GPS多路径效应原理及数据后处理方法研究_陈凯
GPS测量中多路径效应研究综述
Ａｂｓｒ ｔ：Ｍ ｕｌｉ ｔ ｆｅｃ ｅｓ ｔ ｎ ｔｈ ｉ －ｐｒ ｉ ｉ Ｓｐｏｓｔｏｎｎｇ ａ ｉ ｎｇ Ｅ ｓ ｔａｃ ｔｐａ ｈ ｅ ｔＰ ｒ ｅｎ ｉ ｅ ｈ ｇｈ ｓ ｅｃ ｓ ｎ ＧＰ ｉ ｉ ｎｄｔ ｍｉ ． ｏ ｉ － ｐｅ ｉｌｙ ｉ ｈ ｈｇｈ －ｐｒ ｃ ｏｎ ＧＰＳｐｏｓｔｏｎｎｇ ， ｕｌｉ ｔ ｆ ｅ ｔｉ ｈｅ ｎ ｉ ｒｏｒ ｓ ｕｒ ｅｏ ｃａ ｌ ｎ ｔ ｅ ｉ ｅ ｉｉ ｓ ｉ ｉ ｉ ｍ ｔｐａ ｈ ｅ ｃ ｓｔ ｎ ｎ ｅ ｒ ｏ ｃ ｆ
ｄ ｉ１ ． ９９ Ｊｉｓ ．６ ２－７ ４ ．０ ０ ０ ．２ ｏ ：０ ３６ ／ ．ｓｎ １ ７ ９ ０ ２ １ ．３ ０ ３
测 量 中 多 路 径 效 应 研 究 综 述
范晓燕 周 乾
ｆ 中国地质大 学 信息 工程 学院 ， 汉 ４ ０ ７） 武 ３ ０ ４
摘
要 ： 多路径效应存在于 Ｇ Ｓ Ｐ 高精度定位和授时中。 特别是在高精度 Ｇ Ｓ Ｐ 定位中 ， 多路径 效应是影响其
中图分 类号 ：２ ８ Ｐ２ 文献 标 识码 ： Ａ 收 稿 日期 ： ０ ０ ２ ２ １ ６—１ ０—
Ｒｅ ｅＷ ｆ Ｍ ｕ ｔ ｐ ｔ ｆ ｃ ｓ ｉ ＧＰＳ Ｍ ｅ ｓ ｒ ｍ ｅ ｔ ｖｉ ｏ ｌ ｉ ａ ｈ Ｅｆ ｅ ｔ ｎ ａ ｕ ｅ ｎ
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ｉ ｆｕｅｎ ｉ ａ ｓａｓｗ ｅｌａｓａ ｖａ ｅ ｙ ｏ ｏｍ ｅ ｔｃ ｎｌ ｃｎｇ ｌ ｗ ｌ ｒ ｔ ｆ ｄ ｉ ｓｉ ｍｕｌｉ ｔ ｅ ｒ ｏｃ ｓｎｇ ｔ ｃ ｏ ｏｇ ｅ ｔｐａ ｈ ｒ ｏｒｐｒ ｅｓ ｉ ｅ ｈｎ ｌ ｙ ａｒ ｓ ｍ ｍａｒｚ ｄ，ａｎ ｈ ｓ ｏ ｅ ｓｎ ｅ ｕ ｉ ｅ ｄ ｔ ｅ ｅＰ ｒ ｃ ｓ ｉ ｇ ｔ ｃｈｎｑ ｅ ｓ ｍｅ ｐ ， Ｎｙｚ ｄ ａｎ ｏｍｐａ ｅｄｂ ｅ ｉ ｕｅＳａｒ ｕｍ ｄｕ ａｎ ｅ ｄｃ ｒ ａｓ ｄ
GPS测量中多路径效应研究综述
第7卷第3期2010年6月CH IN ESE JOU R NA L OF ENG IN EER ING GEO PH YSICSVo l 7,N o 3June,2010文章编号:1672 7940(2010)03 0382 05doi:10.3969/j.issn.1672-7940.2010.03.023G P S 测量中多路径效应研究综述范晓燕,周 乾(中国地质大学信息工程学院,武汉430074)作者简介:范晓燕(1984-),女,河南淮阳人,硕士研究生,主要从事GPS 测量及其数据处理方面的学习与研究。
E-m ail:fanxiaoyanlyj@摘 要:多路径效应存在于G PS 高精度定位和授时中。
特别是在高精度GPS 定位中,多路径效应是影响其精度的主要误差源。
本文综述了多路径效应产生的原理、作用特性、影响规律以及目前国内多种关于多路径误差的处理技术,并从三个层面对这些处理技术进行归纳、分析和比较。
关键词:G PS;多路径效应;多路径误差;直射信号;反射信号中图分类号:P228文献标识码:A收稿日期:2010-06-12Review of Multipath Effects in GPS MeasurementFan Xiaoyan,Zhou Qian(Faculty of I nf or mation Engineer ing ,China Univ ers ity of Geosciences ,W uhan 430074,China)Abstract:Multipath effect presents in the high-precisio n GPS positio ning and timing.Es pecially in the hig h-precision GPS positio ning,m ultipath effect is the m ain error source o f affecting its accuracy.In this paper,the theory of multipath effect,action characteristics,influencing law s as w ell as a variety of domestic multipath erro r pro