卫星定位测量中的误差来源及分类.
第六章 GPS定位的误差来源及其
第二节 与卫星有关的误差
1、卫星星历误差； 1）来源：地面监测站观测数据误差及星历数据计算方法不合理带来 的误差。 2）大小：卫星位置偏差达数米至数十米。 3）性质：当地面两点间的距离较近（<20km）时，对两点定位的影 响具有相关性。 4）减弱措施： （1）相对定位；（残余误差随边长的增大而增大） （2）差分定位； （3）采用后处理星历； （4）建立自己的地面监测站，进行GPS卫星的定轨观测，求精密 星历。 2、卫星钟差 、 1）来源：钟频稳定性。 2）对星站距离的影响达300km，改正后仍有6m。 3）性质：同星历误差。 4）减弱措施： 主要是相对定位或差分定位；
误差来源
卫星轨道误差 卫星相位中心误 差 电离层误差
对流层误差 多路径误差 天线相位中心误差 接收机钟差误差
第四节 与接收机有关的误差
接收机钟差 接收机安置误差 包括对中和整平误差，观测前应严格校正对点器。 观测误差：接收机对时间的观测精度有限引起的误差 天线相位中心位置偏差 即接收机天线的相位中心与几何中心不一致。 性质：与信号强弱及到达接收机的方向有关。 措施：改进天线、相对定位时采用同一型号的接收 机并使定向标志朝北、观测前检验接收机天线相位中心位 置偏差。
第三节 与信号传播有关的误差
1、电离层折射 1）不改正使星站距离产生100多米误差； ）不改正使星站距离产生100多米误差； 2）影响性质： （1）码相位观测与载波相位观测的电离层折射大小相等， 符号相反；（2 符号相反；（2）对相对定位的影响因相关性而大大减弱； 3）影响电离层折射的因素 （1）电磁波频率 250MHz电磁波的折射数为1600MHz电磁波折射数的约30倍，L 载波与L 250MHz电磁波的折射数为1600MHz电磁波折射数的约30倍，L1载波与L2 载波的折射数显著不同。 （2）电磁波传播路径上的带电离子密度及带电粒子数： 电离层高度，200~400km时密度最大； 电离层高度，200~400km时密度最大； 地方时，白天是晚上的5倍，地方时11时最大； 地方时，白天是晚上的5倍，地方时11时最大； 季节，夏天是冬天的4 季节，夏天是冬天的4倍； 测站纬度，赤道最高，南北极最低； 年份，太阳黑子活动周期为11年，最高年份可达10 年份，太阳黑子活动周期为11年，最高年份可达1016/m2,最低年 份近于零。58，69，80，91，02年最高； 份近于零。58，69，80，91，02年最高； 卫星高度：高度越大，影响越小。
卫星导航定位系统中误差分析与控制
卫星导航定位系统中误差分析与控制卫星导航定位系统是我们日常生活中使用频率较高的一种定位技术，被广泛应用于车载导航、船舶航行、空中导航等领域。
但是由于各种因素的影响，卫星导航定位系统的定位精度可能会受到一定误差的影响。
本文将对卫星导航定位系统中的误差进行分析，并提供一些控制误差的方法。
一、卫星导航定位系统中的误差1.环境误差太阳活动、大气状况等自然环境因素都会对卫星导航定位系统造成一定的干扰。
太阳活动导致的电离层扰动，大气层中的对流层差异等都会对定位精度造成一定的影响。
2.多路径误差指卫星导航信号在传输过程中，因为反射、折射等多种因素的影响，导致信号到达接收设备的时间与实际信号到达时间不一致，从而影响定位精度。
3.接收机误差接收机的性能不同、制造、校准水平的差异都会导致定位精度上存在误差。
例如，接收机的时钟稳定性、多路径抑制能力等都是影响定位精度的重要因素。
4.卫星误差由于卫星运行的轨道可能会受到地球引力、大气拖力等因素的影响，造成卫星的位置偏差，从而影响定位精度。
二、误差的控制方法1.差分定位差分定位是一种有效的误差控制方法。
