第四章GPS定位中的误差源

1、第四章第四章 GPS定位中的误差源定位中的误差源4.1 概述概述4.2 钟误差钟误差4.3 相对论效应相对论效应4.1概述概述GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 与卫星有关的误差与卫星有关的误差 卫星轨道误差卫星轨道误差 卫星钟差卫星钟差 相对论效应相对论效应 与传播途径有关的误差与传播途径有关的误差 电离层延迟电离层延迟 对流层延迟对流层延迟 多路径效应多路径效应 与接收设备有关的误差与接收设备有关的误差 接收机天线相位中心的偏移和变化接收机天线相位中心的偏移和变化 接收机钟差接收机钟差 接收机内部噪声接收机内部噪声GPS测量误差的来源测量误差的来源GPS测量定位的误差源测量定

2、位的误差源 概述概述 GPS测量误差的来源测量误差的来源GPS测量误差的性质测量误差的性质 偶然误差偶然误差 内容内容 卫星信号发生部分的随机噪声卫星信号发生部分的随机噪声 接收机信号接收处理部分的随机噪声接收机信号接收处理部分的随机噪声 其它外部某些具有随机特征的影响其它外部某些具有随机特征的影响 特点特点 随机随机 量级小量级小 毫米级毫米级GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 GPS测量误差的性质测量误差的性质GPS测量误差的性质测量误差的性质 系统误差（偏差系统误差（偏差 - Bias） 内容内容 其它具有某种系统性特征的误差其它具有某种系统性特征的误差 特点特点 具有某种

3、系统性特征具有某种系统性特征 量级大量级大 最大可达数百米最大可达数百米GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 GPS测量误差的性质测量误差的性质GPS测量误差的大小测量误差的大小 SPS（无（无SA）GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 GPS测量误差的大小测量误差的大小1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 2.0 0.7 2.1 电离层 4.0 0.5 4.0 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms

4、 5.1 1.4 5.3 滤波后的 UERE，rms 5.1 0.4 5.1 1-sigma 垂直误差VDOP = 2.5 12.8 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 10.2 GPS测量误差的大小测量误差的大小 SPS（有（有SA）GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 GPS测量误差的大小测量误差的大小1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 20.0 0.7 20.0 电离层 4.0 0.5 4.0 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5

5、用户等效距离误差(UERE), rms 20.5 1.4 20.6 滤波后的 UERE，rms 20.5 0.4 20.5 1-sigma 垂直误差VDOP = 2.5 51.4 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 41.1 GPS测量误差的大小测量误差的大小 PPS，双频，双频，P/Y-码码GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 GPS测量误差的大小测量误差的大小1-sigma 误差，单位 m 误差来源 偏差 随机误差 总误差 星历数据 2 .1 0.0 2.1 卫星钟 2.0 0.7 2.1 电离层 1.0 0.7 1.2 对流层 0.5 0.5 0.7 多路径 1.0

6、 1.0 1.4 接收机观测 0.5 0.2 0.5 用户等效距离误差(UERE), rms 3.3 1.5 3.6 滤波后的 UERE，rms 3.3 0.4 3.3 1-sigma 垂直误差VDOP = 2.5 8.3 1-sigma 水平误差HDOP = 2.0 6.6 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 模型改正法模型改正法 原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值原理：利用模型计算出误差影响的大小，直接对观测值进行修正进行修正 适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了适用情况：对误差的特性、机制及产生原因有较深刻了解，能建立理论或经验公式解，能建

7、立理论或经验公式 所针对的误差源所针对的误差源 相对论效应相对论效应 电离层延迟电离层延迟 对流层延迟对流层延迟 卫星钟差卫星钟差 限制：有些误差难以模型化限制：有些误差难以模型化GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 改正后的观测值=原始观测值+模型改正消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 求差法求差法 原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱原理：通过观测值间一定方式的相互求差，消去或消弱求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响求差观测值中所包含的相同或相似的误差影响 适用情况：误差具有较强的空

