基于VRS的GPS测量误差分析
GPS测量的误差及精度控要点
GPS测量的误差及精度控要点
一、GPS测量的原理
全球定位系统(GPS)是一种无线电定位系统,它可以根据三个或更
多个卫星发出的载波信号来确定位置、速度和时间,以计算空间位置。
GPS系统的运作是基于时间分割和三角测量原理,时间分割涉及一个时间
原点,这是GPS卫星定位系统的核心。
GPS时间分割性可以用一个想象的
水平面展示,每个GPS卫星发出的载波信号都是一个时间原点,其准确程
度可以毫秒为单位的测量。
三角测量原理是建立在空间三角形的基础上的,通过测量同一位置的三个卫星之间的距离和角度就可以确定该位置的空间
位置。
二、GPS测量的误差及精度控制要点
1、GPS接收机的误差控制
GPS接收机是GPS测量的重要组成部分,其性能直接影响GPS测量的
精度。
GPS接收机的性能主要取决于其接收机的型号,接收机的型号和设
计会影响GPS信号的接收精度和反应速度,GPS接收机的精度控制要点是:(1)采用先进的GPS接收机,具有良好的可靠性和高精度。
(2)全面测试GPS接收机的接收精度。
GPS测量的误差来源及其影响解析
GPS测量的误差来源及其影响解析首先,卫星系统误差是由于GPS卫星系统本身存在的误差引起的。
这些误差主要包括星历误差、钟差误差和轨道偏移误差等。
星历误差是由于卫星轨道位置和速度参数的不准确性引起的,会导致卫星位置计算的误差。
钟差误差是由于卫星钟的不稳定性引起的,会导致卫星时间计算的误差。
轨道偏移误差是由于卫星轨道本身存在的变化引起的,会导致卫星位置计算的误差。
这些卫星系统误差会影响到GPS定位的准确性和精度。
接收机误差是由于GPS接收机自身存在的误差引起的。
这些误差主要包括接收机电路噪声、时钟稳定性、多径干扰等。
接收机电路噪声会影响到接收机对GPS信号的接收和处理过程,从而影响到定位的精度。
时钟稳定性误差是由于接收机内部时钟不稳定引起的,会导致定位结果的时钟误差。
多径干扰误差是由于信号在传播过程中经过反射、散射等现象引起的,会导致接收机接收到的信号中出现额外的信号路径,从而影响到定位的准确性。
大气误差是由于GPS信号在大气中的传播过程中受大气密度、湿度、折射等因素的影响引起的。
大气误差主要包括对流层延迟和电离层延迟两部分。
对流层延迟是由于大气密度的变化引起的,会导致GPS信号传输的时间延迟。
电离层延迟是由于电离层中电子密度的变化引起的,同样会导致GPS信号传输的时间延迟。
这些大气误差会导致定位的误差,尤其在高纬度地区或者大气环境变化较大的地方影响更加明显。
多径效应误差是由于GPS信号在传播过程中与地面或建筑物等物体发生反射,从而导致额外的信号路径引起的。
这些额外的信号路径会导致接收机接收到的信号中出现多个不同的信号,从而影响到定位的准确性和精度。
钟差误差是由于GPS卫星钟本身存在的不准确性引起的。
由于卫星钟的不稳定性,会导致卫星发射的信号中存在时间偏差,从而影响到定位的准确性。
信号传输延迟误差是由于GPS信号在传输过程中受到信号传输速度的影响引起的。
由于信号传输速度不是无限大,会导致GPS信号传输的时间延迟,从而影响到定位的准确性。
GPS测量误差分析
GPS测量误差分析
GPS测量误差是指定位技术(如GPS)在定位运算过程中可能产生的误差。
GPS定位精度通常由两类误差来评估:随机误差和系统误差。
随机误差是GPS定位运算中的一个不可避免的误差,此类误差受很多因素的影响,它包括接收机错误、卫星接收机失准和空间不确定性等。
此外,GPS 测量误差还包括由外部影响因素引起的系统误差,如由于大气折衰和大气延迟等原因,GPS定位测量结果的准确度会受到影响。
测量误差可以通过几何学方法进行分析。
(1)精度分析:定位的精度是衡量GPS定位效果的重要指标,它取决于卫星视锥夹角、接收机失准和其他测量误差。
通常情况下,小的视锥夹角表示较高的定位精度。
此外,GPS定位精度还受到接收机失准以及天线高度等因素的影响。
(2)准确度分析:GPS定位结果准确度受到来自外部环境的影响,如外部电磁存在环境、电磁传播性以及天空中折射等。
定位准确度也受到接收机操作模式的影响,如由接收机模式引起的位置偏移和轨迹偏移等。
(3)稳定性分析:GPS测量稳定性很重要,它必须稳定才能提供准确的定位。
稳定性取决于GPS接收机的启动时间、卫星跟踪数量以及可能的大气折衰等。
基于VRS的GPS实时差分研究及测试
中 图 分 类 号 : 66 1 U 6 . 文 献 标 识 码 : A
