GPS载波相位观测量的误差源

GPS测量的误差来源分析与应对措施摘要：gps测量的误差直接影响着gps定位精度，本文按其产生的来源、性质及对gps系统的影响等进行了介绍和初步分析,提出了相应的措施以便消除或削弱它们对测量成果的影响。

关键词：gps误差；来源定位；精度；应对措施中图分类号：th161 文献标识码：a 文章编号：一、概述gps（globalpositioningsystem)是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的全球卫星定位系统。

该系统具有全球性、全天候、连续性等三维导航和定位能力,并具有良好的抗干扰性和保密性。

1．gps系统的组成gps全球卫星定位系统由空间卫星群、地面监控系统和用户使用的gps卫星接收设备三大部分组成。

2．gps的主要特点（1）全球覆盖连续导航定位:由于gps有24颗卫星,且分布合理,轨道高达20200km,所以在地球上和近地空间任何一点,均可连续同步地观测4颗以上卫星,实现全球、全天候连续导航定位。

（2）高精度三维定位:gps能连续地为各类用户提供三维位置、三维速度和精确时间信息。

gps提供的测量信息多,既可通过伪码测定伪距,又可测定载波多普勒频移、载波相位。

（3）抗干扰性能好、保密性强;gps采用数字通讯的特殊编码技术,即伪噪声码技术,因而具有良好的抗干扰性和保密性。

二、gps测量的误差来源分析gps测量的主要误差来源可分为: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。

1．与卫星有关的误差（1）卫星星历误差由于卫星星历所给出的卫星在空间的位置与卫星的实际位置之差称卫星星历误差。

它属于一种起算数据的误差，其大小取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等，其对单点定位有严重的影响，在精密相对定位中也是一个重要的误差来源。

削弱此误差的主要措施有：①建立自己的卫星跟踪网独立定轨。

GPS在高程测量中的误差来源及应对措施【摘要】本文通过GPS在高程中的误差分析，对提高GPS测量高程精度的方法及措施进行了详细描述。

【关键词】GPS；大地高；正常高；高程拟合；高程异常一、引言众所周知，GPS作为现代化的三维测量工具，已被越来越广泛地运用到平面测量工作中去，如平面控制测量、地形测量、施工测量等。

但是GPS在实际的工作实践中，却较少运用于高程测量。

这是由于我国幅员辽阔，GPS测高受区域性大地水准面的限制以及仪器和外界条件等诸方面因素的影响，所测高程精度较低，无法满足各项工程建设的需要。

那么GPS测量高程的误差主要有哪些呢？我们又如何采取有效措施来提高高程测量精度呢？二、GPS高程测量原理利用GPS求得的是地面点在WGS-84坐标系中的大地高H84，而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。

如图1所示。

有公式：Hr=H84-ζ由上式可知GPS高程测量的结果Hr误差主要由大地高H84的误差和高程异常ζ的误差的组成。

三、影响大地高H84的误差来源1.相位整周模糊度解算对GPS高程的影响。

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。

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.电离层延迟对高程测量量的影响：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。

GPS定位误差分析及处理摘要:本文将对影响GPS定位的主要误差源进行分析和讨论,研究它们的性质、大小及对定位所产生的影响,并介绍消除和削弱这些误差影响的方法和措施。

关键词:GPS误差源处理措施GPS即全球定位系统(Global Positioning System)。

简单地说,这是一个由覆盖全球的24颗卫星组成的卫星系统。

GPS定位测量中出现的各种误差按其产生源可分为3大部分:GPS信号的自身误差即与卫星有关的误差;GPS信号的传播误差;GPS接收机的误差。

一、GPS信号的自身误差和SA,AS影响1.1轨道误差即卫星星历误差。

有关部门提供一定精度的卫星轨道,以广播星历形式发播给用户使用,从而已知观测瞬间所观测卫星的位置,因而卫星轨道误差与星历误差是一个含义。

卫星星历误差又等效为伪距误差即由卫星星历所给出的卫星位置与卫星的实际位置之差。

星历误差的大小主要取决于卫星定轨站的数量及其地理分布,观测值的数量及精度,定轨时所用的数学力学模型和定轨软件的完善程度以及与星历的外推时间间隔等,由于卫星轨道受地球和日、月引力场、太阳光压、潮汐等摄动力及大气阻力的影响,而其中有的是随机影响,而不能精密确定,使卫星轨道产生误差。

1.2美国的SA技术与AS影响。

SA技术是选择可用性(Selective? ?Availability)的简称,它是由两种技术使用户的定位精度降低,即δ(dither)技术和ε(epsilon)技术。

δ技术是人为地施加周期为几分钟的呈随机特征的高频抖动信号,使GPS卫星频率10.23MHz加以改变,最后导致定位产生干扰误差,ε技术是降低卫星星历精度,呈无规则的随机变化,使得卫星的真实位置增加了人为的误差。

控制网的静态GPS测量是利用载波相位测量,一般是由一个点设为已知点与一个待定点位同步观测GPS卫星,取得载波相位观测值,从而得出待定点位的坐标或两点间的坐标值,称为基线测量,短基线测量可以消除SA影响。