8、间、时间或其它类型的相适用情况：误差具有较强的空间、时间或其它类型的相关性。关性。 所针对的误差源所针对的误差源 电离层延迟电离层延迟 对流层延迟对流层延迟 卫星轨道误差卫星轨道误差 限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱限制：空间相关性将随着测站间距离的增加而减弱GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 参数法参数法 原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求原理：采用参数估计的方法，将系统性偏差求定出来定出来 适用情况：几乎适用于任何的情况适用情况：几乎适用于任何

9、的情况 限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计限制：不能同时将所有影响均作为参数来估计GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 回避法回避法 原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；原理：选择合适的观测地点，避开易产生误差的环境；采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减采用特殊的观测方法；采用特殊的硬件设备，消除或减弱误差的影响弱误差的影响 适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特适用情况：对误差产生的条件及原因有所了解；具有特殊的设备。殊的设备

10、。 所针对的误差源所针对的误差源 电磁波干扰电磁波干扰 多路径效应多路径效应 限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性限制：无法完全避免误差的影响，具有一定的盲目性GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 消除或消弱各种误差影响的方法消除或消弱各种误差影响的方法 4.2 钟误差钟误差卫星钟差卫星钟差 定义定义应对方法应对方法 模型改正模型改正钟差改正多项式钟差改正多项式其中其中a0为为ts时刻的时钟偏差，时刻的时钟偏差，a1为钟的漂移，为钟的漂移，a2为老化率。为老化率。 相对定位或差分定位相对定位或差分定位2210ocsocstttattaasGPS测量定位的误差源测量定位的误

11、差源 概述概述 卫星钟差卫星钟差接收机钟差接收机钟差 定义定义GPS接收机一般采用石英钟，接收机钟与理接收机一般采用石英钟，接收机钟与理想的想的GPS时之间存在的偏差和漂移。时之间存在的偏差和漂移。 应对方法应对方法 作为未知数处理作为未知数处理 相对定位或差分定位相对定位或差分定位GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 概述概述 接收机钟差接收机钟差4.3 相对论效应相对论效应 狭义相对论效应狭义相对论效应 广义相对论效应广义相对论效应3. 3相对论效应相对论效应GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 相对论效应相对论效应狭义相对论和广义相对论狭义相对论和广义相对论 狭义相对论狭义相对论 1

12、905 运动将使时间、空间和物质的质量发生变化运动将使时间、空间和物质的质量发生变化 广义相对论广义相对论 1915 将相对论与引力论进行了统一将相对论与引力论进行了统一GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 相对论效应相对论效应 狭义相对论和广义相对论狭义相对论和广义相对论相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响 狭义相对论狭义相对论 原理：时间膨胀。钟的频率与其运动速度有关。原理：时间膨胀。钟的频率与其运动速度有关。 对对GPS卫星钟的影响：卫星钟的影响： 结论：在狭义相对论效应作用下，卫星上钟的频率将变结论：在狭义相对论效应作用下，卫星上钟的频率将变慢慢22 1 2222101

13、() (1)2238742997924580.835 10sssssssssssVffVVfffccfVffffcGPSVm scm sff 若卫星在地心惯性坐标系中的运动速度为 ，则在地面频率为 的钟若安置到卫星上，其频率 将变为：即两者的频率差为考虑到卫星的平均运动速度和真空中的光速，则GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 相对论效应相对论效应 相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响 广义相对论广义相对论 原理：钟的频率与其所处的重力位有关原理：钟的频率与其所处的重力位有关 对对GPS卫星钟的影响：卫星钟的影响： 结论：在广义相对

14、论效应作用下，卫星上钟的频率将变结论：在广义相对论效应作用下，卫星上钟的频率将变快快ffkmkmRsmrRfcfcWWffWWTsTs1022314222210284. 526560637810986005. 3)11(，则卫星的地心距近似取，近似取，若地面处的地心距其中为：将的差异与放在地面上时钟频率则同一台钟放在卫星上，为，地面测站处的重力位为若卫星所在处的重力位GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 相对论效应相对论效应 相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响 相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响 狭义相对论广义相对论

