GPS高程测量误差分析

GPS高程测量的制约因素

3.1 高程基准面的制约因素

3.1.1 大地水准面模型方面的限制

利用GPS求得的是地面点在WGS一84坐标系中的大地高，而我国的《中华人民共和国大地测量法式(草案)》规定，我国高程采用正常高。要想使GPS高程在工程实际中得到应用，必须实现GPS大地高向我国正在使用的正常高的转化。

由上面GPS的测量原理可知，为了得到正常高H,，我们要知道高程异常值爹。对于长距离，GPS测量也能非常有效地得到大地高，但会遇到大地水准面和高程基准面方面的问题。由于大地水准面按经典的说法是:设想一个静止的海水面向陆地延伸而形成一个封闭的曲面，其中通过平均海水面的那个水准面称为大地水准面。但是，随着现代大地测量的发展、测量精度的提高和多方面的需要，再把它说成与平均海水面重合就不能认为是严格的了。因此，我国的黄海高程基准实际上是近似高程系统。

这样的一个大地水准面模型，其相对精度是很低的，从而也制约了GPS高程测量的精度。

3.1.2 高程基准方面的制约因素

由于我国高程基准面比较多，有大连高程基准、大沽高程基准、废黄河基准、吴淞基准、1956年黄海高程基准等等，每一个高程基准都由一高程原点推算，有时一个点的高程值由一个或几个高程基准面来决定。

如果这些高程面的海洋测量或水准测量有误，都将会使高程基准面的基准偏离真实的重力模型，都会影响GPS高程转换的精度。

3.2 GPS高程测f方面的制约因素

3.2.1 相位整周模糊度解算对GPS高程的制约

相位整周模糊度解算是否可靠，直接影响三维坐标的精度。在控制测量中，无论采用快速静态或实时动态测量技术，都必须精确解算得到相位整周数，然而相位整周数模糊度的解算常常会出现解算错误的可能性，从而会影响高程测量的精度。

3.2.2 多路径效应的制约因素

所谓多路径效应是指测站附近反射物反射来自卫星的信号与卫星直接发射的信号同时被接收机接受，这两种信号产生相互影响，使其观测值偏离其真值，产生多路径误差。多路径效应的影响分为直接的和间接的，并能对三维坐标产生分米级影响。

3.2.3 电离层延迟对高程刚量的影响

电离层对GPS测量的影响主要有:电离层群延(绝对测距误差);电离层载波相位超前(相对测距误差);电离层多普勒频移(距速误差);振幅闪烁信号衰减;磁暴、太阳耀斑等，这些电离层的变化都会延迟GPS信号的传播路线。从而影响GPS的高程测量的精度。

3.2.4 星历和参考坐标对高程的制约

卫星的星历是描述卫星运行轨道的信息，精确的轨道信息是GPS 定位的基础。另外，为测定某点的高程就必须获得该地区的一个理想的用WGS一84参考位置。卫星星历质量的好坏及用WGS一84参考位

置确定精度等将直接影响GPS的高程测量，可能会产生几个PPM的影响。

3.2.5 天线高对高程浏量的影响

天线高是一个明显的误差来源。如果使用三脚架，由于高度经常发生变化，外业要求必须对天线高测量进行严格检查。若天线不是由一个厂家生产，则影响会更大，原因是有效相位中心不在同一高度上。

3.2.6 潮汐对GPS高程测量的影响

潮汐现象(包括陆地潮汐和海洋潮汐)对GPS高程测量也能产生很大的影响，特别是当基线超过100km的情况下，其影响可达到厘米级。