GPS定位精度误差的分析研究
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源在数 据 处理和 实际测 量 中对Ｇ Ｓ Ｐ 定位精 度 的影 响 。
关键词 ：Ｇ Ｓ Ｐ ；定位精 度 ；误 差分析
０ 引言
Ｇ Ｓ 为 用 户 提 供 全 天 候 、全 球 实 时 定 位 、 Ｐ可
子 。其计算 方法 是 ： Ｇ Ｏ ＝ （Ｄ Ｐ ＋Ｃｏ Ｐ Ｄ Ｐ Ｐ Ｏ ）２ ｏ） Ｇ Ｓ 对定 位的误 差与 精度 因子 ｆ Ｏ ）的大 Ｐ绝 ＤＰ
Ｐ Ｏ 和 时 间误 差 Ｔ Ｏ 接 收 机 钟 差 精 度 因 子 Ｄ Ｐ Ｄ Ｐｆ
Ｔｍｅ Ｄ ｌｔ ｎｏ Ｐｅｉ ｏ ）的 综 合 影 响 的 精 度 因 ｉ ｉ ｉ ｆ ｒｃ ｉｎ ｕｏ ｓ
收 稿 日期 ：０ ９ １ — ０ ２ ０ — ２ １
＝ ２ 【 ＋ ２ ＋ ）’ ・ ｔ ｃ ｔ △ ２ 】 ａ￣ （ ｃ ＋ Ａ 一 其 中 ，伪距 测 量 的就 是 用 户 和真 实 卫 星位
置 之 间 的 伪 距 ，它 与 计 算 时用 的广 播 星 历 （ ， ‰
，
ｚ 是 有误 差 的 ，这样 ，代入 方程计 算必 然产
７ ２
电 手 元 器 件 主 用 ２ １． ｗ ｗｅｄ．ｚ ０ ０６ ｗ ． ａ ｌ ｃ ｃ
第 １卷 ２
２１年６ ００ 第６ 月期
撬恭
Ｖ１ ｏ ０１ Ｎ． ． ６ ２
小 成正 比 。经分 析 研 究 表 明 ：当观测 站 与４ 观 颗
导航 和授 时等 服务 ，但 定位精 度 不高 是 限制 它应 用 的一 个瓶 颈 。Ｇ Ｓ Ｐ 定位 工作 原 理是 通 过 卫 星发 射不 问断 的 电波信 号 ． 由地 面装 置接 收这 些 信号
后 ，计算 出接 收装 置 的经纬 度 、大地 高度 以及相 对速 度等 ，从 而达 到定 位和 导航 的 目的 。在利 用
在 空 间 的 分 布 范 围 越 小 ，则 Ｇ Ｏ 值 越 大 。 而 Ｄ Ｐ
ＧＳ Ｐ 进行 定位 时 ，Ｇ Ｓ 位 结 果 的 精度 受 到 诸 多 Ｐ定
因素 的影 响 ，如 所 用 的观 测 量类 型 、定 位 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 。主 要误 差来 源 有 与Ｇ Ｓ 星 有关 的误 Ｐ卫
第 ｌ卷 ２
第６ 期
电 子元 嚣 件 主 用
Ｅｅｔ ｎｃ ｏ ｐｎ ｎ ＆Ｄ ｖ ｅＡ ｐｉ ｔ ｎ ｌ ｒ ｉＣ ｍ ｏ ｅｔ ｅｉ ｐｌ ａ ｏｓ ｃｏ ｃ ｃｉ
Ｖ０ ＿２ Ｎｏ６ ｌ ． ｌ
２ Ｏ 月 ０ｌ 年６
Ｊ ｎ ．２ ｌ ｕｅ ０Ｏ
ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５２ １ ． ． ５ ｏ： ． ９ ．ｓ ．５ ３ ４ ９ ． ００ ０ １ ９ ｊｓ ０ ６２
的数 量及 精 度 等 。星 历误 差 是测 量 Ｇ Ｓ Ｐ 的重要 误
ＧＳ Ｐ 定位精度误差的分析研究
朱 文 华
（ 西安 电子科技 大学 电子 工程 学院 ，陕西 西安
摘
７ ０７） １０ １
要 ：首 先对Ｇ Ｓ Ｐ 定位 精度 的 定 义进行 了 阐述 ，然后 对 影 响Ｇ Ｓ Ｐ 定位 的 几种误 差 来源 、方
式 、特 点等 进行 了分 析 ，并针 对不 同误 差 ，给 出 了其提 高精 度 的方 法 ，同时分 析 了这 些误 差
Ｇ Ｏ 值 越 小 ，则 观 测 效果 就 越 显 著 。 因此 ，可 Ｄ Ｐ 以 参 照Ｇ Ｏ 值 的大 小 来 决 定 观 测 效 果 的 好 坏 ， Ｄ Ｐ