Re e r h a d T s n fGPS Re l m e Ki e a cBa e n VRS sa c n et go i a Ti n m t s d o i
m t R K) T ep m r r c l a ds u tr o R s m i it d cd w i ea vnae f R / T ai T . h r ayp n i en rcue f Ss t r u e , hl t da t s S R K c( i i p t V y e sn o eh g oV
维普资讯
第 2 卷 第 6期 0
20 0 6年 1 2月
电子测量与仪器学报
J RN L OF E EC RO C OU A L T NI
ME S A URE ME ND NS RU NT A I T ME NT
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a e d s ly d n t e p p r e e r rit r o ae t o sa o td t ac lt i u b e v t n d t f i r i a e .I a e ,A n w ro — e p lt d me d i d pe c u ae vr a o s r ai a ao r p h n h o l t l o v -
s n mo u e i d sg e o lk n fGP e ev rS a VR / T c n b e i d i o — RS GP e ev r i d l s e in d f ra i d o S r c i e O t t o l h S R K a e ra z N n V S r c ie . l e n T s n e ut e n tae h tt e VRS R K o e s b t r a d mo e e e o i o i g p e i o a r d t n e t g r s l d mo s t d t a i s r h / T f r et r v n p st n n r c s n t n t i o a e n i i h a i l
GPS在测量过程中定位的误差分析
GPS在测量过程中定位的误差分析摘要:GPS卫星定位测量是研究运用GPS系统解决大地测量问题的一项空间技术。
伴随着全球卫星定位系统(GPS)技术的迅速发展,GPS定位技术被广泛运用到现代绘测当中。
它的出现为工程放样、地形测图,多种掌控测量创造了新的方向,极大的提升了外业工作的效率。
但尽管GPS已成为高精度的导航定位系统,但它仍存在一些定位误差。
GPS 系统的定位误差直接影响着GPS定位精度,本文对其产生的来源和性质进行了初步分析。
关键词:误差精度信号GPS定位误差按其产生来源可分为3大部分:1.GPS信号的自身误差,包括轨道误差和SA干扰误差影响;2.GPS信号的传输误差,包括电离层折射,对流层折射,多路径效应和由它们影响或其他原因产生的周跳;3.GPS接收机的误差,主要包括钟误差,接收机的位置误差,接收机天线相位中心偏差等;一,星历误差和SA干扰误差1.星历误差:卫星星历误差又等效为伪距误差。
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。
目前,GPS卫星轨道误差的等效伪距误差为4.2m。
美国的SA政策和AS政策人为地使导航定位的精度降低,点位误差有时达到100m。
短基线测量可以消除SA影响。
动态测量解决SA影响的途径是实时差分定位,即在已知坐标点上布设基准点,通过基准站取得误差校正值,通过数据链实时传给导航定位的移动站,从而消除SA影响及两站的各种共同的误差,提高了移动站的导航定位精度。
2.SA干扰误差:SA误差是美国军方为了限制非特许用户利用GPS进行高精度点定位而采用的降低系统精度的政策,简称SA政策,它包括降低广播星历精度的ε技术和在卫星基本频率上附加一随机抖动的δ技术。
实施SA技术后,SA误差已经成为影响GPS定位误差的最主要因素。
二,GPS信号的传输误差1.电离层折射:在地球上空距地面50~100 km 之间的电离层中,气体分子受到太阳等天体各种射线辐射产生强烈电离,形成大量的自由电子和正离子。
浅析GPS测量与误差分析
浅析GPS测量与误差分析摘要:本文探讨了GPS测量方法与数据处理,并重点分析了GPS 测量的误差。
为更好地利用GPS测量技术提供了相关理论基础。
