GPS测量的主要误差来源及其影响(精)(2)

2018-11-24 16:09

减弱接收机钟差比较有效的方法是:把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数,在数据处理中与观测站的位臵参数一并求解。伪距测量的数据处理就是根据这一原理进行的。

第四节:接收设备误差与图形强度 一、接收机钟误差

在静态绝对定位中,可以认为各观测时刻的接收机钟差是相关的,设法建立一个钟误差模型,在平差计算中求解多项式系数。不过接收机钟的稳定性较差,钟差模型不易反映真实情况,难以充分消除其误差影响。

此外,还可以通过在卫星间求一次差来削弱接收机钟差的影响。

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第四节:接收设备误差与图形强度 二、天线相位中心位臵误差

在GPS测量中,观测值都是以接收

机天线的相位中心位臵为准的,所以天线的相位中心该与其几何中心保持一致。但实际天线的相位中心位臵随信号输入的强度和方向不同会发生变化,使其偏离几何中心。这种偏差视天线性能的好坏可达数毫米至数厘米,对精密相对定位也是不容忽视的。天宝4800GPS结构图 28

第四节:接收设备误差与图形强度

二、天线相位中心位臵误差

实际工作中如果使用同一类型天线,在相距不远的两个或多个测站同步观测同一组卫星,可以通过观测值求差来减弱相位中心偏移的影响。不过这时各测站的天线均应按天线附有的方位标志进行定向,根据仪器说明书的要求,罗盘指向磁北极,其定向偏差应在3o以内。

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第四节:接收设备误差与图形强度 三、等效距离误差

等效距离误差——各项误差投影到测站至卫星方向的具体数值。如果认为各项误差之间相互独立,就可以求出总的等效距离误差,并用σ0表示。从而σ0就可以作GPS定位时衡量观测精度的客观标准。 30

第四节:接收设备误差与图形强度

四、几何图形强度

GPS定位的精度除了取决于等效距离误差σ0以外,还取决于空间后方交会的几何图形强度。

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第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

GPS星座与测站所构成的几何图形不同,权系数的数值亦不同,此时,即使相同精度的观测值所求得的电位精度也会相同。为此需要研究卫星星座几何图形与定位精度的关系。通常用图形强度因子DOP来表示几何图形强度,其定义是 第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

式中σ0 ——等效距离的标准差 mx ——某定位元素的标准差

DOP——实际是权系数阵中主对角 线元素的函数

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第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

图形强度因子是一个直接影响定位精度、但又独立于观测值和其他误差之外的一个量。其值恒大于1,最大值1,其大小随时间和测站位臵而变化。在GPS测量中,希望DOP值越小越好。

第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

在实际工作中,常根据不同的要求采用不同的评价模型和相应的图形强度因子。 ①平面位臵图形强度因子HDOP及其相应的平面位臵精度

第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

②高程图形强度因子VDOP及相应的高程精度

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第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

③空间位臵的图形强度因子PDOP及其相应的三维定位精度

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第四节:接收设备误差与图形强度

四、几何图形强度

④接收机钟差图形强度因子TDOP及其钟差精度

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第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

⑤几何图形强度因子GDOP及其三维坐标和时间误差的综合影响

第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度

如果测站与4颗卫星构成一个六面体时,图形强度因子GDOP与该六面体体积成反比。意味着所测卫星在空间分布越大,六面体的体积越大,GDOP值越小,图形越坚强,定位精度越高。

第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度 卫星的分布与GDOP GDOP良好

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第四节:接收设备误差与图形强度 四、几何图形强度 卫星的分布与GDOP GDOP较差

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第五节整周跳变分析与整周未知数的确定 一、整周跳变分析 1.整周跳变及其发生

整周跳变(周跳)—在定位工作中可能由于卫星信号被暂时阻挡,或受到外界干扰影响,引起卫星跟踪的暂时中断,使计数器无法累积计数,出现信号失锁。 第五节整周跳变分析与整周未知数的确定 一、整周跳变分析 2.整周跳变的检验和修正

利用高次插值公式外推观测值的正确整周计数,或者根据相邻的几个正确相位观测量,采用n阶多项式拟合的方法来推求整周计数的正确性,从而发现周跳并修正整周计数。

第五节整周跳变分析与整周未知数的确定 二、整周未知数N0的确定 1.经典静态相对定位法

(1)整数解;(2)实数解。 2.“动态”测量法 3.交换天线法

第五节整周跳变分析与整周未知数的确定

二、整周未知数N0的确定 4.快速确定整周未知数法

(1)对所有观测值作周跳修正,解算基线向量和整周未知数向量(实数解)以及相应的协因数阵和单位权方差。

(2)对整周未知数向量中的每个元素进行t检验。 第五节整周跳变分析与整周未知数的确定 二、整周未知数N0的确定

(3)为了减少计算工作量提高解算速度,可再次利用初次平差计算所得的协因数阵中的数据对进行统计检验。

(4)双频观测值还可增加一项检验。

第四节:接收设备误差与图形强度思考与习题

星历误差对定位的影响有哪些?减弱星历误差影响的途径有几种? 电离层折射及其影响有哪些?减弱电离层影响的有效措施有几种? 多路径效应是什么?怎样防止?

接收机天线的相位中心与其几何中心的区别在哪里?5. 图形强度因子DOP的定义?我国采用哪种图形强度因子? 39


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