它通过同时接收信号的两个接收站，对比两个站点接收到的卫星信号差异，然后将两个站点之间的差异加入位置求解中，以消除误差。
2.概率误差控制在卫星导航定位系统中，由于各种误差因素的影响，定位误差一定程度上具有随机性。
因此，概率误差控制可以通过多次定位测量，得到位置分布的误差范围和信度范围等信息，从而有效控制误差。
3.接收机校准接收机本身的性能差异会导致定位精度的差异，因此接收机的校准非常重要。
常见的校准方法包括时钟校准、接收机信号校准等，可以有效降低接收机对定位精度的影响。
4.多路径抑制技术多路径误差是卫星导航定位系统中最常见的误差之一，因此多路径抑制技术是非常重要的。
常见的多路径抑制技术包括基于信号组合的抑制方法、空间抑制技术等，能够有效控制多路径误差，提高定位精度。
总之，卫星导航定位系统中的误差是定位精度的主要影响因素之一。
GNSS测量中常见误差源及其校正方法
GNSS测量中常见误差源及其校正方法导语：全球卫星导航系统（GNSS）已经成为现代测量和定位领域中不可或缺的技术工具。
然而，由于各种因素的干扰，GNSS测量结果可能会出现误差。
本文将讨论一些常见的GNSS测量误差源以及相应的校正方法。
一、信号传播误差在GNSS测量中，信号从卫星到接收机的传播过程中会受到大气层、多径效应等因素的影响，从而引入误差。
其中，大气层误差是最主要的误差源之一。
大气层中的水蒸气、电离层密度等因素会影响信号的传播速度和路径，进而引起测量结果的偏差。
校正大气层误差的方法包括双频差分测量和大气层模型计算。
二、钟差误差GNSS卫星上的原子钟是精确度非常高的，但是由于各种因素的影响，例如温度、空间辐射等，钟差误差仍然无法避免。
钟差误差会导致接收机收到的卫星信号的到达时间产生偏差，进而影响测量结果的准确性。
为了校正钟差误差，常见的方法是利用双频差分测量或者接收机内部的钟差模型进行补偿。
三、多路径误差多径效应是由于信号在传播过程中，同时经过直射路径和反射路径，造成接收机接收到多个信号，从而引起测量结果偏差的现象。
这种误差特别突出在城市环境或者山区等多反射面的地形中。
为了解决多路径误差，一种常见的方法是使用反射面特征分析技术，提高接收机的可靠度和抗干扰能力。
四、动态误差GNSS测量的准确性在很大程度上取决于接收机和测量对象的相对运动状态。
动态误差主要来自于运动的加速度、速度等变化过程中引起的信号多普勒效应、载波缺失等问题。
对于动态误差的校正，可以通过使用惯性测量单元（IMU）配合GNSS仪器进行联合定位，从而提高定位的精度和稳定性。
五、卫星几何误差卫星几何误差是由于卫星的位置分布、卫星与接收机的相对位置等因素引起的。
当卫星几何配置良好时，测量误差较小，但当卫星分布较差或者接收机与卫星的角度较小时，测量误差将增大。
为了解决卫星几何误差问题，可以通过使用多频多系统的GNSS接收机，提高系统的可靠性。
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。
GNSS测量误差分析与修正方法
GNSS测量误差分析与修正方法GNSS（Global Navigation Satellite System）全球导航卫星系统是一种基于卫星定位技术的导航与定位系统。
在现代社会中，GNSS已经成为许多行业的重要工具，例如航空航天、交通运输、地质勘探以及城市规划等。
然而，在GNSS测量过程中，由于多种因素的影响，测量结果可能会受到一定的误差。
本文将对GNSS测量误差的产生原因进行分析，并探讨常见的修正方法。
首先，我们来了解一下GNSS测量误差的来源。
在GNSS测量过程中，有以下几个主要的误差源：1. 天线相位中心偏差：天线在接收信号时，由于设计和制造的原因可能存在相位中心偏差，导致测量结果产生误差。