cessing techno log y ar e sum marized,and these processing techniques are summed up,analyzed and com pared based on the three levels.Key words:GPS;m ultipath effects;m ultipath error;direct sig nals;reflected signals1 引 言GPS(全球定位系统)以其显著的优点广泛应用于大地测量、工程测量、航空摄影测量、各种建(构)筑物变形监测、资源勘查和地球动力学等多种学科,在测绘界引起了一场深刻的技术变革。
全球定位系统中的多路径干扰抑制技术研究
全球定位系统中的多路径干扰抑制技术研究全球定位系统（GPS）是一种为航空、航海、军事、汽车、电信等领域提供导航服务的全球卫星定位系统。
它通过发射由不同地点的卫星所发出的信号，在接收设备接收到该信号后，可以通过计算来确定其在地球表面上的位置。
然而，GPS接收器的使用却受到了许多干扰，使得其精度和可靠性受到了很大的影响。
其中，多路径干扰是GPS系统中最常见的一种干扰类型。
多路径干扰指的是由于无线信号在传播过程中经过多个不同的路径而导致GPS接收器同时接收到了多个信号。
这些信号之间可能存在干涉，导致接收器无法正确地解算出卫星的位置信息。
为了解决多路径干扰对GPS系统的影响，科研人员一直在积极研究多路径干扰抑制技术。
以下是一些常见的多路径干扰抑制技术：1.反演滤波技术反演滤波技术是一种有效的多路径干扰抑制技术。
该技术利用了多个卫星信号的相位信息，将接收到的信号拆分成两个部分：一个是来自于GPS卫星的直达信号，另一个则是由经过多条路径反弹、干扰形成的复合波。
反演滤波技术通过对这两个部分进行分析和运算，可以抑制干扰信号，提高GPS接收器的精度和可靠性。
2.自适应滤波技术自适应滤波技术是一种自适应干扰抑制技术。
该技术通过在GPS信号的接收端添加滤波器，可以自动检测并适应不同的环境条件，抑制多路径干扰信号。
自适应滤波技术的优点在于其能够自动适应多种环境条件，不需要进行人工干预。
3.多径解算技术多径解算技术是一种通过对GPS信号进行多次反射的测量，来消除多路径干扰的技术。
该技术利用GPS接收器测量出不同反射次数下的信号路径延迟，去除了多次反射导致的多路径干扰，从而提高了GPS接收器的精度和可靠性。
总的来说，干扰抑制技术是GPS系统中非常关键的一环。
通过采用适当的多路径干扰抑制技术，可以有效地提高GPS接收器的精度和可靠性，为我们的生活带来更多方便和便利。
高精度GPS数据处理中的多路径效应与误差校正
高精度GPS数据处理中的多路径效应与误差校正引言：全球定位系统（GPS）已经成为现代社会中广泛应用的技术之一，无论是导航、测量还是定位，都依赖于GPS的精确定位信息。
然而，在实际应用中，由于信号传播过程中的多路径效应和其他误差因素的影响，GPS定位数据的准确性往往受到变化和干扰。
因此，研究和解决多路径效应与误差校正问题，对于提高GPS定位精度至关重要。
一、多路径效应的影响与原因在GPS信号传播的过程中，当信号遇到建筑物、树木、地形等障碍物时，会发生信号反射，从而导致多路径效应。
这种信号的多次反射会导致信号延迟和变形，进而影响GPS接收机的测量结果。
同时，多路径效应的产生还与GPS接收机的特性有关。
具体而言，接收机的天线指向、天线高度以及接收机的前端滤波等因素都会对多路径效应产生影响。
因此，为了减轻多路径效应的影响，需要在接收机的设计和信号处理算法中考虑这些因素，对数据进行合理处理和校正。
二、多路径效应的检测与评估为了准确评估多路径效应的影响以及进行相应的误差校正，需要先对多路径效应进行检测和评估。
这一过程主要包括以下几个方面的内容：1. 信号强度分析：通过分析接收到的GPS信号的强度以及接收机的接收机制，可以初步判断是否存在多路径效应。
在信号强度分析的基础上，可以进一步开展接收机前端滤波和增益的调整，以减少多路径效应的干扰。
2. 数据处理算法：通过适当的数据处理算法，对接收到的GPS数据进行分析和处理。
这些算法可以通过对比不同信号采样点的差异，检查是否存在信号的多次反射。
同时，还可以考虑接收机位置变化的因素，进一步确定是否存在多路径效应。
3. 离散时间系统分析：利用离散时间系统理论，可以将多路径效应建模为系统的输入和输出关系。
通过分析这一模型，可以定量评估多路径效应对GPS数据的影响，并进一步优化校正算法。