关键词:GPS测量误差分析数据处理引言全球定位系统又被称为GPS,通过地球上的接收机,GPS测量可以接收人造卫星发出的电波,并加以分析,测量出该地的三维坐标值。
由于其具有着快速、高精度及全天候等常规测量不具有的优点,而深受喜爱。
它在测绘中的应用包括地震预测、地图测绘、建立和测定大地控制网点等。
1 GPS测量方法GPS测量主要分为实时动态测量、相对定位及单点定位。
1.1 单点定位相对于实时动态测量与相对定位,单点定位比较简单,它与四点距离交会相似。
如果需要求一个点的三维坐标数据,可以利用三颗卫星发出的电波,若接收机的计时误差需要修正,应增加观测信号[1]。
一般情况下,单点定位应能接收四科卫星的信号。
然而由于只用一台接收机与天线求三维坐标值,定点精度比较差,测量误差通常在几十米。
所以,测量定位通常不能用单点定位。
1.2 相对定位1.2.1 动态测量在测量区选定一个基准点,设置天线与接收机在已知点上作为固定基准点,跟踪可见卫星,并将另一台流动接收机置于未知的观测点上,在对所测卫星跟踪而不失锁的情况下,使接收机可以在各观测点上观测数秒钟,这种测量方法就是动态测量。
与静态测量相比,动态测量虽然能够高效测量多个未知点,但其精度不理想。
1.2.2 快速静态测量这种测量方法是在观测中选定一个基准站使一台接收机在已知控制点的基准站上不动,另几台接收机移动到各待定点,并观测数分钟,然后,再移至下点作出类似观测[2]。
1.2.3 静态测量这种测量方法是以两台以上的天线和接收机放置在数条基线的两端测站点上,同步观测卫星。
观测数据经计算程序处理后,求得各观测站点的坐标值。
这种测量方法的精度较高。
可以用于一些精度要求较高的控制测量、工程测量中。
1.3 实时动态测量1.3.1 快速静态测量在每一用户上,GPS接收机静止地观测,同时利用接收的基准站观测数据,实时地解算用户测点与整周未知数的坐标值。
基于多基站网络的VRS技术及其系统误差分析
基于多基站网络的VRS技术及其系统误差分析摘要:VRS虚拟参考站技术用过多基站网络来实现GPS载波相位差分定位,其高精度的测量优势非常适合应用于厘米级实时导航定位中。
对系统的误差源进行分析十分有利于发展VRS技术的研究,文中通过多参考站技术和虚拟参考站技术进行了详细的阐述,在此基础之上对电离层误差、对流层误差、轨道误差以及多路径效应等误差进行了系统误差分析并得出相应的结论。
关键字VRS 多基站误差分析1前言常规的GPS测量方法,如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,它采用了载波相位动态实时差分(Real - time kinematic)方法,是GPS应用的重大里程碑,它的出现为工程放样、地形测图,各种控制测量带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
高精度的GPS测量必须采用载波相位观测值,RTK 定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术,它能够实时地提供测站点在指定坐标系中的三维定位结果,并达到厘米级精度。
在RTK作业模式下,基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。
流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据,还要采集GPS观测数据,并在系统内组成差分观测值进行实时处理,同时给出厘米级定位结果,历时不到一秒钟。
流动站可处于静止状态,也可处于运动状态;可在固定点上先进行初始化后再进入动态作业,也可在动态条件下直接开机,并在动态环境下完成周模糊度的搜索求解。
每个历元都在解固定整周末知数后可进行实时的处理,在保持具有四颗卫星以上的相位观测值进行跟踪及必要的几何图形,这样流动站就可以实时的给出厘米级的定位数据。
RTK的关键技术在于数据处理技术和数据传输技术,在进行RTK的定位时,其要求基准站接收机实时地把观测数据包括伪距观测值以及相位观测值和已知数据发送到流动站的接收机进行接受,其发送数据量非常庞大,通常都要求在9600波特率以上,这样的传输速率在无线电上很容易实现。
GPS测量误差因素分析与消除措施
GPS测量误差因素分析与消除措施摘要:GPS测量出现误差是在工程中容易出现的现象,造成误差的因素有很多,如何消除测量误差,得到精准、稳定的测量结果,是本文研究的重点。