2. 大气层延迟：卫星信号在穿过大气层时会发生折射，导致信号传播时间延长，从而引起位置定位误差。
3. 多径效应：卫星信号在传播过程中会受到地面和建筑物的反射，导致多个路径的信号同时到达接收器，使得接收到的信号出现多径效应，从而产生测量误差。
4. 时钟误差：测量过程中使用的时钟可能存在一定的偏差，导致定位结果出现误差。
5. 数据处理误差：在GNSS数据处理过程中，由于算法的近似和假设，可能会引入一定的误差。
针对以上误差源，研究人员提出了一系列的修正方法来减小测量误差。
下面将分别介绍这些方法。
1. 相位中心偏差的修正：可以通过对天线相位中心的测量和建模，对接收到的信号进行相应的修正。
这种方法可以在数据处理过程中对测量结果进行修正，减小位置定位误差。
2. 大气层延迟的修正：测量中常常使用双频观测来估计大气层延迟，并进行相应的修正。
此外，还可以通过使用大气层模型，根据卫星信号的传播路径对延迟进行估计，从而减小误差。
3. 多径效应的修正：可以使用多普勒滤波器或者抗多径接收算法来减小多径效应带来的误差。
这些方法可以通过抑制多径信号的影响，提高接收到的信号质量。
4. 时钟误差的修正：可以通过使用更精确的时钟来减小时钟误差带来的影响。
如何进行卫星定位技术的误差分析和纠正
如何进行卫星定位技术的误差分析和纠正卫星定位技术的误差分析和纠正导语：卫星定位技术在现代社会中扮演着重要的角色，它广泛应用于导航、气象、农业、测绘等领域。
然而，由于各种因素的干扰，卫星定位技术存在着一定的误差。
本文将探讨卫星定位技术的误差分析和纠正方法，以提高定位精度。
一、误差来源分析卫星定位技术的误差来源众多，其中包括系统误差和随机误差两大类。
1.系统误差系统误差主要由卫星定位系统的硬件和软件等因素引起。
比如，卫星时钟的不准确、卫星轨道预测的误差、接收机的频率漂移等都会导致系统误差。
此外，传播介质（如大气、电离层）对信号传输的影响也是系统误差的一个重要来源。
2.随机误差随机误差受周围环境和测量条件的影响，其误差大小不确定且随机分布。
例如，电离层中电子密度的不均匀分布、多径效应、接收机的噪声等都会产生随机误差。
二、误差分析方法为了准确分析卫星定位技术中的误差，需要使用一系列的分析方法和数学模型。
1.差分定位法差分定位法是一种常用的误差分析方法，它利用两个或多个接收机同时观测到相同卫星信号的差分测量值进行误差分析。
通过对比差分测量值与真实测量值的差异，可以消除或减小大部分系统误差和一些随机误差，从而提高定位精度。
2.轨道拟合方法轨道拟合方法用于分析和纠正卫星轨道预测误差对定位结果的影响。
通过对实际卫星轨道数据进行拟合和预测，可以减小定位过程中由于轨道预测误差引起的定位偏差。
3.电离层延迟校正电离层是卫星定位中一个重要的误差源，电离层的折射作用会使接收机接收到的信号路径长度发生变化，从而引起定位误差。
为了减小电离层的影响，可以通过利用双频接收机接收信号，并根据不同频率信号的相位差来估计电离层延迟，进而进行校正。
三、误差纠正方法在进行误差纠正时，需要根据具体的误差来源采取相应的纠正措施。
1.系统误差纠正对于系统误差，可以通过接收机的定位参数设置和初始对准操作来进行纠正。
例如，调整接收机的钟差参数、改进卫星轨道预测算法、使用更精确的测量设备等都可以减小系统误差。
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。
卫星导航系统在应用中的误差源分析
卫星导航系统在应用中的误差源分析随着时代的发展和科技的进步，卫星导航系统已经成为现代社会中不可或缺的一部分。
这些系统包括全球定位系统（GPS）和伽利略导航系统等。
