据链通讯的无线 电干扰 ， 并尽 量避 免多路径 效应 。在视野开阔
第四章 GPS定位的误差来源
（3）减弱改正残差影响的主要措施
1）采用上述对流层模型加以改正。 2）引入描述对流层影响的附加待估参数，在数据 处理中一并求得。 3）利用同步观测量求差。
3 多路径误差
在GPS测量中，如果测站周围的反射物所反射得卫 星信号（反射波）进入接收机天线，这就将和直接来 自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏 离真值产生所谓的“多路径效应”。 （1）反射波 （2）载波相位测量中的多路径误差
1）利用双频观测。 2）利用电离层改正模型加以改正。 3）利用同步观测值求差。
2 对流层折射
（1）对流层及其影响 对流层与地面接触并从地面得到辐射热能，其温度 随高度的上升而降低，GPS信号通过对流层时，也使传 播的路径发生弯曲，从而使测量距离产生偏差，这种 现象叫做对流层折射。 （2）对流层折射的改正模型 1）霍普菲尔德（Hopfield）公式 2）萨斯塔莫宁（Saastamoinen）公式 3）勃兰克（Black）公式
2载波相位测量中的多路径误差多路径误差示意图消弱多路径误差的方法1选择合适的站址a测站应远离大面积平静地水面b测站不宜选择在山坡山谷和盆地中c测站应离开高层建筑物b接收机天线对于极化特性不同的反射信号应该有较强的抑制作用
第四章 GPS定位的误差及消除
1 GPS测量误差的来源及分类 GPS测量是通过地面接收机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。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 效应等地影响。
第二节 与卫星有关的误差
1 卫星星历误差 由星历所给出的卫星的空间位置与实际位置之差称为 卫星星历误差，即为星历精度。 （1）星历精度 1）广播星历（预报星历） 精度为20-30m。 2）精密星历（后处理星历） 1d解的精度为15-30cm，7d解的精度为5-15cm， 13d解的精度为3-5cm。
GPS测量的误差来源及其消除方法
GPS测量的误差来源及其消除方法GPS（Global Positioning System）是一种全球定位技术，通过接收卫星信号来确定地理位置的方法。
然而，在实际应用中，我们经常会遇到GPS测量的误差。
这些误差来自于不同的因素，包括大气层延迟、多径效应、钟差等。
为了提高GPS测量的准确性，我们可以采取一些方法来消除这些误差。
首先，我们来看看大气层延迟。
大气层延迟是由于GPS信号在穿越大气层时，受到大气分子的散射和折射影响而产生的延迟。
这种延迟会导致测量结果有一定误差。
为了消除大气层延迟的影响，科学家们发展出了一种称为差分GPS的方法。
差分GPS通过同时观测一个已知位置的基准站和待测站点的GPS信号，利用两者之间的差异来消除大气层延迟的影响。
这种方法可以有效提高GPS测量的准确性。
除了大气层延迟，多径效应也是导致GPS测量误差的重要因素之一。
多径效应是指GPS信号在传播过程中，经过物体的反射导致多个信号到达接收器，使接收器无法准确确定信号的传播路径。
为了克服多径效应，信号处理技术被广泛应用于GPS测量中。
这些技术包括滤波算法、波束形成和合成孔径雷达等。
通过这些技术的应用，可以有效地减小多径效应对GPS测量的影响，提高定位的准确性。