关键词:GPS、RTK测量、误差因素、消除措施随着社会科技的发展,GPS-RTK测量技术在地形测量、工程测量等专业测量中的应用越来越广泛,下面是我在GPS-RTK测量工作中对测量误差因素的产生及消除措施的一点心得体会。
一、GPS-RTK测量误差的因素分析1、转换参数造成的误差由于GPS测量采用WGS- 84坐标系统, 而我国目前所采用的坐标系统为1954北京坐标系(或1980国家大地坐标系统等) , 所以GPS-RTK测量时必须先求转换参数, 以便将WGS-84坐标转换到1954北京坐标系、1980国家大地坐标系等。
转换参数的求解是RTK测量的基础, 转换参数的精确程度是影响RTK测量精度的关键因素。
2、测量作业的控制区域测量作业范围受转换控制点的约束。
一般应在转换控制点的控制圆区域内作业, 超过一定范围, 测量精度就大受影响。
3、卫星信号的影响由于卫星分布随着时间的变化而变化, 不同时段卫星数量和位置都不同。
在卫星数量较多和位置图形较佳时, 天线接收的信号较好,初始化时间就短, 精度较好; 反之, 在卫星数量较少和位置较差时, 虽然天空中有五颗甚至五颗以上的卫星, 但因为基准站和流动站没有能同时接收到足够的卫星信号, 使初始化时间很长, 测量精度很差, 甚至不能解算出固定解。
同时, 由于基准站或流动站选择的位置不当, 还会产生部分卫星信号被高楼等建筑阻挡, 出现卫星数量不足; 或卫星信号被周围物体反射再接收而产生“多路径效应”, 使测量出现错误。
另外, 卫星信号还会由于电离层、对流层影响, 其他莫名的遮蔽、中断等原因而产生失锁和整体移位、数据出错现象。
二、消除GPS RTK测量误差的措施1、转换参数的合理求解一般转换参数求解时,尽量用高等级的控制点作为转换控制点,且转换控制点尽量分布均匀、包含整个测区。
GPS测量的误差分析
GPS测量的误差分析
首先,GPS信号在传播过程中受到大气层的影响。
大气层中的水汽和
电离层对GPS信号的传播速度和方向产生影响,导致信号的传播路径发生
偏折,从而引入了测量误差。
特别是在电离层异常活跃的时期,GPS测量
误差会加大。
其次,地球表面的地形和建筑物也会对GPS测量产生影响。
在城市密
集区域,高楼大厦和其他建筑物会阻挡或反射GPS信号,导致接收器接收
到多个反射信号,引入多径效应。
多径效应可以导致接收器在测量位置时
产生距离和方向的误差。
另外,接收器的性能也可能影响GPS测量的准确性。
接收器的灵敏度、多路径抑制能力和时钟精度等因素会影响接收到的GPS信号质量以及位置
测量的精度。
低质量的接收器可能会引入更多的误差。
为了减小GPS测量误差,可以采取一些措施。
其中之一是增加接收器
接收到的卫星数目。
通过接收到多个卫星的信号,可以使用差分GPS技术
来消除卫星钟差、大气延迟以及接收器时钟误差等误差,从而提高测量的
精度。
此外,使用更高精度的接收器和天线,以及选择开阔的地勘环境,
也可以减小误差。
GPS测绘技术中常见误差的分析与解决方法
GPS测绘技术中常见误差的分析与解决方法GPS测绘技术在现代测绘领域中起着至关重要的作用。
然而,由于各种因素的干扰,GPS测绘结果常常存在一定的误差。
本文将对GPS测绘中常见的误差进行分析,并提出相应的解决方法。
首先,我们来分析GPS测绘中的观测误差。
在实际测量中,由于大气条件、卫星位置等因素的变化,GPS接收器接收到的信号会发生多次反射,导致信号延时,从而引起测量结果的偏差。
此外,卫星轨道的误差和接收机钟差也会对测量结果产生影响。
为了减小这些误差,可以采用差分GPS测量技术,通过与一个已知位置的基准站的接收器接收到的信号进行比较,可以减小信号传播时延引起的误差。
接下来,我们来探讨GPS测绘中的几何误差。
几何误差是由于卫星几何位置与待测点位置之间的差异造成的。
例如,当卫星位于待测点上方的时候,测量结果会产生正向的偏差;而当卫星位于待测点下方的时候,测量结果会产生负向的偏差。
为了解决几何误差,可以采用多基线技术,通过同时观测多个基准站得到的测量结果进行平均,可以减小几何误差的影响。
除了观测误差和几何误差外,GPS测绘中还存在信号多径效应。
信号多径效应是由于信号在传播过程中遇到建筑物、树木等障碍物反射产生干扰,从而导致测量结果产生误差。
为了减小信号多径效应,可以采用天线改正技术和信号过滤技术。
天线改正技术通过改变接收天线的高度和姿态,从而减小信号的反射;而信号过滤技术通过滤波器将多余的信号滤除,从而减小干扰。
此外,GPS测绘中常见的误差还包括系统误差和人为误差。
系统误差是由于GPS系统的不完善造成的,在实际测量过程中难以避免。
为了解决系统误差,可以采用精密测量仪器和定期校正的方法。