三、误差校正方法与技术针对多路径效应引起的误差，目前已经提出了多种校正方法和技术，以提高GPS定位的精确性和可靠性。
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。
GPS导航系统中的数据处理技术研究
GPS导航系统中的数据处理技术研究GPS导航系统作为一种先进的定位和导航技术，已经在众多领域得到了广泛的应用，如汽车导航、船舶导航、航空导航等。
它所使用的卫星导航技术，使得人们可以在开放的空间中精确定位和导航。
在GPS导航系统中，数据处理技术是至关重要的一环，其精度和可靠性直接关系到导航的成功与否。
数据处理技术是指对GPS卫星信号进行处理、计算和分析，以实现定位和导航的过程。
在GPS导航系统中，数据处理涉及到多个方面，如卫星轨道计算、估算用户位置和速度、钟差的确定、多路径误差的抑制等。
其中，卫星轨道计算是GPS数据处理的重中之重，因为只有获得准确的卫星轨道数据，才能对接收到的卫星信号进行有效的处理和分析。
卫星轨道计算是指通过GPS卫星的测量数据，来确定卫星在地球上的位置、速度和加速度等参数，并进一步推导出卫星在空间中的轨道。
这个过程需要考虑到多种因素的影响，如大气层的延迟、卫星时钟的漂移、地球引力、轨道衰减等。
而针对这些因素的影响，研究者们已经开发了一系列的数据处理算法，包括基于卡尔曼滤波的方法、最小二乘法等。
卡尔曼滤波是一种常用的数据处理方法，它可以利用先验知识和收到的测量数据，对未知的系统状态进行估计和推算，从而实现对GPS信号精度的优化。
此外，最小二乘法也是一种具有广泛应用的数据处理方法，它可以通过最小化残差平方和的方式，求解出一组最逼近的解。
在GPS数据处理中，最小二乘法可以用于估算卫星轨道、钟差、大气层延迟等参数。
除了卫星轨道计算外，GPS数据处理中还需要进行估算用户位置和速度的过程。
通常情况下，这个过程需要利用卫星测量数据和地球定义的参考坐标系来计算出用户在地球上的位置和速度。
在这个过程中，需要考虑用户与卫星的距离测量误差、多路径效应、钟差等因素的影响。
为了提高用户位置和速度的精度和稳定性，研究者们已经开发了多种数据处理算法，如差分GPS技术、扩展卡尔曼滤波法等。
差分GPS技术是利用具有已知位置信息的基准站，对接收到的卫星信号进行差分处理，从而实现对GPS信号的纠正和优化。
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【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。
所谓的“多路径误差”就是间接波对直接波的破坏性干涉而引起的站星距离误差。
这种由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。
在gps信号接收天线接收的间接波中以地面反射波为主，现以地面反射为例来说明这种组合。
若天线收到卫星的信号为s，同时收到经地面反射后的反射波信号s′。
GPS测量中的多路径抑制技术研究
GPS测量中的多路径抑制技术研究GPS 作为一种主要的位置定位技术，可以广泛应用于车辆导航、移动通信、地球物理勘探等领域。
但是，GPS 在使用的过程中会受到许多影响，其中最主要的问题之一就是多路径效应。
多路径效应是指 GPS 信号在传播过程中发生反射、衍射、折射等现象，导致 GPS 接收机接收到多个具有不同时间延迟和幅度衰减的信号，从而影响了定位精度和可靠性。
为了解决多路径效应问题，研究人员提出了多种多路径抑制技术。
本文将介绍主流的三种多路径抑制技术，并探讨它们的特点和优缺点。
一、空间分集技术空间分集技术是一种通过使用多个天线接受来自不同方向的 GPS 信号，从而减少多路径影响的技术。
与单一天线相比，使用多个天线可以增加系统的自由度，对信号进行分离和处理。
此外，空间分集技术可以提高信噪比和抗干扰性能，增加接收机的覆盖范围。
空间分集技术的优点在于其高可靠性和实用性，但也存在一些问题。
首先，由于需要使用多个天线，空间分集技术需要较大的硬件设计成本和复杂度。
此外，在某些环境下，如城市和山区，地形物体会对天线的位置和方向造成影响，从而影响空间分集技术的性能。
二、时间域解相关技术时间域解相关技术是一种使用自适应算法进行数据处理的技术，通过估计多路径信号并相应地对其进行补偿，从而消除多路径效应。
时间域解相关技术基于GPS 信号的信道模型，可以实现高精度的多路径抑制。