此外，钟差也是导致GPS测量误差的一个重要因素。
GPS系统中的卫星钟的时间并非完全精确，存在着一定的误差。
这种误差会导致卫星信号的传播时间不准确，进而影响到GPS测量的准确性。
为了消除钟差的影响，常用的方法是使用差分测量技术。
差分测量技术通过同时测量一个已知位置的基准站和待测站点的GPS信号，并对两者的测量结果进行差分处理，从而消除钟差的影响。
除了上述方法，还有其他一些方法可以用来消除GPS测量的误差。
例如，通过增加观测站点的数量来提高测量的准确性。
多个观测站点可以提供更多的测量数据，从而减小误差的影响。
此外，改进GPS接收器的硬件和软件也可以有效提高测量的准确性。
改进后的接收器可以提供更准确的测量结果，并且具有更强的抗干扰能力。
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性讲 都 比偶 然 误 差要 大 的多 ， 是 Ｇ Ｓ定 位 的 主要 它 Ｐ
误差 源 。同时 系 统 误 差有 一定 的规 律 可 循 ， 以 建 可
接 收机钟 差可 通过 观测 值求 差 的方法 消除 。
（ ） 星 星 历 误 差 ２卫
立模 型或 是 在 观 测 站 和 卫 星 间 进 行 同 步 观 测 量 求
离 。由此 可 见 ， Ｐ Ｇ Ｓ测 量 的精 度 与 时 钟 误 差 密 切相
传送来 的信 息 ， 根 据 地 面 接 收 机接 收 到 的卫 星信 并
号来确 定地 面点 的三 维大地 坐标 。影 响 Ｇ Ｓ定 位精 Ｐ
度 和可 靠性 的误 差 因素很多 ， 主要 来源 于 Ｇ Ｓ卫星 、 Ｐ 卫星 信号 的传播 过程 和地 面 Ｇ Ｓ接收设 备 。而 在 高 Ｐ 精度 的 Ｇ Ｓ定位 中 ， 要 应 该 注 意到 与 地 球 整体 运 Ｐ 还 动有 关 的地 球潮 汐 、 荷潮 和相对 论效 应等 的影 响 。 负 影响 Ｇ Ｓ定 位精 度 和 可 靠性 的 因素 很 多 ， 误 Ｐ 按
ＭＩ ＮＥ ＵＲＶＥＹＩ Ｓ ＮＧ
ＮＯ ２ ．
Ｊｎ ０ ｕ ．２ ０７
Ｇ Ｓ定 位 中的误差 源及 消 弱 措施 Ｐ
满树徐
（ 河北 省第二 测绘 院 ， 河北 石 家庄
００３ ） ５ ０ １
摘要：Ｐ Ｇ Ｓ卫 星定位技 术 已在 众 多领 域得 到 广 泛 应 用 ， 响 Ｇ Ｓ定 位精 度 和 可 靠性 的 因素很 多 ． 影 Ｐ 文
差性 质可分 为 系统误 差和 偶然 误 差 。系统 误 差 主要 包括 星历误 差 、 卫星钟 差 、 收 机钟 差 和 大气 折 射误 接
关 。一般 Ｇ Ｓ接 收机所 用 的石英 晶 体震 荡 器 的 日稳 Ｐ
定性优 于 １ ～， Ｐ 卫 星上安装 的高 稳定 性 的原子钟 ０ ＧＳ （ 铷钟或 铯钟 ） 其 日稳 定性 均优 于 １ ’ ， ０ 。对 于 卫 星 钟差可通过 连续监测 精确 测定 其运 行状 态参 数 ． 减 来 弱卫星钟差对 Ｇ Ｓ定位 的影 响 ， Ｐ 而对 于大地 测量来 讲 尚需通过相 对定位数学模 型来进一 步消除 。 接收 机 钟 差 一 般 用 伪 距 单 点 定 位 确 定 或 从
3结语随着现今信息化数字化的快速发展gps卫星定位技术的应用也会越来越广泛对gps卫星定位精度的要求会越来越高所以对各种影响gps定位精度误差进行更深入的研究总结出更好的方法对今后gps定位的发展将具有深远的意义
维普资讯
第 ２期
２０ ０ ７年 ６ 月