人为误差则是由于操作人员的技术水平和操作规范不符合要求所引起的。
为了减小人为误差,可以采用培训操作人员和严格执行操作规范的方式。
总结来说,GPS测绘技术中常见的误差包括观测误差、几何误差、信号多径效应、系统误差和人为误差。
虚拟参考站(VRS)系统的定位精度分析
虚拟参考站(VRS )系统的定位精度分析摘要:基于拓展VRS 系统应用领域的需求,本文介绍了VRS 系统定位中的主要误差源及其对定位精度的影响程度,推导了基于综合误差内插算法的VRS 数学模型,从理论上对VRS 快速动态定位和差分事后处理获得的点位坐标精度进行了估算。
从而为深入研究VRS 系统提供一些理论上的参考,为系统在高精度要求的测绘工程项目上的应用提供可行性依据,拓展了系统的应用空间。
关键词:VRS ;电离层延迟;对流层延迟;残差;综合误差内插法 引言建立在连续运行参考站网络基础上的VRS 系统,是网络RTK (又称多基准站RTK )服务系统,也是综合利用了测码伪距和载波相位差分定位的广域差分定位系统,其主要采用的是GPS 相对定位测量模式。
VRS 技术主要有两方面的应用,一是快速动态定位,可用于车辆导航与监控定位用户(米级)、测绘工程施工、测图及地理信息系统更新用户(厘米、分米级)等。
国外大量的试验结果均已证明[1],VRS 技术在中距离基线网可以达到3-5cm 的水平精度,5cm 的高程精度,且初始化时间小于2分钟。
二是差分事后处理,可用于如测绘控制、形变监测、水利、地震等的防灾减灾、气象预报等高精度需求的用户,但定位精度问题仍然是大多数用户有所质疑的。
本文在收集和总结相关学者对于VRS 误差分析的基础上,从理论上对VRS 快速动态定位和差分事后处理获得的点位坐标精度进行了估算,为VRS 系统的应用运行提供一些技术参考。
1 VRS 技术VRS 系统主要由基准站网络子系统、数据处理中心子系统、数据通讯子系统和用户应用子系统四部分组成。
其定位原理是:控制中心实时接收网络内各参考站观测数据和流动站的概略坐标,并根据该概略坐标选择附近几个位置比较好的基准站信息,然后在该坐标处生成一个虚拟参考站,并对该虚拟参考站位置的对流层延迟、电离层延迟等空间距离相关误差进行建模,生成VRS 虚拟观测值,再将标准原始观测值或者改正数发送给流动站,实现高精度实时定位。
浅谈VRS在城市测量中应用及常见问题分析
浅谈VRS在城市测量中应用及常见问题分析摘要:通过减少或消除参考站数据中的系统误差,大幅度提高了GPS定位的精度和稳定性。
本文对VRS系统的原理进行了详细分析,简要介绍了其在城市测量中的应用,同时对该技术应用中的常见问题进行了分析。
关键词:VRS;RTK;城市测量;问题分析Abstract: How to reduce or eliminate the reference data system error of the station, the GPS greatly improve the accuracy and stability. In this paper the principle of VRS system are analyzed in detail, briefly introduces the measurement in the city, and the application of this technology in the applications of common problems are analyzed.Key Words: VRS; RTK; city measurement; problems analysisVRS(virtual reference station)即虚拟基站技术,是现有网络RTK技术的代表。
随着全球定位系统GPS的广泛应用,以及人们需求的提升,各种高精度的GPS定位法相继产生。
,目前最常用的GPS测量法是RTK(Real-time kinematic)即实时动态差分法。
传统的RTK技术存在着诸如用户需要架设本地参考站、误差随距离增长、移动用户和参考站距离短(<15km)以及可靠性和可行性会随着距离的增加而降低等缺点,因而在应用中受到了很大限制。
为了克服以上的缺点,VRS技术应运而生,大大拓宽了RTK的作业范围,使得GPS的应用更为广泛。
基于GPS的测绘技术的使用和误差分析
基于GPS的测绘技术的使用和误差分析引言在现代社会中,地理信息系统(GIS)和测绘技术被广泛应用于测量和定位。