时间域解相关技术的优点在于其高精度和广泛性，不受环境和天气条件的影响。
但是，时间域解相关技术具有较高的计算复杂度和较大的处理延迟，因此需要较高的计算资源和存储设备，同时可能会受到噪声和滤波器的影响。
三、波束形成技术波束形成技术是一种使用多个天线和自适应算法进行 GPS 信号处理的技术。
波束形成技术主要通过对多个天线的信号进行加权和组合，将信号聚焦到预定的方向上，从而增加信号强度并抑制多路径干扰。
波束形成技术的优点在于其提高了信号强度和抗干扰性能，并减少了多路径效应的影响。
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。
导航卫星系统多路径效应分析及抑制方法研究
导航卫星系统多路径效应分析及抑制方法研究导航卫星系统的多路径效应是指信号在传播过程中遇到建筑物、地形起伏或其他障碍物而产生的反射，导致接收器接收到多个路径上的信号，从而导致测量误差的问题。
多路径效应是导航系统中常见的误差源之一，对定位精度和可靠性造成了不利影响。
因此，分析多路径效应的产生机理，研究抑制方法，对于提升导航系统的性能具有重要意义。
多路径效应的产生原因主要包括以下几个方面。
首先，当导航信号穿过大型建筑物或其他物体时，会发生信号的反射、折射或衍射现象，导致接收器接收到来自多个路径的信号。
其次，地形起伏也会产生多路径效应，因为信号在山脉、山谷和其他地形特征上反射和折射。
另外，天气条件也可能导致多路径效应的产生，如大雨、雪、雾等都会影响信号的传播路径。
为了解决多路径效应对导航系统精度的影响，研究人员提出了一系列的抑制方法。
其中，常见的方法包括硬件设计和信号处理技术两个方面。
在硬件设计方面，可以采取以下措施来减小多路径效应。
首先，通过合理设计导航接收天线和防止信号反射的建筑物安装来降低多路径信号的强度。
其次，使用可调的天线阵列和低剖面导航接收器，以减少多路径效应的出现。
此外，针对特定场景，可以采用定向天线和天线盲区填充等方法来减少多路径效应。
在信号处理技术方面，可以采取以下方法来抑制多路径效应。
首先，利用导航接收器的软件算法进行多路径信号的检测和鉴别，然后对多路径信号进行滤波和补偿。
其次，采用自适应滤波算法来估计和抑制多路径效应，通过不断调整滤波器参数，使导航接收器能够抑制多路径信号的影响。
另外，利用干涉法、相关法和波束形成等技术，可以对多路径信号进行分析和激活，从而识别和抑制多路径效应。
除了硬件设计和信号处理技术，还有其他的方法可以降低多路径效应的影响。
例如，使用差分GPS技术可以通过两个或多个接收器之间的基准站进行精确的差分调整，从而减少多路径引起的误差。
此外，利用导航系统中卫星星座的几何结构，可以通过加权平均或抑制干扰等方法提高定位精度。
浅谈GPS测量中多路径效应及精度控制措施
程 军
科
浅谈 Ｇ Ｓ Ｐ 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 ７４ ０ ） １０ ０
摘 要： 针对 Ｇ Ｓ测量应 用中遇到的 多路径效应问题进行分析。 阐述 了 Ｇ Ｓ测量 中多路径效应的含义 ， Ｐ Ｐ 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 Ｇ Ｓ； 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 ．１ Ｐ 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 ＧＳ ｏ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， Ｐ Ｇ Ｓ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 ， ０ １ｃ ｓＯ｝ ｎ ＝ Ｈ， Ｚ － ｓ ｉ ｉ ｎ （） ５ 在Ｇ Ｓ Ｐ 测量 中精度是 Ｇ Ｓ的一个极其重要的参 Ｐ ３２ ． 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 ．Ｇ Ｓ ． Ｐ 测站应远离具有 电磁波强辐射源 １ ３ ＧＳ Ｐ 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 Ｇ Ｓ Ｐ 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 Ｇ Ｓ Ｐ 天线单元所接收， 从而 １Ｇ Ｓ测量中多路径效应的含义 Ｐ “ 烧毁” 天线单元。 