15、狭义相对论广义相对论fffff102110449. 4:为上时总的变化量钟频率相对于其在地面用下，卫星上义相对论效应的共同作在狭义相对论效应和广sff1令：令：GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 相对论效应相对论效应 相对论效应对卫星钟的影响相对论效应对卫星钟的影响解决相对论效应对卫星钟影响的方法解决相对论效应对卫星钟影响的方法 方法（分两步）：首先考虑假定卫星轨道为方法（分两步）：首先考虑假定卫星轨道为圆轨道的情况；然后考虑卫星轨道为椭圆轨圆轨道的情况；然后考虑卫星轨道为椭圆轨道的情况。道的情况。 第一步：第一步： 第二步：第二步：MHzMHz52299999954.10)10449.

16、41 (23.1010，调低后的频率为到卫星上去的钟的频率在地面上调低将要搭载GDrococLrrTtttattaattttmscFtEAeFtttt221012110221)()()()(10442807633. 42)(sin)(,应为正因而，实际卫星钟的改上改正数时，在卫星钟读数上加在时刻)(sin2290)(tEettr课本上为：课本上为：因为：因为：km265602290AAFGPS测量定位的误差源测量定位的误差源 相对论效应相对论效应 解决方法解决方法4.4 卫星星历误差卫星星历误差4. 4卫星星历（轨道）误差卫星星历（轨道）误差 定义定义由卫星星历给出的卫星在空间的位置由卫星星历

17、给出的卫星在空间的位置(速度速度)与卫星的实际位置与卫星的实际位置(速度速度)之差称为卫星星历之差称为卫星星历误差。误差。广播星历（预报星历）的精度广播星历（预报星历）的精度(无无SA) 2030米米(有有SA) 100米米精密星历（后处理星历）的精度精密星历（后处理星历）的精度可达可达1厘米厘米应对方法应对方法精密定轨精密定轨(后处理后处理)相对定位或差分定位相对定位或差分定位GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 卫星星历（轨道）误差卫星星历（轨道）误差dbdsb 星历误差对单点定位的影响星历误差对单点定位的影响 星历误差对单点定位的影响主要取决于卫星到星历误差对单点定位的影响主要取决于卫

18、星到接收机的距离以及用于定位或导航的接收机的距离以及用于定位或导航的GPS卫星卫星与接收机构成的几何图形与接收机构成的几何图形 星历误差对相对定位的影响星历误差对相对定位的影响GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 卫星星历（轨道）误差卫星星历（轨道）误差4.5 电离层延迟电离层延迟4.5 电离层延迟电离层延迟GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟电离层地球TEC柱体底面积为1m2地球大气结构地球大气结构地球大气层的结构地球大气层的结构GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 地球大气结构地球大气结构大气折射效应大气折射效应 大气折射大气折射 信号在穿

19、过大气时，速度将发生变化，传播路径也将发信号在穿过大气时，速度将发生变化，传播路径也将发生弯曲。也称生弯曲。也称大气延迟大气延迟。在。在GPS测量定位中，通常仅考测量定位中，通常仅考虑信号传播速度的变化。虑信号传播速度的变化。 色散介质与非色散介质色散介质与非色散介质 色散介质：对不同频率的信号，所产生的折射效应也不色散介质：对不同频率的信号，所产生的折射效应也不同同 非色散介质：对不同频率的信号，所产生的折射效应相非色散介质：对不同频率的信号，所产生的折射效应相同同 对对GPS信号来说，电离层是色散介质，对流层是非色散信号来说，电离层是色散介质，对流层是非色散介质介质GPS测量定位的误差源测

20、量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 大气折射效应大气折射效应电离层折射电离层折射200222200222240.3(1)40.3(1)40.3ionophionophpheionogrionogrgreeiphionophphccn dsdsdsdsdsN dsfffccn dsdsdsdsdsN dsfffTECN dsTECTf 电离层折射对相位所造成的距离延迟为电离层折射对码伪距所造成的距离延迟为令，则，22240.3;40.340.3;onoionogrionogrgrTECcfcTECTTECfcfcTEC ，称为总电子含量GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延