实测星历根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。

7第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响单点定位星历误差的径向分量作为等价测距误差进入平差计算，配赋到星站坐标和接收机钟差改正数中去，具体配赋方式则与卫星的几何图形有关。

8第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响相对定位利用两站的同步观测资料进行相对定位时，由于星历误差对两站的影响具有很强的相关性，所以在求坐标差时，共同的影响可自行消去，从而获得高精度的相对坐标。

第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响根据一次观测的结果，可以导出星历误差对定位影响的估算式为：--- 基线长；db——卫星星历误差所引起的基线误差；p 一一卫星至测站的距离；ds——星历误差；ds——卫星星历的相对误差。

第二节与卫星有关的误差3.减弱星历误差影响的途径1）建立自己的GPS卫星跟踪网独立定轨2）相对定位3）轨道松弛法9第二节与卫星有关的误差二、卫星钟的钟误差卫星钟采用的是GPS时，但尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟御钟和锥钟），它们与理想的GPS时之间仍存在着难以避免的频率偏差或频率漂移，也包含钟的随机误差。

这些偏差总量在Ims 以内，由此引起的等效距离可达300km o11第二节与卫星有关的误差二、卫星钟的钟误差卫星钟差的改正卫星钟差可通过下式得到改正：is aO al（t iff）日2（t W1）相对定位：利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时可以有效地减弱电离层折射的影响，即使不对电离层折射进行改正，对基线成果的影响一般也不-6会超过IXIO O16第三节卫星信号传播误差2减弱电离层影响的有效措施2）双接收：如分别用两个已知频率fl和f2发射卫星信号，则两个不同频率的信号就会沿同一路径到达接收机。

公式中积分值虽然无法计算，但对两个频率的信号却是相同的。

第三节卫星信号传播误差二、对流层折射、对流层及其影响2、减弱对流层影响的措施3、用霍普非尔德公式进行对流层折射改正17第三节卫星信号传播误差1、对流层及其影响对流层是高度为50km以下的大气层，由于离地面更近，其大气密度比电离层更大，大气状态变化更复杂。

浅谈GPS测绘存在误差及有效提高定位精度摘要：笔者论述了GPS测量误差的来源，并指出在土地整理测绘项目中提高GPS控制测量平面和高程精度的手段和措施，对实际工作有一定的指导作用。

关键词：土地整理测绘；GPS卫星测量；误差；定位；精度近年来，我市国土资源部门依据土地利用总体规划和土地开发整理规划，对部份地区的土地进行了集中整理开发。

为了保障该项工作的顺利开展，首先要获取准确的野外地形资料，在时间紧、工作区域分散等不利条件下，工作过程中普遍采用了GPS技术，保证了数据资料的精度和工程的进度。

1GPS的误差来源我们在利用GPS进行定位测量时，会受到诸多因素的影响，产生定位误差。

影响GPS定位精度的因素一般可分为以下四类：1.1与GPS卫星有关的因素1.1.1信号误差美国政府从其国家利益出发，通过降低广播星历精度，在GPS基准信号中加入高频抖动信号等方法，人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。

1.1.2卫星星历误差在进行GPS定位时，计算在某时刻GPS卫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。

1.1.3卫星钟差卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。

1.1.4卫星信号发射天线相位中心偏差卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。

1.2与传播途径有关的因素1.2.1电离层延迟由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为电离层延迟。

电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上电子总含量有关。

1.2.2对流层延迟由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生变化，这种变化称为对流层延迟。

电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度、湿度和气压有关。

试析GPS测量误差的原因与控制措施【摘要】现代的测量中普遍利用gps技术，而且其精度能够有所保障，对于正常的测量工作都可以顺利完成。

本文主要对gps测量误差的原因与控制措施进行了探讨。

【关键词】gps；测量误差；原因；控制措施研发gps全球定位系统的国家是美国而且于1994年将卫星导航以及定位系统正式予以投入使用。

在进行测量中，gps系统在进行工程测量、大地测量、航空摄影测量和地形测量等相关利于已经十分普遍。

由于测量精度与测量误差之间具有直接的联系，因此一定要对gps中如何出现的测量误差进行全面了解并找到解决降低影响的方法。

1 gps测量的误差原因1.1电离层折射误差在gps信号从电离层经过的时候，将会改变卫星信号路径，同时也会改变传播的速度。

所以经过信号传播时间以及在真空中光速计算而得出的距离将和卫星到接收机具体的几何距离之间出现偏差，这种偏差叫做电离层折射误差。

将电离层改为正数大小的程度影响的要素主要是电子总量以及信号频率。

在进行载波相位的测量过程中电离层折射改正以及伪距的测量应该保持一致的改正数，符号则对立，就gps信号信号而言，天顶方向上这种距离的改正的最大限度为50 m，在靠近地平方向的时候（其高度角在20°上）有150 m，所以一定要认真修改定位的结果，以保证观测值具有较高的精度。

1.2多路径误差所谓的多路径误差就是gps接收机不但能够直接将对卫星上的信号予以接收，而且还能将接收机天线四周物体所反射出的信号进行接收，将两种信号进行叠加之后，gps信号的相位就会出现相应的变化，这样就会出现测量误差。