全球定位系统(GPS)是一种基于卫星的定位技术,它能够提供高度准确的地理位置信息。
本文将探讨GPS测绘技术的使用及误差分析。
GPS测绘技术的使用GPS测绘技术利用卫星接收器和地面测量仪器来获取地理位置信息。
通过接收卫星信号,GPS设备可以计算出接收器所在位置的经度、纬度和海拔高度。
GPS设备的使用范围广泛,从个人导航到土地测量和城市规划等领域。
在土地测量方面,GPS能够提供高精度和高效率的测量结果。
传统的测绘方法需要大量的人力和时间,而GPS测绘技术能够准确测量地表特征,如地形、土地使用和海拔高度。
这使得土地测量变得更加精准和可靠。
GPS在城市规划中也发挥着重要作用。
通过获取精确的地理位置信息,城市规划师可以更好地了解城市中不同地区的土地利用状况。
这有助于规划师进行更准确的城市设计和土地分配,以满足人们对不同城市功能的需求。
误差分析尽管GPS测绘技术在提供准确位置信息方面非常出色,但仍存在一定的误差。
这些误差可能来自多个因素,包括信号干扰、大气层的影响以及接收器本身的误差。
首先,信号干扰可能会导致GPS测量结果的误差。
在城市环境中,高楼大厦和树木等建筑物可能阻挡GPS信号的传播,从而影响到测量结果的准确性。
此外,人造干扰源,如电力线和射频干扰设备,也可能对GPS测量结果产生干扰。
其次,大气层的影响也是GPS测量误差的一个重要因素。
大气层中的水汽和电离层可能会导致信号传播的延迟和折射,从而影响到测量结果的精确性。
当GPS信号通过大气层时,其中的电离层层析可能会引起信号散射和信号传播路径的改变。
此外,接收器本身的误差也是导致GPS测量误差的原因之一。
GPS接收器的质量和精度可能会有所不同,而精度较低的接收器可能会引入额外的误差。
因此,在进行GPS测量时,选择高质量的接收器非常重要,以减小误差的影响。
基于对GPS系统定位误差的分析
基于对GPS系统定位误差的分析摘要:GPS系统的定位误差直接影响着测量的精度,本文对系统本身和外在因素的影响进行了初步的分析,并提出了有效的措施削弱甚至消除这些因素对测量结果的影响。
关键词:GPS误差相位接收机精度卫星星历电离层对流层一、GPS 定位技术“卫星测时测距导航/全球定位系统”,简称GPS系统。
它是以卫星为基础的无线电导航定位系统。
能为各类用户提供精密的三维位置、三维速度、导航数据,精确的卫星时间基准等等信息。
GPS测量通过接收卫星发射的信号并进行数据处理,从而求定测量点的空间位置。
由于GPS技术所具有的全天候、高精度和自动测量的特点,作为先进的测量手段和新的生产力,已经融入了国民经济建设、国防建设和社会发展的各个应用领域。
二、GPS 定位的误差分析GPS 测量是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息,计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离,采用空间距离后方交会方法,来确定地面点的三维坐标。
因此,对于GPS卫星、传播途径和地面接收设备以及人为因素都会对测量的结果产生误差。
1、与GPS卫星有关的因素(1)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。
星历误差是GPS 测量的重要误差来源.(2)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标准时间之间的误差。
为了保证时钟的精度,GPS卫星均采用高精度的原子钟,但它们与GPS标准时之间的偏差和漂移和漂移总量仍在0.1ms~1ms以内,由此引起的等效误差将达到30km~300km 。
这是一个系统误差必须加于修正。
(3)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.与传播途径有关的因素(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。
基于VRS的GPS伪距码的虚拟与精度分析
基于VRS的GPS伪距码的虚拟与精度分析
基于VRS的GPS伪距码的虚拟与精度分析
VRS有效地克服了常规RTK存在的缺陷,具有广阔的市场应用前景.在简单介绍VRS系统组成和基本原理的基础上,着重讨论VRS中伪距码虚拟的数学模型,并在VC++6.0中实现了相应的程序.同时,利用实测数据对网内单站和多站模拟数据以及网内和网外模拟数据的精度进行实验分析,最后通过误差公式的推导来进一步分析测试结果,从而证明伪距虚拟数学模型的正确性.