同时决 定是否 采用 此点位 或此 观测值 。
差 、与信号 传播 有关 的误 差 、与接 收设 备 有关 的
误 差 等 。研究 误差 的意义 就在 于： 正确认识 误差 的 性 质 ，分 析 误 差 产 生 的原 因 ，以消 除 或减 少 误
差 ：正确处 理 测量 和实 验数据 ，合 理计 算 所得 结 果 。以 便 在 一 定 条 件 下 得 到 更 接 近 于 真值 的 数
据
２ Ｇ Ｓ 差 分 析 Ｐ误
２１ 与卫星 有关 的误 差 ．
１ Ｇ Ｓ 度 Ｐ精
Ｇｓ Ｐ 的测 量精 度 主要 有 两 种重 要 因素 ：测量 误 差 和卫 星 与用户 的几 何 位置 ｆ 我们 用 空 间位 置 精 度 因 子 Ｐ Ｏ （ｏｉｏ ｉ ｔ ｎｏ ｒｃｓ ｎ Ｄ Ｐ Ｐ ｓ ｉｎＤ ｌ ｉ ｆ ｅｉｏ ）来 ｔ ｕｏ Ｐ ｉ 表 示 ，但 通 常都用几 何精度 因子Ｇ Ｏ ｆｅ ｍｅ ｉ Ｄ Ｐ Ｇ ｏ ｔ ｒ Ｄ ｌ ｉ ｆ ｒｃ ｉｎ ｉ ｔ ｎｏ Ｐｅｉ ｏ ）来 描 述 空 间位 置 精 度 因 子 ｕｏ ｓ
Ｊ ｎ ．２ １ ｕ ｅ ００
生定 位误差 。在一个 观 测 时间段 内 ，星历 误 差 属 系统误 差特 性 ，是一 种起 始数 据 误差 。其 误 差 大
式 中 ，ｅ 电子 电荷 ，ｍ是 电子 质 量 ， 是
是
积 分 电子浓度 。
小 取 决于卫 星追 踪站 的数量及 空 间分 布 、观 测值
（）星历误 差 １ 星历 误差 主要 是 由于卫 星 在运 行 中受 到多种
外 力 的交叉 影 响造成 的 ，而通 过地 面监 测站 又难
以充分 可靠 地测 定这 些相 互作 用力 并掌 握它 们 之 间的规 律 ，因此 ，在 星历 预报 时会 产生 较大 的误 差 。卫 星 电文发 布 的广播 星历 与真 实 的卫星 位置 有误 差 。故其定 位方程 为 ：
源自文库
测卫 星所 构成 的六 面体体 积 越大 时 ．所测 卫星 在 空 间的分 布范 围也 越大 ，而 这时 的Ｇ Ｏ 值 越 小 ， ＤＰ 观测 的精 度也越 好 。但是 ，为 了降低 大气 折射 对 观测 精度 的影 响 ．通常 都要 先 限制 观 测卫 星 的高 度角 （ 折射 对观测 精 度 的影 响） 大气 。所测 卫 星在 空 间 的分 布范 围越 大 ，Ｇ Ｏ 值 越 小 ；所 测 卫 星 Ｄ Ｐ
关键词 ：Ｇ Ｓ Ｐ ；定位精 度 ；误 差分析
０ 引言
Ｇ Ｓ 为 用 户 提 供 全 天 候 、全 球 实 时 定 位 、 Ｐ可
子 。其计算 方法 是 ： Ｇ Ｏ ＝ （Ｄ Ｐ ＋Ｃｏ Ｐ Ｄ Ｐ Ｐ Ｏ ）２ ｏ） Ｇ Ｓ 对定 位的误 差与 精度 因子 ｆ Ｏ ）的大 Ｐ绝 ＤＰ
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收 稿 日期 ：０ ９ １ — ０ ２ ０ — ２ １
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后 ，计算 出接 收装 置 的经纬 度 、大地 高度 以及相 对速 度等 ，从 而达 到定 位和 导航 的 目的 。在利 用
在 空 间 的 分 布 范 围 越 小 ，则 Ｇ Ｏ 值 越 大 。 而 Ｄ Ｐ
ＧＳ Ｐ 进行 定位 时 ，Ｇ Ｓ 位 结 果 的 精度 受 到 诸 多 Ｐ定
因素 的影 响 ，如 所 用 的观 测 量类 型 、定 位 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 。主 要误 差来 源 有 与Ｇ Ｓ 星 有关 的误 Ｐ卫
