影响GPS高程测量精度的因素分析
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著。 ２ 与 信 号 传 播 有 关 的误 差
而且 由于接收机 中大多采用的石英钟 ，因而其钟误差较卫星钟更为显 著 。该项误差主要取决 于钟 的质 量，与使用时的环境有一定的关 系。 （ ） 收机安置误差 。接收 机天线相位 中心相对 于测站标石 中 ２ 接 心位置的偏差称为接收机安置误差。它包括 天线 的整平和对 中误差 以 及天线高的量测误差。天线高 是一个 明显 的误差来 源。Ｒ Ｋ Ｔ 系统通过 使 用定长 的流动杆来减少这种误差 的可能性 ，如果使用三 角架 ，由于 高度经常 变化 ， 以外业要求必须对天线高测量进行仔细复核 。另一 所 个不太 明显 的问题是 天线相位 中心变化 ，天线的机械 中心与其 电子相 位 中心一般不重合 。而且 ，电子相位中心是变化的 ，它取决于接受信 号的频率 、方位 角和高度 角。因此 ，不仅需要测量 电子相位 中心的平 均位置相对于天线机械 中心的变化 ，而且要 定义整个可见天球的相位 中心的变化 。
旁、沙滩 、飞机、舰船等 ） ， 下 码信 号受 多径误差 的影 响 ， 可导致接 收机的相位失锁 ； 实践证 明 ， ④ 观测值 中的很 多周跳都是 由于 多路径 误差引起 的。接收机天线附近的水平面 、垂直面和斜面 都会使ＧＰ 信 Ｓ 号产生镜 反射 。天线附 近的地形地物 ，例如道路 、树木 、建筑物 、池 塘 、水 沟、沙滩 、山谷 、山坡等都能构成镜反射。因此 ， 择Ｇ Ｓ 选 Ｐ 点
一 ～
（ １）卫星星历 误差。在进 行ＧＰ 定 位时 ，计算在 某时刻ＧＰ 卫 Ｓ ｓ 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。 确定Ｇ Ｓ Ｐ 卫星轨道是减少星历误差的根本方法 ，利用区域性Ｇ Ｓ Ｐ 跟踪网可以确定Ｇ Ｓ卫星轨道 。跟踪站地心坐标的误差对卫星轨 道的 Ｐ 影响是ｌ 倍或更大。因此 ， ０ 要提 供优 于２ ｍ精度的卫星轨道 ，要求跟 踪站地心坐标 的精度优于０１ ．ｍ。据 介绍 ，采用强约束全球站松弛轨道 的加权约束基准方法 ， 以得出优于５ｍ的相对坐标值 ，基本上可 以 可 ｃ
位 时应特别注 意避开这些地形地物 ，采取提高天线高度和其他防止多
路径误差 的措施 。
３ 与 接 收 机 有关 的误 差
wk.baidu.com
（ ）接 收机钟的钟误 差。与卫星钟一样 ，接 收机钟也有 误差 。 １
满足我 国现阶段区域性定轨 的需要。 ‘ （ ） ２ 卫星钟 差。Ｇ Ｓ Ｐ 的测 量精 度在很大程度上取 决于测时的精 度， 无论是Ｇ ｓ Ｐ 伪距定位还是载波相位测量，均要求卫星钟与接收机 钟严格 同步。尽管卫星上使用高精度的原Ｔ ￣ ， 它与理 想的Ｇ Ｓ时 －０ 但 ｖ Ｐ 间依然存在偏差 ， 为卫星钟差 。卫星钟差如不经任何改正 ，它所引 称 起的等效距离偏差最大可达３０ ０ ｍ。
多路 径 效应 模 型 误 差
关 键 词 ＧＰ 高程 测 量 ｓ
由于Ｇ Ｓ ［ Ｐ ￣ 量具有速度快 、精度高 的特点 ， Ｊ 很快被 广泛运 用到 各 项测 量工作 中。但是 ，在Ｇ Ｓ ｒ Ｐ ￣ 高方 面还有 很多亟待 研究解 决的 问 ］ 题 ，Ｇ Ｓ Ｐ 高程测量精度问题至今仍是测量领域 亟待研究解决 的问题 。 本文 主要讨论Ｇ Ｓ Ｐ 高程测量精度的影响因素 ，并针对各项因素结合实 践提出一些防治措施。 影响 Ｇ Ｓ 程 测量 中大地 高 精 度 的 因素 有很 多 ，主要 来 源于 Ｐ高 ＧＳ Ｐ 卫星 、卫星信号的传播过程和地面接收设备 ，还有与地球整体运 动有关 的地球潮汐 、负荷潮等的影响。而 影响大地高转换为正常高精 度的因素与采用的转换方式有关 。