多路径误差在对伪距进行测量的时候出现的误差可大出数米，而载波相位的观测量所产生的误差有数厘米。

即使多路径所出现的误差很小，然而多路径误差关系到所有的测站环境，并且都是以不规律的形式出现的。

所以，它是其中的一个高精度gps测量出现的常见误差。

1.3卫星轨道偏差估计以及读卫星轨道的偏差进行处理是一件十分棘手的工作，主要是因为卫星在运行中影响的摄动力比较多而且十分复杂，在经过地面监测站的时候，要想真实地将相应的作用力予以测出同时对其得以把握是十分困难的。

GPS在测绘监测中的误差分析与矫正GPS（全球定位系统）是一项广泛应用于测绘监测领域的技术，它通过利用卫星发射的信号来确定地球上某一特定位置的方法。

然而，尽管GPS在测绘监测中被广泛使用，但它并不完全准确。

本文将讨论GPS在测绘监测中的误差分析及其矫正方法。

首先，我们来分析GPS在测绘监测中可能存在的误差源。

GPS信号传输存在天体误差、大气延迟、多径效应、接收机钟差等因素。

其中，天体误差是指由于卫星的轨道偏差、钟差和钟漂等因素引起的误差。

而大气延迟则是由于信号穿过大气层时受到折射、散射等影响造成的误差。

此外，由于信号在反射物体上发生反射形成多径效应，进一步影响了GPS的准确性。

最后，接收机的钟差也会导致GPS定位的误差。

为了矫正GPS在测绘监测中的误差，有许多方法可供选择。

一种常用的方法是增加接收站数量，利用多个接收站同时进行观测，以减小误差。

对于在空间范围较广的大型工程测绘中，采用分区域、多基准站联测等方法，可以提高测量的精度和可靠性。

此外，采用差分GPS技术也是一种有效矫正误差的方法。

差分GPS技术是通过同时观测一个已知坐标的基准站与待测站的GPS信号，通过计算两者之间的差异来矫正误差。

除了以上方法外，还可以利用精密测量设备来校正GPS的误差。

例如，采用地面控制点辅助校正GPS测量结果，通过与实测的地面控制点进行比对，对GPS 测量数据进行修正。

此外，利用罗盘、加速度计等传感器的数据，可以对GPS测量数据进行滤波处理，降低误差。

另外，由于大气延迟是GPS误差的重要来源之一，准确地估计和矫正大气延迟对于提高GPS的精度至关重要。

目前，常用的方法包括无电离层组合、双差改正模型和基于天然气象模型的组合等。

其中，无电离层组合通过组合GPS的L1和L2频率的载波相位观测值，可以消除掉电离层延迟的影响。

而双差改正模型则是通过对两个接收机之间的差分观测值进行改正，消除大气延迟的影响。

此外，为了提高GPS的测量精度，还可以使用RTK（实时动态测绘）技术。

GPS定位的误差来源GPS定位的误差来源GPS在实际⽣活中为我们带来许多便利，其最主要的功能来⾃于本⾝的精准定位。

⽆论是车载导航仪为我们指路导航，还是⼿持机为我们提供精确的经纬度⽤来指明⽅向，以及GPS产品在⼯业上、物流业中甚⾄诸多⾏业中带来实际应⽤效果，都证明了GPS产品的定位精准性是其应⽤⼴泛的重要⽀柱。

但是在实际使⽤当中，GPS的定位精度未必会让我们满意，GPS产⽣位置漂移和位置偏差现象的原因是什么？GPS定位的误差来源有哪些呢？在什么情况下能避免此类现象的发⽣呢？下⾯, 简单介绍GPS测量的误差来源及处理⽅法。

在利⽤GPS进⾏定位时，GPS定位结果的精度受到诸多因素的影响，如所⽤的观测量类型、定位的⽅式、卫星的⼏何分布、数据处理⽅法、美国政府政策的限制等。

在GPS测量中, 影响测量精度的主要误差来源可分为三类：与GPS卫星有关的误差、与信号有关的误差、与接收设备有关的误差。

如果根据误差的性质分类，可分为系统误差和偶然误差两种。

其中, 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；系统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层折射的误差等。

系统误差⼀般可以通过某些措施予以减弱和修正，常见的⽅法有：( 1)引⼊相应的未知参数, 在数据处理中连同其他未知参数⼀起解算；( 2)建⽴系统误差模型，对观测值加以修改；( 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。

⼀、与GPS卫星有关的因素⼴播星历误差( 轨道误差)是当前GPS 定位的重要误差来源之⼀。

卫星星历是GPS 卫星定位中的重要数据。

由卫星星历所给出的卫星位置与卫星的实际位置之差称为卫星星历误差。

GPS 卫星的⼴播星历是由全球定位系统的地⾯控制部分所确定和提供的, 经GPS 卫星向全球所有⽤户公开播发的⼀种预报星历, 其精度较差。

SA 政策取消后, ⼴播星历所给出的卫星的点位中误差为5~ 7m。