矿 山 测 量
差， 来减 弱或 消除系统 误差 的影 响 。 ２ Ｇ Ｓ定位 中的误差 源及 消弱措 施 Ｐ
卫 星星历 误差 是指 卫星 星历 给 出 的卫 星空 间 位 置 与卫 星实 际 位 置 间 的偏 差 ． 卫 星 空 间 位 置 是 由 而
地 面监 控系 统 根 据 卫 星 测 轨结 果 计 算 求 得 的 ， 以 所
方法 ； 还可 以建 立 Ｇ Ｓ卫 星 跟 踪 网 ， 行 独 立 定 轨 ； Ｐ 进
或在平 差模 型 中把卫 星 星历 给 出的 卫 星轨 道 作 为初 始值 ， 视其 改正 数 为未知 数 ， 过 平 差 同 时求得 测 站 通
位 置及卫 星轨道 的改正数 ， 消 除 、 弱 星历 பைடு நூலகம் 差 的 来 消 影 响 ． 而获得 高精 度 的定位 结果 。 从
（ ） 道 误 差 ３轨
５１
具体地说 ． 主要 系统 误 差 的 现今 处 理对 策 如 各
下：
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中主要 介 绍在 Ｇ Ｓ定位 中各 种误 差 来源 以及 现如 今所 采取 的 消弱措施 。 Ｐ
关 健 词 ：Ｇ Ｓ Ｐ ；定 位 ； 差 ；消 除 ；消 弱 误
中图分 类号 ：２ ８ ３ Ｐ ２ ．
文献标 识码 ： Ｂ
文章 编号 ：０ １— ５ Ｘ（ ０ ７ ０ ０ ５ — ３ １０ ３ ８ ２ ０ ） ２— ０ １ ０
１ 前 言
（ ） 差 １钟
由于卫星 的空 间位 置是 随时 间变化 的 ． 以 Ｇ Ｓ 所 Ｐ
Ｇ Ｓ定位 是通过 地 面上 的 Ｇ Ｓ接收 机接 收 卫 星 Ｐ Ｐ
定位是 以精 密 测 时 为基 础 的 。信 号 由卫 星 到达 地 面 的传播时 间乘 以光 速就 等 于 测站 和 卫 星 间 的几 何 距
减弱 或消 除系统误 差 的影 响。 ｄ ．简单 的忽略 某些 难 以解决 的系统 误 差 （ 多 如 路径 误差 ） 的影 响 。
相 关性 ， 以在 Ｇ Ｓ相对定 位 中 ， 以利 用两 个相 邻 所 Ｐ 可 测站上 星历 误 差 的相 关 性 ． 用 相 位 观 测 法 求 差 的 采
在 Ｇ Ｓ定 位 中 ， 据 其 误 差 产生 原 因而 采 取 相 Ｐ 根
应措 施 ， 以消弱 Ｇ Ｓ误 差对 定位 成果 的影 响 ， 般 可 Ｐ 一 包 括方 法 ：
ａ ．引入 响应 的未 知 参 数 ． 数据 处 理 中联 同其 在 它 未知 参数一 并解 算 。 ｂ ．建 立 系统 误 差模 型 ， 观测量 加 以修正 。 对 ｃ ．在观 测站 和 卫 星 间进 行 同 步观 测 量 求 差 ， 以
差等 ； 偶然 误 差 主 要包 括 信 号 的多 路 径 效 应 。其 中
系统 误差无 论从 误差 的大 小还 是对 定 位结 果 的危 害
Ｒ Ｎ Ｘ观测 文件 中 获 取 ， 而 对 历 元 时 标 或 观 测值 ＩＥ 进
进行 改 正 ； 在相 对定 位 中 ， 修正 后 的卫 星钟 残 差 和 经
又 称为 卫星轨 道误 差 。 由于卫 星在 运 行 过程 中受 到 多 种摄 动力 的 复 杂 影 响 ． 地 面 监 控 系 统 很 难 测 定 而 和掌握 这些 摄 动 力 的 影 响 规 律 ． 因此 估 算 和 处 理 卫 星星历 误差 一般 比较 困难 。
由 于 在 某 一 时 间 段 内 ． 星 星 历 误 差 有 很 强 的 卫