肉ｌ． 技 ２１ １ ４ Ｉ科 ： ００ ０ 年第 期 ６
影 响ＧＰ 高程 测 量 精 度 的 因素 分 析 Ｓ
刘 舜
（陕 西 铁 路 工 程 职 业 技 术 学 测 绘 工 程 系 ） 摘 要 本文分析 了影响Ｇ ｓ ｐ 高程 测量精度主要 因素 ，并针 对各 项因素 结合 实践提 出一些防治措施 。
（） ３ 相对论效应 。根据狭义 相对论 的观 点 ，由于卫星时钟 与接 收机时钟在惯性 系中的运动速度不同 ，卫星钟相对接收机而言将产生 频率偏移 ， 其结果是卫星时钟 “ 变慢 ”。另外 ，根据 广义 相对论 的理 论 ，由于卫星所在位置的引力位与地 表引力位不同 ， 其振 荡器频率将 产生相对变化 。这种现 象通常称 为引力频移 （ ｒ ｉ ｔ ｎ ｌｈ ｔ ｇａ ｔｉ ａ ｓｉ ），其 ｖａ ｏ ｆ 结果是使得卫星时钟 “ 变快 ”。除 了卫星钟频率 偏移 以外 ，相对 沦效 应影响还包括地球引力场引起 的信号传播几何延迟 ，也叫 引力延迟 。 电磁波穿过 引力场时其传播 路径会发 生弯 曲 ，引力场愈 强弯 曲愈显
１ 与 卫 星有 关 的 误 差
接收到 的卫星信号 中还包含有各种反射和折射信号的影响 ，这就是所 谓 的多路 径效 应。多路径效 应将严重损坏Ｇ Ｓ Ｉ 的精 度 ，严重时还 Ｐ ￣量 ］ 将 引起信号的失锁 ，是Ｇ Ｓ Ｉ 中一种重要的误差源。 Ｐ ￣量 多路径 误差 的大小 ，取决于反射波的强弱和用户天线抗衡反射波 的能力 。用户天线附 设仰 径板 ，当仰径板 半径 为４ ｃ ０ ｍ，天线高于 ｌ ｍ ２ ｍ，可抑制 多路径影 响。据 大量资料的分 析统 计 ，多路径误 差有 以下危 害 ：① 当边 长小于 １ｋ 时 ，主要误差 源是天线 的对 中误差和 ０ｉ ｎ 多路径误 差 ；②多路径误差对点 位坐标的影响 ，在一 般环境下可达５ ９ｍ，在 高反射环 境 下可达 １ｃ ｃ ５ ｍ；③在 高反射 环境 （ 城镇 、水体
而且 由于接收机 中大多采用的石英钟 ，因而其钟误差较卫星钟更为显 著 。该项误差主要取决 于钟 的质 量，与使用时的环境有一定的关 系。 （ ） 收机安置误差 。接收 机天线相位 中心相对 于测站标石 中 ２ 接 心位置的偏差称为接收机安置误差。它包括 天线 的整平和对 中误差 以 及天线高的量测误差。天线高 是一个 明显 的误差来 源。Ｒ Ｋ Ｔ 系统通过 使 用定长 的流动杆来减少这种误差 的可能性 ，如果使用三 角架 ，由于 高度经常 变化 ， 以外业要求必须对天线高测量进行仔细复核 。另一 所 个不太 明显 的问题是 天线相位 中心变化 ，天线的机械 中心与其 电子相 位 中心一般不重合 。而且 ，电子相位中心是变化的 ，它取决于接受信 号的频率 、方位 角和高度 角。因此 ，不仅需要测量 电子相位 中心的平 均位置相对于天线机械 中心的变化 ，而且要 定义整个可见天球的相位 中心的变化 。
旁、沙滩 、飞机、舰船等 ） ， 下 码信 号受 多径误差 的影 响 ， 可导致接 收机的相位失锁 ； 实践证 明 ， ④ 观测值 中的很 多周跳都是 由于 多路径 误差引起 的。接收机天线附近的水平面 、垂直面和斜面 都会使ＧＰ 信 Ｓ 号产生镜 反射 。天线附 近的地形地物 ，例如道路 、树木 、建筑物 、池 塘 、水 沟、沙滩 、山谷 、山坡等都能构成镜反射。因此 ， 择Ｇ Ｓ 选 Ｐ 点
一 ～
（ １）卫星星历 误差。在进 行ＧＰ 定 位时 ，计算在 某时刻ＧＰ 卫 Ｓ ｓ 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。 确定Ｇ Ｓ Ｐ 卫星轨道是减少星历误差的根本方法 ，利用区域性Ｇ Ｓ Ｐ 跟踪网可以确定Ｇ Ｓ卫星轨道 。跟踪站地心坐标的误差对卫星轨 道的 Ｐ 影响是ｌ 倍或更大。因此 ， ０ 要提 供优 于２ ｍ精度的卫星轨道 ，要求跟 踪站地心坐标 的精度优于０１ ．ｍ。据 介绍 ，采用强约束全球站松弛轨道 的加权约束基准方法 ， 以得出优于５ｍ的相对坐标值 ，基本上可 以 可 ｃ