第 ｌ卷 ２
第６ 期
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Ｖ０ ＿２ Ｎｏ６ ｌ ． ｌ
２ Ｏ 月 ０ｌ 年６
Ｊ ｎ ．２ ｌ ｕｅ ０Ｏ
ｄ ｉ ０３ ６ ／ｉ ｎ１ ６ － ７ ５２ １ ． ． ５ ｏ： ． ９ ．ｓ ．５ ３ ４ ９ ． ００ ０ １ ９ ｊｓ ０ ６２
的数 量及 精 度 等 。星 历误 差 是测 量 Ｇ Ｓ Ｐ 的重要 误
ＧＳ Ｐ 定位精度误差的分析研究
朱 文 华
（ 西安 电子科技 大学 电子 工程 学院 ，陕西 西安
摘
７ ０７） １０ １
要 ：首 先对Ｇ Ｓ Ｐ 定位 精度 的 定 义进行 了 阐述 ，然后 对 影 响Ｇ Ｓ Ｐ 定位 的 几种误 差 来源 、方
式 、特 点等 进行 了分 析 ，并针 对不 同误 差 ，给 出 了其提 高精 度 的方 法 ，同时分 析 了这 些误 差
Ｇ Ｏ 值 越 小 ，则 观 测 效果 就 越 显 著 。 因此 ，可 Ｄ Ｐ 以 参 照Ｇ Ｏ 值 的大 小 来 决 定 观 测 效 果 的 好 坏 ， Ｄ Ｐ
同时决 定是否 采用 此点位 或此 观测值 。
差 、与信号 传播 有关 的误 差 、与接 收设 备 有关 的
误 差 等 。研究 误差 的意义 就在 于： 正确认识 误差 的 性 质 ，分 析 误 差 产 生 的原 因 ，以消 除 或减 少 误
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２ Ｇ Ｓ 差 分 析 Ｐ误
２１ 与卫星 有关 的误 差 ．
１ Ｇ Ｓ 度 Ｐ精
Ｇｓ Ｐ 的测 量精 度 主要 有 两 种重 要 因素 ：测量 误 差 和卫 星 与用户 的几 何 位置 ｆ 我们 用 空 间位 置 精 度 因 子 Ｐ Ｏ （ｏｉｏ ｉ ｔ ｎｏ ｒｃｓ ｎ Ｄ Ｐ Ｐ ｓ ｉｎＤ ｌ ｉ ｆ ｅｉｏ ）来 ｔ ｕｏ Ｐ ｉ 表 示 ，但 通 常都用几 何精度 因子Ｇ Ｏ ｆｅ ｍｅ ｉ Ｄ Ｐ Ｇ ｏ ｔ ｒ Ｄ ｌ ｉ ｆ ｒｃ ｉｎ ｉ ｔ ｎｏ Ｐｅｉ ｏ ）来 描 述 空 间位 置 精 度 因 子 ｕｏ ｓ
Ｊ ｎ ．２ １ ｕ ｅ ００
生定 位误差 。在一个 观 测 时间段 内 ，星历 误 差 属 系统误 差特 性 ，是一 种起 始数 据 误差 。其 误 差 大
式 中 ，ｅ 电子 电荷 ，ｍ是 电子 质 量 ， 是
是
积 分 电子浓度 。
小 取 决于卫 星追 踪站 的数量及 空 间分 布 、观 测值
（）星历误 差 １ 星历 误差 主要 是 由于卫 星 在运 行 中受 到多种
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以充分 可靠 地测 定这 些相 互作 用力 并掌 握它 们 之 间的规 律 ，因此 ，在 星历 预报 时会 产生 较大 的误 差 。卫 星 电文发 布 的广播 星历 与真 实 的卫星 位置 有误 差 。故其定 位方程 为 ：
源自文库
测卫 星所 构成 的六 面体体 积 越大 时 ．所测 卫星 在 空 间的分 布范 围也 越大 ，而 这时 的Ｇ Ｏ 值 越 小 ， ＤＰ 观测 的精 度也越 好 。但是 ，为 了降低 大气 折射 对 观测 精度 的影 响 ．通常 都要 先 限制 观 测卫 星 的高 度角 （ 折射 对观测 精 度 的影 响） 大气 。所测 卫 星在 空 间 的分 布范 围越 大 ，Ｇ Ｏ 值 越 小 ；所 测 卫 星 Ｄ Ｐ