然而，尽管这些卫星导航系统在理论上具备非常高的精度和准确性，但在实际应用中仍然存在一些误差源。
本文将对卫星导航系统在应用中的常见误差源进行分析。
1. 天线误差：卫星导航系统的定位精度与接收机的天线有着密切的关系。
天线的误差可分为定向误差和多径效应。
定向误差是指天线的朝向偏差，它可能引起接收机对卫星信号的接收效果不佳，导致定位精度下降。
多径效应是指卫星信号在传播过程中产生的反射和散射，当反射和散射信号与直接信号同时到达接收机时，会导致定位误差。
2. 大气误差：大气误差是卫星导航系统中的主要误差源之一，其主要由电离层延迟和对流层延迟引起。
电离层是地球上部分大气层中带电粒子较多的区域，它对卫星信号的传播会引起延迟。
对流层是地球上最底层的大气层，其中包含湿度和温度的变化，在卫星信号传播中会引起起伏和散射，进而导致定位误差的出现。
3. 钟差误差：卫星导航系统中的时钟是非常关键的组成部分，它直接影响定位的准确性。
然而，卫星上的时钟不可能完全精确，其存在一个小的误差，称为钟差误差。
这种误差在传播过程中会逐渐累积，导致接收机的定位结果出现偏差。
4. 天体误差：天体误差是指卫星定位中由于引力场和其它天体的作用产生的误差。
地球的重力场对卫星运动的影响会导致轨道的不规则变化，进而影响到卫星的定位精度。
此外，月球和太阳等天体也会对卫星的轨道产生微弱的影响。
5. 多路径效应：多路径效应是指卫星信号在传播过程中遇到建筑物、树木或其它障碍物时发生反射和散射，从而形成多个信号路径，导致接收机接收到多个信号。
当这些信号叠加在一起时，会引起接收机误解信号的到达时间，进而导致定位误差。
6. 接收机硬件误差：卫星导航系统中的接收机硬件也会引起定位误差。
这种误差主要指接收机本身的硬件设计缺陷、制造误差以及电路噪声等。
三 GPS定位中的误差源
种处理方法：
1) 定位精度要求不高时，可不考虑其影响。 2) 采用对流层模型进行改正，如： 霍普菲尔德（Hopfield）模型； 勃兰克模型（Black）模型； 3) 采用观测量求差的方法。 与电离层的影响相类似，当观测站间相距不远 (<20km)时，由于信号通过对流层的路径相近，对 流层的物理特性相近，所以对同一卫星的同步观测 值求差，可以明显的减弱对流层折射的影响。
与接收机有关的误差
1． 观测误差
观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对
于测站点的安置误差等。 一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。 接收机天线相对于观测站中心的安置误差，主要 是天线的安置对中误差以及量取天线高的误差， 在精密定位工作中，必须认真，仔细操作，以尽 量减小这种误差的影响。
与信号传播有关的误差
电离层折射的影响
GPS卫星信号的其它电磁波信号一样，当
其通过电离层时，将受到这一介质弥散特 性的影响，便其信号的传播路径发生变化。 当GPS卫星处于天顶方向时，电离层折射 对信号传播路径的影响最小，而当卫星接 近地平线时，则影响最大。
与信号传播有关的误差
为了减弱电离层的影响，在GPS定位中通
与卫星有关的误差
4.相对论效应的严格公式
卫星轨道的偏心率很小，但是不为 零，在精度要求较高的精密定位中， 往往需要加第二项改正：
由于卫星钟的频率误差Δf’而引起 的卫星信号传播时间误差及测距误 差为： 相应的测距误差为：
当卫星的轨道偏心率为E=0.01时，Δt为22.9ns， Δρ为 6.864m，于是，在单点定位的时候，上述误差不得不考虑。 在采用双差观测值进行相对定位时，该误差可以自己消去，则 不用考虑。
3-3卫星定位测量中的误差分析处理.