21、迟 电离层折射电离层折射电子密度与总电子含量电子密度与总电子含量 电子密度与总电子含量电子密度与总电子含量 电子密度：单位体积中所电子密度：单位体积中所包含的电子数。包含的电子数。 总电子含量（总电子含量（TEC Total Electron Content）：底）：底面积为一个单位面积时沿面积为一个单位面积时沿信号传播路径贯穿整个电信号传播路径贯穿整个电离层的一个柱体内所含的离层的一个柱体内所含的电子总数。电子总数。电离层地球TEC柱体底面积为1m2GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电子密度与总电子含量电子密度与总电子含量电子密度与大气高度的关系电子密度与大气高度

22、的关系GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电子密度与大气高度的关系电子密度与大气高度的关系电子含量与地方时的关系电子含量与地方时的关系GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电子含量与地方时的关系电子含量与地方时的关系电子含量与太阳活动情况的关系电子含量与太阳活动情况的关系 与太阳活动密切相关，太与太阳活动密切相关，太阳活动剧烈时，电子含量阳活动剧烈时，电子含量增加增加 太阳活动周期约为太阳活动周期约为11年年1700年年 1995年太阳黑子数年太阳黑子数GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电子含量与太阳活动情况的关系电

23、子含量与太阳活动情况的关系电子含量与地理位置的关系电子含量与地理位置的关系2002.5.15 1:00 23:00 2小时间隔全球小时间隔全球TEC分布分布GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电子含量与地理位置的关系电子含量与地理位置的关系常用电离层延迟改正方法分类常用电离层延迟改正方法分类 经验模型改正经验模型改正 方法：根据以往观测结果所建立的模型方法：根据以往观测结果所建立的模型 改正效果：差改正效果：差 双频改正双频改正 方法：利用双频观测值直接计算出延迟改正或组成无电方法：利用双频观测值直接计算出延迟改正或组成无电离层延迟的组合观测量离层延迟的组合观测量 效

24、果：改正效果最好效果：改正效果最好 实测模型改正实测模型改正 方法：利用实际观测所得到的离散的电离层延迟（或电方法：利用实际观测所得到的离散的电离层延迟（或电子含量），建立模型（如内插子含量），建立模型（如内插） 效果：改正效果较好效果：改正效果较好GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 常用电离层延迟改正方法分类常用电离层延迟改正方法分类电离层改正的经验模型简介电离层改正的经验模型简介 Bent模型模型 由美国的由美国的R.B.Bent提出提出 描述电子密度描述电子密度 是经纬度、时间、季节和太阳辐射流量的函数是经纬度、时间、季节和太阳辐射流量的函数 国际参考电离层模型

25、（国际参考电离层模型（IRI International Reference Ionosphere） 由国际无线电科学联盟（由国际无线电科学联盟（URSI International Union of Radio Science）和空间研究委员会（）和空间研究委员会（COSPAR - Committee on Space Research）提出）提出 描述高度为描述高度为50km-2000km的区间内电子密度、电子温度、的区间内电子密度、电子温度、电离层温度、电离层的成分等电离层温度、电离层的成分等 以地点、时间、日期等为参数以地点、时间、日期等为参数GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电

26、离层延迟电离层延迟 电离层改正的经验模型简介电离层改正的经验模型简介电离层改正的经验模型简介电离层改正的经验模型简介 Klobuchar模型模型 由美国的由美国的J.A.Klobuchar提出提出 描述电离层的时延描述电离层的时延 广泛地用于广泛地用于GPS导航定位中导航定位中 GPS卫星的导航电文中播发其模型参数供用户卫星的导航电文中播发其模型参数供用户使用使用GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电离层改正的经验模型简介电离层改正的经验模型简介电离层延迟的双频改正电离层延迟的双频改正54573. 254573. 13928. 06469. 0154120154120

27、120154213 .40212122222221212221222222112122212222222121222122212122212222112122ionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrionogrVVVVVVfffVfffVffffAffffAffffAfAfAfAfASSLLfAVfATECA故：即：得：则：实际的站星距为星距为上的测距码所测定的站采用，星距为上的测距码所测定的站采用设：，或电离层延迟改正，即有电离层延迟令GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电离层延迟的双频