作者:彭慧高成发喻国荣 PENG Hui GAO Cheng-fa YU Guo-rong 作者单位:彭慧,喻国荣,PENG Hui,YU Guo-rong(东南大学,交通学院,江苏,南京,210096;东南大学,伽利略系统欧亚(中国)教育与应用研究中心,江苏,南京,210096)
高成发,GAO Cheng-fa(东南大学,交通学院,江苏,南京,210096) 刊名:测绘通报ISTIC PKU英文刊名:BULLETIN OF SURVEYING AND MAPPING 年,卷(期):2007 ""(6) 分类号:P228.4 关键词:GPS VRS 伪距码虚拟精度。
GPS测量的误差分析与探讨
GPS测量的误差分析与探讨摘要目前,GPS控制测量中的应用十分广泛。
本文从介绍GPS定位系统的特点出发,进而分析了GPS测量的主要误差,有助于尽可能做到在满足工程需要的前提下,节省人力物力。
关键词GPS测量;控制测量;误差分析;误差影响因素0 引言全球卫星导航定位(GPS)是继互联网、移动通信之后,人类进入信息化社会的又一次影响深远的信息技术革命。
互联网、移动通信、卫星定位已经成为信息社会的三大支柱产业。
GPS技术作为一项20世纪的高新技术,目前已在许多领域得到广泛应用,尤其是在控制测量中的应用,改变了传统的测量作业工作方式,提高了工作效率,也带来了可观的经济效益。
为充分发挥GPS技术的优越性,更好地适应各个领域的需要,我们必须在实践中不断总结经验,不断探讨问题[1,2]。
本文主要就GPS测测量的误差分析相关问题进行一些探讨。
1 与卫星有关的误差1.1 卫星钟差GPS测量实际上是,通过测定信号从GPS卫星传播到接收机的时间差来确定距离,进而计算位置。
因此,GPS卫星钟的稳定度就十分重要,测得的时间差的1ms 误差,对应300km的测距误差。
虽然GPS卫星采用了高精度的铯或铷原子钟,其稳定度达到l00m的精度,但是不可避免的还存在误差。
对于卫星钟差,可通过接受卫星导航电文,采用GPS地面监控系统提供的改正模型,计算改正数,经过改正后,卫星钟可达到20ns的精度,即对应6m的距离误差。
在GPS差分定位中,卫星钟差可通过在卫星之间求差,消除其对测量结果的影响。
1.2 卫星轨道误差卫星轨道误差就是计算的卫星位置的误差。
由于卫星运动中受多种摄动力影响,卫星的运行轨道极为复杂,精确测定各种摄动力,准确预报卫星轨道是十分困难的,目前,通过广播星历计算的卫星位置精度可达到5~10m。
卫星轨道的误差可通过差分计算得到有效的消弱,差分之后,卫星位置误差△s与基线长度误差△b的关系可粗略的简化为:,其中,b为基线长度,ρ为卫星到接收机的距离,即当基线长度为25km,卫星位置误差为10m时,基线的误差大约为lcm。
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GP S定 位 系统通 过地 面 监控 站 对 卫星 的监 测 ,
测 试 卫 星 钟 的 偏 差 , 二 项 式 模 拟 卫 星 钟 的 变 用
化, : 即 .
一 n o十 以 ( 一 te 】 £ o )十 n ( 一 te 。 2 £ o ) ( —2 1 )
马运龙, 丁冬华
( 江苏省测绘工程 院, 江苏 南京 20 1 ) 10 3 摘 要 系统误差 包括卫星轨道误差、 星钟差 、 收机钟 差及 大气折 射误差等 。是 GP 卫 接 S测量的 主要 误差源 。但
系统误差通 常可以采 用适 当的方法来减弱或消除 , 如建 立误差 改正模型 对观测值 进行 改正, 或选择 良好 的观测条 件, 采用适 当地观测方法, 进行线性差分等. 文介 绍了基 于 VR 本 S的 GP S测量要解 决的一个主要 问题 即在 系统运
离 , 成大 量 自由电子 和正 离子 。当 GP 形 S信 号通 过
颗卫 星所得 的观测 量 求 差 , 以消 弱星 历 误 差 的影
响 。本 论文 中 , 于 VRS的 GP 基 S测 量 系 统 是一 个 局域 网 GP S定位 系统 , 间距离 相 距 较 近 ( 站 一般 在 7 m) 内 , 0k 以 因此用 站 间求 差 的方 法基 本 上就 可 以 消 除卫 星轨 道误 差 的影 响 , 法 也 是本 文在 处 理 卫 该
偏 差不会 超 过 6m, 进一 步 消弱卫 星 钟残差 , 以 要 可 通 过观测 量差 分来进 行 。
采 用轨道 改 进 法 有 半 弧 段 法 和 短 弧 段 法 。这 种 方 法 不宜 作为 GP S定 位 中的一种 基本方 法 , 只能作 而
为在无 法获得 精 密星历情 况下 的补 救措施 。 1 2 3 同步求 差法 .. 此 法根 据 星 历 误 差 对 距 离 不 太 远 的两 测 站 影
该 方法 基 本 思 想 是 在平 差 模 型 中将 星 历 中 给
用 ( —2 模 拟卫 星钟 的钟差 只能保证 卫 星钟 与 1 )
出的卫星 轨道参 数 作 为未 知 参 数纳 入 平 差模 型 , 通
过平 差 同 时求 得 测 站位 置 及 轨 道 偏 差 改 正 数 。常
标准 GP S时 间同步 在 2 之 间 , 0 ms 由此 引起 的等 效
卫 星星 历 误 差 指 卫 星 星 历 提 供 的卫 星 空 间位
置 与实 际 位 置 的 偏 差 。 由 于卫 星 的 空 间 位 置 是 由 地 面监 测系 统根据 卫 星 测 轨结 果 计 算 而得 , 此也 因 称 为卫 星轨 道误 差 。
1 2 消弱星 历误差 的 方法 .