任务四卫星定位测量中的误差分析处理任务介绍：在GPS测量中包含系统误差和偶然误差，其中系统误差影响尤其显著。
本任务将对各种GPS测量的误差进行分析，并在分析的基础上提出为消除或减弱各项误差对定位结果的影响应采取的相应措施。
任务分析：在GPS观测中理解与GPS卫星有关的误差、与卫星信号传播有关的误差和与接收设备有关的误差。
掌握消除或减弱三种误差的方法。
相关的理论知识：与GPS卫星有关的误差、与卫星信号传播有关的误差和与接收设备有关的误差。
归纳总结：通过GPS实测来讲解卫星定位测量误差。
1、卫星定位测量中的误差来源及分类按测量误差的性质，误差有偶然误差、系统误差与粗差三类。
偶然误差从群体上服从正态分布规律，主要影响观测结果的精密度。
GPS 观测中的偶然误差主要为观测误差，如对中误差、量天线高的误差等；系统误差是在大小与方向上具有偏向性的误差，它主要影响观测成果的准确度。
在GPS观测中，如钟差、轨道误差等具有系统性偏差。
GPS 观测中主要的误差源为系统误差。
系统误差可以采取模型改正、将系统偏差当作未知参数与结果一并求解和求差法等方法消减其影响。
粗差是不允许的，关键在于如何探查它的存在，并予以剔除。
粗差将影响成果的可靠性。
2、与卫星有关的误差与GPS空间卫星有关的误差主要包括卫星钟的误差和卫星的轨道误差。
1）卫星钟差由于卫星的位置是时间的函数，因此GPS的观测量均以精密测时为依据，而与卫星位置相对应的时间信息，是通过卫星信号的编码信息传送给接收机的。
在GPS定位中，无论是码相位观测或是载波相位观测，均要求卫星钟与接收机钟保持严格同步。
实际上，尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟)，其稳定度在10-12以上，但它们与理想的GPS时之间，仍存在着难以避免的偏差或漂移，这种偏差的总量约在1 ms以内。
对于卫星钟的这种偏差，一般可由卫星的主控站，通过对卫星钟运行状态的连续监测确定，并通过卫星的导航电文提供给接收机。
GPS测量的误差来源及其影响
影响:
单点定位、精密相对定位
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17
星历误差对定位的影响 对单点定位的影响：
影响测站坐标和接收机钟差改正数 影响的大小取决于卫星的几何图形 对测站坐标的影响可达数米、数十米甚至上百米
对相对定位的影响：
求坐标差时，星历误差的共同影响可部分消除 残余误差估算公式：
海洋111
目录
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GPS测量主要误差分类
与信号传播有关的误差
与 卫 星 有 关 的 误 差
4 与接收机有关的误差
其 他 误 差
GPS测量主要误差分类
误差来源
卫星部分 ①卫星星历误差；②卫星钟误差； ③相对论效应 ①电离层折射误差；②对流层折射误差； ③多路径效应 ①接收机钟误差；②接收机位置误差； ③天线相位中心变化 ①地球潮汐；②负荷潮 对距离测量影响（m）
负荷潮汐：
在日月引力的作用下，地球上的负荷发生的周期性变动 使地球产生的周期性弹性形变
固体潮和负荷潮汐引起的测站位移可达 80cm，使不同时间的测量结果不一致
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单点定位时的地球潮汐改正 已知测站的形变量 =[r, , ]，可将其投影到测站
至卫星的方向上，求出单点定位观测时观测值中应加 的地球潮汐引起的改正数：
sin 0 X j X 0 j Y sin 0 0 Y j Z 0 0 0 Z
地球潮汐改正
固体潮：