28、改正电离层延迟的双频改正电离层延迟的实测模型改正电离层延迟的实测模型改正 基本思想基本思想 利用基准站的双频观测数据计算电离层延迟利用基准站的双频观测数据计算电离层延迟 利用所得到的电离层延迟量建立局部或全球的利用所得到的电离层延迟量建立局部或全球的的的TEC实测模型实测模型 类型类型 局部模型局部模型 适用于局部区域适用于局部区域 全球模型全球模型 适用于全球区域适用于全球区域GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 电离层延迟电离层延迟 电离层延迟的实测模型改正电离层延迟的实测模型改正4.6对流层延迟对流层延迟4.6 对流层延迟对流层延迟GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流

29、层延迟对流层延迟对流层延迟00( 1) (1)1 (1)1 (1)(1)(1)1(1( 1)1Kkttttktttskkkcvnnrefractiveindex of atmosphereccvdtdtdtcn dtnncndtcdtc ndtctndsxxx 称为大气折射系数（）设为信号传播的真实距离，则当时，有故：称6(1)(1)(1) 10ssndsndsNnatmospheric refractivity：为对流层延迟，对流层改正。通常令：，称其为大气折射率（指数）GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 对流层延迟对流层延迟对流层的色散效应对流层的色散效应 对流层

30、的色散效应对流层的色散效应 折射率与信号波长的关系折射率与信号波长的关系 对流层对不同波长的波的折射效应对流层对不同波长的波的折射效应 结论结论 对于对于GPS卫星所发送的电磁波信号，对流层不具有色散效应卫星所发送的电磁波信号，对流层不具有色散效应4260136. 06288. 1604.28710N波长N*10e6红光0.72290.7966紫光0.40298.3153L11902936.728287.6040L22442102.134287.6040GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 对流层的色散效应对流层的色散效应大气折射率大气折射率N与气象元素的关系与气象元素

31、的关系 大气折射率大气折射率N与温度、气压和湿度的关系与温度、气压和湿度的关系 Smith和和Weintranb，1954 对流层延迟与大气折射率对流层延迟与大气折射率N。为水气压，单位；单位为气温，为绝对温度，；为大气压，单位称为湿气分量；称为干气分量；其中：mbareKTmbarPNNTeTPNNNwdwd248106 .776 .77swsdsdsNdsNNdss161616101010GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 大气折射率大气折射率N与气象元素的关系与气象元素的关系霍普菲尔德（霍普菲尔德（Hopfield）改正模型）改正模型 出发点出发点 导出折射率与

32、高度的关系导出折射率与高度的关系 沿高度进行积分，导出垂直方向上的延迟沿高度进行积分，导出垂直方向上的延迟 通过投影（映射）函数，得出信号方向上的延迟通过投影（映射）函数，得出信号方向上的延迟1100016.27372.14840136)()()()(44wsdswwswsddsdwddhThshhhhNhhhhNNNNMRCRTPVgdhdPdhdT）（；的量表示为测站上的值含下标其中：；GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 霍普菲尔德（霍普菲尔德（Hopfield）改正模型）改正模型霍普菲尔德（霍普菲尔德（Hopfield）改正模型）改正模型 对流层折射模型对流层折

33、射模型为水气压）（swsdswsswsdssdwdwdehThhheTKhhTPKEKEKsss1100016.27372.14840136)(4810102 .155)(102 .155)25. 2sin()25. 6sin(277212212GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 霍普菲尔德（霍普菲尔德（Hopfield）改正模型）改正模型萨斯塔莫宁（萨斯塔莫宁（Saastamoinen）改正模型）改正模型 原始模型原始模型有关，可查表获得。和与有关，可查表获得；与其中：sssssssshERhBhhWRhWEtgBeTPEs00028. 02cos0026. 01)