位 时应特别注 意避开这些地形地物 ，采取提高天线高度和其他防止多
路径误差 的措施 。
３ 与 接 收 机 有关 的误 差
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（ ）接 收机钟的钟误 差。与卫星钟一样 ，接 收机钟也有 误差 。 １
满足我 国现阶段区域性定轨 的需要。 ‘ （ ） ２ 卫星钟 差。Ｇ Ｓ Ｐ 的测 量精 度在很大程度上取 决于测时的精 度， 无论是Ｇ ｓ Ｐ 伪距定位还是载波相位测量，均要求卫星钟与接收机 钟严格 同步。尽管卫星上使用高精度的原Ｔ ￣ ， 它与理 想的Ｇ Ｓ时 －０ 但 ｖ Ｐ 间依然存在偏差 ， 为卫星钟差 。卫星钟差如不经任何改正 ，它所引 称 起的等效距离偏差最大可达３０ ０ ｍ。
多路 径 效应 模 型 误 差
关 键 词 ＧＰ 高程 测 量 ｓ
由于Ｇ Ｓ ［ Ｐ ￣ 量具有速度快 、精度高 的特点 ， Ｊ 很快被 广泛运 用到 各 项测 量工作 中。但是 ，在Ｇ Ｓ ｒ Ｐ ￣ 高方 面还有 很多亟待 研究解 决的 问 ］ 题 ，Ｇ Ｓ Ｐ 高程测量精度问题至今仍是测量领域 亟待研究解决 的问题 。 本文 主要讨论Ｇ Ｓ Ｐ 高程测量精度的影响因素 ，并针对各项因素结合实 践提出一些防治措施。 影响 Ｇ Ｓ 程 测量 中大地 高 精 度 的 因素 有很 多 ，主要 来 源于 Ｐ高 ＧＳ Ｐ 卫星 、卫星信号的传播过程和地面接收设备 ，还有与地球整体运 动有关 的地球潮汐 、负荷潮等的影响。而 影响大地高转换为正常高精 度的因素与采用的转换方式有关 。
肉ｌ． 技 ２１ １ ４ Ｉ科 ： ００ ０ 年第 期 ６
影 响ＧＰ 高程 测 量 精 度 的 因素 分 析 Ｓ
刘 舜
（陕 西 铁 路 工 程 职 业 技 术 学 测 绘 工 程 系 ） 摘 要 本文分析 了影响Ｇ ｓ ｐ 高程 测量精度主要 因素 ，并针 对各 项因素 结合 实践提 出一些防治措施 。
（） ３ 相对论效应 。根据狭义 相对论 的观 点 ，由于卫星时钟 与接 收机时钟在惯性 系中的运动速度不同 ，卫星钟相对接收机而言将产生 频率偏移 ， 其结果是卫星时钟 “ 变慢 ”。另外 ，根据 广义 相对论 的理 论 ，由于卫星所在位置的引力位与地 表引力位不同 ， 其振 荡器频率将 产生相对变化 。这种现 象通常称 为引力频移 （ ｒ ｉ ｔ ｎ ｌｈ ｔ ｇａ ｔｉ ａ ｓｉ ），其 ｖａ ｏ ｆ 结果是使得卫星时钟 “ 变快 ”。除 了卫星钟频率 偏移 以外 ，相对 沦效 应影响还包括地球引力场引起 的信号传播几何延迟 ，也叫 引力延迟 。 电磁波穿过 引力场时其传播 路径会发 生弯 曲 ，引力场愈 强弯 曲愈显
１ 与 卫 星有 关 的 误 差
接收到 的卫星信号 中还包含有各种反射和折射信号的影响 ，这就是所 谓 的多路 径效 应。多路径效 应将严重损坏Ｇ Ｓ Ｉ 的精 度 ，严重时还 Ｐ ￣量 ］ 将 引起信号的失锁 ，是Ｇ Ｓ Ｉ 中一种重要的误差源。 Ｐ ￣量 多路径 误差 的大小 ，取决于反射波的强弱和用户天线抗衡反射波 的能力 。用户天线附 设仰 径板 ，当仰径板 半径 为４ ｃ ０ ｍ，天线高于 ｌ ｍ ２ ｍ，可抑制 多路径影 响。据 大量资料的分 析统 计 ，多路径误 差有 以下危 害 ：① 当边 长小于 １ｋ 时 ，主要误差 源是天线 的对 中误差和 ０ｉ ｎ 多路径误 差 ；②多路径误差对点 位坐标的影响 ，在一 般环境下可达５ ９ｍ，在 高反射环 境 下可达 １ｃ ｃ ５ ｍ；③在 高反射 环境 （ 城镇 、水体