地球并非一个刚体，在太阳和月亮的引力作用下，地 球产生的周期性弹性形变
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与接收机有关的误差
1
2 3
接收机钟误差
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
一、卫星定位误差
GPS定位的过程中，对接收机所收到信号的加法处理，由于卫星定位
时发射的信号存在本底误差，会影响定位精度，造成定位误差，其中最重
要的定位误差就是卫星定位误差。
卫星定位误差是由多个因素引起的，包括：卫星定位信号的传播误差，卫星定位信号的发射误差及地球的曲率误
差等。
1、传播误差：由于GPS定位中，接收机所收到的卫星定位信号有几
百米甚至几千米的传播距离，当GPS接收机所接收的信号在传播中会受到
传播环境的影响，如地表反射、地物影响、空气散射等，都会造成信号发
生一定的相位变化，这些变化就会造成卫星定位误差。
2、发射误差：GPS定位中，卫星发射的信号是有一定误差的，这是
由于卫星本身传输的信号带有一定的误差，在传输过程中会有一定的折射、散射误差，这些误差会严重影响GPS定位的精度。
3、地球曲率误差：GPS定位中，由于地球表面不是完全平面，多数
地方都存在着不同程度的曲率，这些曲率会影响卫星发出的信号在传播过
程中的传播速度，从而会产生一定的偏移，从而影响GPS定位的精度。
二、接收机定位误差
接收机定位误差指的是在GPS定位过程中。
卫星导航定位系统中的误差分析与校正
卫星导航定位系统中的误差分析与校正卫星导航定位系统是一种广泛应用于航空、航海、军事、交通、测绘等领域的技术。
它利用全球定位系统（GPS）和其他卫星导航系统，通过接收多个卫星信号来确定位置、速度和时间信息。
然而，由于各种因素的影响，卫星导航定位系统在实际应用中会出现一定的误差。
因此，在实际使用卫星导航定位系统时，需要对误差进行分析和校正，以提高定位的精度和准确性。
首先，我们来分析卫星导航定位系统中可能出现的误差来源。
主要的误差来源可以分为以下几类：1.卫星误差：卫星本身的位置和时钟精度可能存在误差。
这些误差可能是由于卫星运动的不确定性、卫星时钟的不稳定性等造成的。
卫星误差的大小会直接影响到定位的准确性。
2.接收机误差：接收机的硬件和算法也可能引入误差。
例如，接收机的天线可能会受到天线阴影、多径效应等因素的影响，导致接收到的信号失真。
此外，接收机的算法也可能存在一定的误差。
3.大气误差：大气层对于卫星信号的传播会引起信号的传播速度变化和折射效应，从而产生定位误差。
大气误差的大小与天气条件、地理位置等因素有关。
4.多路径误差：多路径效应是指卫星信号在到达接收机时经过多个路径传播，导致接收到的信号中存在多个信号的叠加。
这会引入额外的误差，特别是在城市等有高楼大厦的地区。
了解了卫星导航定位系统中可能出现的误差来源，接下来我们来讨论误差的分析和校正方法。
1.数据处理与滤波：在定位系统中，经常使用最小二乘法等方法对接收到的原始数据进行处理和滤波。
可以使用多项式拟合等方法来估计卫星位置和时钟误差，进而进行误差校正。
2.差分定位：差分定位是一种常用的误差校正方法。
它通过同时接收基准站和移动站的信号，利用基准站提供的已知位置信息，对接收到的信号进行差分处理，进而校正定位误差。
3.电离层校正：电离层是大气层中带电粒子的层，对卫星信号的传播会产生一定影响。
可以使用电离层数据和模型来校正电离层引起的定位误差。
4.多路径抑制：多路径效应是导致定位误差的一个重要原因。
GPS系统误差来源的分析
GPS系统误差来源的分析GPS系统有多种误差来源，这些误差来源可能导致GPS位置的不准确性、不确定性和不稳定性。