34、,(),()05. 01255(sin002277. 02GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 萨斯塔莫宁（萨斯塔莫宁（Saastamoinen）改正模型）改正模型萨斯塔莫宁（萨斯塔莫宁（Saastamoinen）改正模型）改正模型 拟合后的公式拟合后的公式283210716. 01015. 016. 1)4810(16)05. 01255(sin002277. 0sssssssshhactgEeTPTEEEEEtgaeTPEs其中：GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 萨斯塔莫宁（萨斯塔莫宁（Saastamoinen）改正模型）改正模型勃兰克（

35、勃兰克（Black）改正模型）改正模型20. 0)69. 3(002312. 013000)96. 3(98.148)6 . 0(92. 1)273(00015. 0076. 0833. 0)()1 (1cos(1)()1 (1cos(1123 . 002020wsssdwsdEswwsddKTPTKhThEbTlEbhhlEKEbhhlEKs其中：GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 勃兰克（勃兰克（Black）改正模型）改正模型对流层改正模型综述对流层改正模型综述 不同模型所算出的高度角不同模型所算出的高度角30 以上方向的延以上方向的延迟差异不大迟差异不大 Bla

36、ck模型可以看作是模型可以看作是Hopfield模型的修正形模型的修正形式式 Saastamoinen模型与模型与Hopfield模型的差异要模型的差异要大于大于Black模型与模型与Hopfield模型的差异模型的差异GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 对流层改正模型综述对流层改正模型综述气象元素的测定气象元素的测定 气象元素气象元素 干温、湿温、气压干温、湿温、气压 干温、相对湿度、气压干温、相对湿度、气压 测定方法测定方法 普通仪器：通风干湿温度表、空盒气压计普通仪器：通风干湿温度表、空盒气压计 自动化的电子仪器自动化的电子仪器GPS测量定位的误差源测量定位的误

37、差源 对流层延迟对流层延迟 气象元素的测定气象元素的测定气象元素的测定气象元素的测定 水气压水气压es的计算方法的计算方法 由相对湿度由相对湿度RH计算计算 由干温、湿温和气压计算由干温、湿温和气压计算)000256908. 0213166. 02465.37(2sTsTeRHessPwTsTwTweseWTgWTgWTgwTgwTgeTeww)()31068. 11 (4105 . 4)(3)(2)(1)()(02808. 5)16.373(246.1013GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 气象元素的测定气象元素的测定对流层模型改正的误差分析对流层模型改正的误差分

38、析 模型误差模型误差 模型本身的误差模型本身的误差 气象元素误差气象元素误差 量测误差量测误差 仪器误差仪器误差 读数误差读数误差 测站气象元素的代表性误差测站气象元素的代表性误差 实际大气状态与大气模型间的差异实际大气状态与大气模型间的差异GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 对流层延迟对流层延迟 对流层模型改正的误差分析对流层模型改正的误差分析4.7多路径误差多路径误差4.7 多路径误差多路径误差GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 多路径误差多路径误差多路径误差与多路径效应多路径误差与多路径效应 多路径（多路径（Multipath）误差）误差 在在GPS测量中，被测站附近的测量中，被

39、测站附近的物体所反射的卫星信号（反射物体所反射的卫星信号（反射波）被接收机天线所接收，与波）被接收机天线所接收，与直接来自卫星的信号（直接波）直接来自卫星的信号（直接波）产生干涉，从而使观测值偏离产生干涉，从而使观测值偏离真值产生所谓的真值产生所谓的“多路径误多路径误差差”。GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 多路径误差多路径误差 多路径误差与多路径效应多路径误差与多路径效应反射波反射波 反射波的几何特性反射波的几何特性zHzHzzHzzHzGAzGAGAOAGAsin42sin2)sin21 (1 (sin)2cos1 (sin)2cos1 (2cos2为：号的相位差反射信号相对于直接信为：号多经过的路径长度反射信号相对于直接信HAOGSSSzz2zGPS测量定位的误差源测量定位的误差源 多路径误差多路径误差 反射波反射波多路径误差的多路径误差的特点特点 与测站环境有关与测站环境有关 与反射体性质有关与反射体性质有关 与接收机结构、性能有关与接收机结构、性能有关GPS测量定位的误差源测量定位的误差源 多路径误差