上式中 , e t 为卫星钟修正 的参考历 元 ;。 n , z为卫 o n, “
星 钟 的 钟差 、 速 、 速 变 化 率 。 这 些 参 数 可 从 导 航 电 文 中 钟 钟 获取 。
齐和 昆 明等地 建 立 了测 轨 网 , 定轨 精度 约 3 n 。 r
12 2 采 用 轨 道 改进 法 ..
1 2 1 建 立卫 星跟 踪 网独 立测轨 ..
位所需 要 的观 测 量 都 是 以精 密测 时 为 依 据 。卫 星
钟 的误差 会对伪 码 测距 和载 波 相 位测 量 产 生 误差 。 卫 星钟偏 差总量 可达 1 , 生 的 等效 距离 误 差 可 产 ms
达 3 0 m。 0 k
维普资讯
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
第 3卷第3 1 期
20 0 8年 5 月
现
代
测
绘
Vo13 , . . 1 No 3
Ma . 0 8 y 2 0
M o e n S r e ig a dM a pn d r u v yn n p ig
基 于 V S的 GP R S测 量 误 差 分 析
建立用 户 自己 的 G S卫 星跟 踪 网进 行 独 立 测 P
轨, 不仅 可使 我 国用 户 在非 常 时期 不 受美 国政 府 有 意 降低卫 星星 历精 度 的影 响 , 而且 可 向实 时动 态 定 位 用户 提供无 人 为干 扰 的 预报 星 历 , 向静态 用 户 提
供 高精度 的后 处 理 星 历 。我 国 1 8 9 8年 就 提 出 了 以 国 内已有 的 VL IS R站 为 基 准 建 立 卫 星 测 轨 网 B/ L
1 qP 卫星星历误差 ( s 卫星轨道误 差)
1 1 卫 星星历误 差 .
星轨道误差时采用的方法' 后面还会有论述。 2 时钟钟差
尽 管卫 星上采 用 原 子钟 ( 钟 和铯 钟 ) 但 由于 铷 ,
这些钟 与 GP S标 准 时之 间会 有偏 差和 漂移 , 且 随 并 着时 间 的推 移 , 些偏 差还会 发生 变 化 。而 GP 这 S定
电离 层 时 , 同其他 电磁 波一 样 信 号 路径 会 发 生 弯 如
曲, 传播速度也会发生变化 。用信号 的传播时间乘 上真 空 中 的光 速 而 得 到 的距 离 就 不 等 于 卫 星 至 接
行 中产 生 的各 种误 差进 行 改 正 , 使之 减 小 或 者 消 除 。 并 就影 响 V RS精 度 的 各 种误 差 予 以 分析
关键 词 Ⅵ G S 误 差 分 析 S P
中 图 分 类 号 : 28 4 P 2 .
文 献标 识码 : B
文 章 编 号 :6 2 O 7 2 ( ) 3 。 1 一O 1 7 —4 9 ((] O 一 O 8 3 )8
响基本 相 同的特 点 , 两 个 或 多个 测 站 同步 观测 同 在
一
3 电离层折射误差
电离 层 指 地 球 上 空 距 地 面 高 度 在 5 O~ 10 0k 0 m之 问的大 气层 。 电离 层 中气 体分 子 由于受 到太 阳等天 体各 种射 线 辐 射 的影 响 , 生 强 烈 的 电 产