在进行GPS测量和数据分析时，应该考虑这些误差来源，以便更精确地分析和解释GPS数据。
以下是GPS系统主要的误差来源：1. 大气误差大气误差源于电离层和对流层中的厚度、密度和温度变化。
这些变化可能导致信号延迟或散射，从而引起时间和位置的不准确性。
大气误差可以通过GPS接收机的接收数据来识别，并使用差分GPS技术来减少其影响。
2. 星历误差星历误差是由于GPS卫星的轨道和时钟不稳定所造成的。
GPS系统需要知道卫星的位置和时间，否则会导致定位误差。
星历误差可以通过接收多颗卫星的信号来识别并校正。
3. 信号多径效应信号多径效应是指GPS信号从地面或其他障碍物反射回接收机的现象。
这些反射信号穿过了不同的路径，导致信号延迟和干扰，从而使定位误差增大。
信号多径效应可以通过反射面建模、多路径分离技术和扰动算法来减少其影响。
4. 接收机内部误差接收机内部误差可能包括时钟漂移、硬件噪声和信号干扰等。
这些误差可能导致接收机误差增加，从而影响GPS定位精度。
接收机内部误差可以通过选用高精度接收机和时钟标定来减少其影响。
5. 人为误差人为误差是指由于操作人员的技能水平、环境条件和其他因素所造成的误差。
例如，使用不正确的参数进行数据处理、固定接收机在不稳定的地面上等。
人为误差可以通过训练操作人员和提高GPS接收站的环境条件来减少其影响。
总之，GPS系统的误差来源多种多样，需要综合考虑各种误差来源，并使用适当的技术来减少其影响，以实现更精确的GPS测量和数据分析。
卫星导航定位系统误差来源解析
卫星导航定位系统误差来源解析卫星导航定位系统，如全球定位系统（GPS）、伽利略等，已经成为现代社会中至关重要的定位与导航工具。
然而，任何一个定位系统都不可避免地存在误差。
这些误差源可以分为多个来源，包括卫星钟差、大气层延迟、多路径效应、接收机噪声以及人为因素等。
这篇文章将对卫星导航定位系统误差的来源进行解析，以帮助读者更好地理解和应用这些定位系统。
首先，卫星钟差是卫星导航定位系统中常见的误差源之一。
任何一个时间测量都需要一个准确的时钟。
然而，卫星的原子钟并非完美，会存在一定的误差。
当卫星发射后，由于各种因素的作用，如温度变化、重力影响等，卫星钟的频率可能会发生微小的变化。
这种变化对定位系统的精度有着直接的影响。
其次，大气层延迟是导致卫星导航定位系统误差的重要因素之一。
由于地球大气层的存在，导航信号在传播过程中会受到大气层中的影响，从而导致延迟。
大气层延迟在定位系统中会引起距离测量误差，因为卫星发射的信号需要经过大气层才能到达接收机。
不同的大气层条件（如湿度、温度等）会对导航信号的传播速度产生影响，从而引起定位误差。
另外，多路径效应也是导致卫星导航定位系统误差的重要来源之一。
当信号在传播过程中遇到障碍物，如建筑物或地形起伏时，信号可以发生反射、绕射以及散射等现象。
这些现象会导致信号在接收机处形成多个路径，从而引起接收机接收到多个信号，即多径效应。
多径效应会对定位系统的精度和稳定性产生直接的影响，因为它引入了额外的时延以及信号衰减，导致接收机测量的距离和角度产生误差。
此外，接收机噪声也会对卫星导航定位系统的精度产生影响。
接收机本身存在噪声源，例如热噪声和脉冲干扰等。
这些噪声会使接收机对卫星发射的信号进行失真，从而影响定位系统的可靠性和精度。
最后，人为因素也是卫星导航定位系统误差的重要来源之一。
人为因素包括使用者的使用误差、接收机的校准问题以及操作不当等。
这些因素可能导致定位系统的测量结果出现偏差，从而影响导航的精确性。
第五章GPS测量的误差来源详解
§5.3 与卫星信号传播有关的误差
5.3.1 电离层折射误差 5.3.2 对流层折射误差 5.3.3 多路径效应