Ｌ 卫 ． ｊ ＧＳ Ｐ 卫星信号从高空向地面发射 ， 若接收机 ３ ４如果 Ｇ Ｓ点已确定 ， ． １ Ｐ 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。 ３ ２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 ＧＳ Ｐ 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 １ ｓ Ｄｃｓ［ ０ ， ／ （－ ） ＝ ｏ ３ （） ６ ＧＳ Ｐ 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＝ ｃｓ０ ｏ（ － ） Ｉｉ（０２ ）Ｄ ｏ２／ ｓ１ ０ ｔ ｓ － ｃ ３ 【 ） 导航 、 ７ 定位技术。 由于 Ｇ Ｓ Ｐ 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： ｓｓ ｓ Ｄ （￣Ｏ２ ） ０ ￣ ０ ＝ Ｄ ｉ２／ｏ 的技术知识也发展很 陕。关于误差产生的来源以 ＝ｌ ｚ － ＝ １ ３Ｓ０／ ８（ － ）２ ｓ ０ ｓ ｃ ３ ｎ ｃ （＿ ） Ｂ ｅ （） 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 ｈＤｔ Ｂ ０ ＝ ／（ － ） ｇ （） 出了相应的消除措施。 ９ 当然， 这只是控制 Ｇ Ｓ Ｐ 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 Ｇ Ｓ Ｐ 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 ．Ｐ １宋 杨 潘 Ｇ Ｓ测 量 的 误 差 源 Ｂ 删 反 射面的倾角。 ｊ 测绘 １ ２０ ，１ 上式（ ） 当 Ｂ ９ ｏ Ｂ ０时， ８ 中， ＝ ｏ和 ＝ ｏ 分别对应（ ） 及精度控 制『 ． 与 空间地 理信 息，０ ８ ３ ３ 和（） ５式两种特殊 隋 形。显然 ， 程差不仅与反射波 （ ） １９ １２ ４ ：１—２． Ｌ Ｄ — 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 Ｇ Ｓ 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 ， ２ ８３ ０ １ ：９ ３ ． ｓ Ｄｓ ０ ￣ ／ｎ ＝ ｉ （ ） 和直接波之间存在—个相位延迟。不论是程差还 （ ）２ —４ １ 作 者 简 介 ： 军（９ １ ）男 ， 族 ， 程 １７ ～ ， 汉 陕西 省渭 ｓ ｌ Ｏ（８￣２ ） ・ ｇ１０－ ０ Ｃ （） 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 ： 。 ： ＧＳ Ｐ 的定位精度 。 理 ｓ ＋ Ｄ ｉ０ １ ｓ ｓ ｎ （） ３ ３削弱多路径误差的方法 ｈ Ｄｔ０ ＝／ ｇ （） ４ ３ 选择合适的站址以减弱多路径误差的影 ． １
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。
浅析多路径效应数据后处理方法
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。
(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。
GPS多路径效应原理及数据后处理方法研究
GPS多路径效应原理及数据后处理方法研究
陈凯;俞庆
【期刊名称】《城市道桥与防洪》
【年(卷),期】2010(000)004
【摘要】该文对GPS定位测量中多路径效应误差产生的原理进行了分析,总结了多路径效应的特点及各类消除方法.对消除多路径效应的数据后处理方法进行研究,指出了基于EMD分解方法的优势及特点.
【总页数】3页(P171-172,179)
【作者】陈凯;俞庆
【作者单位】浙江交通职业技术学院,浙江,杭州,311112;中南大学信息物理学院,湖南,长沙,410083;浙江交通职业技术学院,浙江,杭州,311112
【正文语种】中文
【中图分类】P228.4
【相关文献】
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