5.3.1 电离层折射误差
1）电离层及其影响
电离层——地球上空大气圈的上层，距离地面高度在 50~1000km之间的大气层。
当GPS信号通过电离层时，信号的传播路径会发生弯 曲，使其传播速度发生变化，由此产生的距离差对测量 的精度影响较大，必须采取有效措施削弱其影响。
•(2)采用轨道改进法处理观测数据：卫星轨道 的偏差主要由各种摄动力综合作用而产生， 摄动力对卫星6个轨道参数的影响不相同，而 且在对卫星轨道摄动进行修正时，所采用的 各摄动力模型精度也不一样。因此在用轨道 改进法进行数据处理时，根据引入轨道偏差 改正数的不同，分为短弧法和半短弧法。
短弧法：引入全部6个轨道偏差改正，作为待 估参数，在数据处理中与其它待估参数一并 求解。可明显减弱轨道偏差影响，但计算工 作量大。
•与接收设备有关的误差。
为了便于理解，通常均把各种误差的影响 投影到站星距离上，以相应的距离误差表 示，称为等效距离误差。
测码伪距的等效距离误差/m
误差来源 卫星
信号传播
接收机 总计
星历与模型误差 钟差与稳定度 卫星摄动 相位不确定性 其它 合计
电离层折射 对流层折射 多路径效应 其它 合计
接收机噪声 其它 合计
P码
4.2 3.0 1.0 0.5 0.9 5.4 2.3 2.0 1.2 0.5 3.3 1.0 0.5 1.1
6.4
C/A码
4.2 3.0 1.0 0.5 0.9 5.4 5.0-10.0 2.0 1.2 0.5 5.5-10.3 7.5 0.5 7.5
10.8-13.6
卫星定位测量中的误差来源及分类(精)
误差来源 GPS卫星
误差分类 卫星星历误差；卫星钟差； 相对论效应 电离层延迟;对流层延迟;多 路径效应 接收机天线相位中心的偏移 和变化;接收机钟差;接收机 安置误差 地球潮汐；负荷潮
GNSS测量误差来源与分类
• 偶然误差
– 特点 • 随机 • 量级小 – 毫米级 – 示例 • 卫星信号发生部分的随机噪声 • 接收机信号接收处理部分的随机噪声 • 其它外部某些具有随机特征的影响
GNSS测量误差来源与分类
• 与卫星有关的误差 – 卫星星历误差 – 卫星钟差 – 相对论效应 • 与传播途径有关的误差 – 电离层延迟 – 对流层延迟 – 多路径效应 • 与接收设备有关的误差 – 接收机天线相位中心的偏移和变化 – 接收机钟差 – 接收机安置误差
GNSS测量误差来源与分类
• 等效距离误差
等效距离误差/m 1.5—15
信号传播
接收设备
1.5—15
1.5—15
其他影响
1.0
ห้องสมุดไป่ตู้
GNSS测量误差来源与分类
• 系统误差（偏差 - Bias）
– 特点 • 具有某种系统性特征 • 量级大 – 最大可达数百米 – 示例 • 星历误差、卫星钟差、相对论效应 • 对流层折射、电离层折射 • 接收机钟差、天线相位中心的偏差及变化
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卫星定位测量中的误差来源及分类
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的影响。
在GPS定位中，影响观测量精度的主要误差来源,可分为三类：
(1)与GPS卫星有关的误差；
(2)与信号传播有关的误差；
(3)与接收设备有关的误差。
如果根据误差的性质，上述误差尚可分为系统误差与偶然误差两类。
系统性的误差，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。
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。