福建CORS讲解多路径效应

福建CORS讲解多路径效应第1页/共101页福建省CORS运行&服务系统一个稳定的、可靠的、持续运行的CORS服务系统的建成，将让福建省测绘院成为福建省测绘技术的带头人福建省测绘院也将成为福建省测绘行业的掌控者如何才能建立一个稳定的、可靠的、持续运行的CORS服务系统呢？TrimbleVRS第2页/共101页TrimbleVRS应用在中国-北京市第3页/共101页TrimbleVRS应用在中国-北京市VRSRTK为2008北京奥运会公路自行车赛道提供了先进的测量手段，在最短的时间里，建成了世界上最长的、最专业的赛道第4页/共101页TrimbleVRS应用在中国-北京市在不到两周的时间内，外业施测GPSRTK测量点位约830个，测图解析点位共280个，图解点位220个；共测赛道里程102.6公里。第5页/共101页TrimbleVRS应用在中国-北京市北京市测绘院已经通过此网络为北京地区的测绘行业提供网络RTK服务，已经成功运营长达7年之久北京VRS项目还获得测绘科技进步一等奖北京测绘院第6页/共101页TrimbleVRS应用在中国-深圳市国土局第7页/共101页TrimbleVRS应用在中国-深圳深圳市国土局已经通过此网络为深圳市各行业提供稳定的网络RTK服务长达10年之久。深圳市及周边地区的测绘部门已经对这个网络有了依赖性甚至电力、燃气、自来水行业也陆续成为了该网络的忠实用户第8页/共101页TrimbleVRS应用在中国-深圳深圳市不再需要为每年建设和维护测控点支付约200万人民币/年的费用该项目也获得了测绘科技进步奖第9页/共101页TrimbleVRS应用在中国-天津第10页/共101页TrimbleVRS应用在中国-天津2004年底由8个单位，共建12个参考站覆盖全市该网络已为天津市测绘行业提供稳定的网络RTK服务长达4年天津市测绘院从2007年开始对网内用户收费运营，该网络已经达到基本收支平衡再次证明了Trimble网络的稳定与可靠第11页/共101页TrimbleVRS应用在中国-上海第12页/共101页TrimbleVRS应用在中国-上海2005年由上海市测绘院投入建设，共10个参考站覆盖全市2006年即实现收费运营RTK服务收费：1.5元/分钟RTD服务收费：1.2元/分钟静态后处理费：7元/分钟/站第13页/共101页TrimbleVRS应用在中国-上海该网络的持续与稳定的运行，上海市的全部测绘工程都完全由上海市测绘院统一管理收费用户已超过200个单位usersAdduptime（min）Addupexpense（yuan）Addupspend

（yuan）Sum110人178960(RTK)

18868(RTD)291081.6545670其中注册费61000第14页/共101页TrimbleVRS应用在中国-四川四川VRS网络已经成功商业运营将近4年，覆盖四川省重点开发区域近4.5万平方公里的覆盖面积第15页/共101页TrimbleVRS应用在中国-四川Trimble还在汶川灾后捐赠了10台设备用于灾后VRS网络建设四川VRS网络在灾后重建中发挥了至关重要的作用第16页/共101页

TrimbleVRS应用在中国Trimble国内网络省级---8个:广东省国土厅、四川省地震局、新疆油田、浙江省测绘局河北省测绘局、河南省地矿局、江西省测绘局、广西省测绘局直辖市级北京市、上海市、天津市、重庆市城市---20个:武汉市,苏州市,深圳市,东莞市，哈尔滨市，成都市，济南市，长沙市，青岛市（2个网络），广州市，南京市（建设中），贵阳市（建设中），日照市（建设中）,芜湖市（待验收）、香港特区第17页/共101页为什么他们都信赖TrimbleVRS网络？TrimbleVRSTM核心技术TrimbleVRS软件的先进算法TrimbleVRS软件的电离层模型解算TrimbleVRS软件的转换参数模块TrimbleVRS软件的备份解算模块Trimble售后服务&技术支持第18页/共101页TrimbleVRS软件核心

先进的解算方法第19页/共101页参考站将原始数据流传回控制中心VRS数据流程第20页/共101页流动站发送位置信息(NMEA)到控制中心VRS数据流程NMEA第21页/共101页控制中心为每个流动站生成独立的VRS站VRS数据流程VRS第22页/共101页流动站完成初始化，高效、可靠的进行RTK测量VRS数据流程VRS第23页/共101页第24页/共101页福建省CORS系统参考站点基本分布第25页/共101页福建省的网络结构优化建议参考站选址应考虑当地网络通讯状况GPS数据通讯带宽的最低要求9600bps，天宝VRS系统是满足这一最低要求的唯一被证实的厂家某些偏远山区（例如闽西北地区）由于通讯设施不完善，无法满足参考站选址要求天宝的长基线解算功能很好的解决了这一问题第26页/共101页福建省的网络结构优化建议第27页/共101页TrimbleVRS软件核心

电离层建模第28页/共101页GNSS系统误差电离层对流层卫星轨道误差钟差多路径第29页/共101页GNSS系统误差的严重后果！活跃的电离层，甚至使得网内RTK用户无法得到固定解，从而不能实现高精度测量工作活跃的电离层是影响整个网络（尤其是省级网络）正常运行的最大误差因素！！！2009年-2012年就是电离层活跃期！第30页/共101页赤道附近电离层活跃性图解

福建省正处于电离层活跃带

（来自于IGS参考站观测值）第31页/共101页TrimbleVRSTM软件解算方案TrimbleVRS软件电离层解算模块自适应的动态解算模型：服务器端自动建立动态的电离层、对流层变化模型服务器端自动建立大气变化模型使用精密预报星历，最大限度减少卫星轨道误差连续参考站数据分析，自动为多路径效应分析建模唯一被用户认可的、可最大程度剔除电离层对系统误差影响的电离层解算模块！切实保障了TrimbleVRS网络在赤道附近区域的连续稳定运行第32页/共101页云南省昆明市CORS系统案例！2004年12月使用某品牌建成昆明市CORS2005年5月通过昆明市勘测院验收2005年6月发现整个网络在正午12：00到下午17：00无法使用第33页/共101页云南省昆明市CORS系统案例！2005年8月，Trimble技术人员应客户邀情前往昆明实地测试。测试结果，网络全天24小时运行正常，完全解决了原有网络的问题第34页/共101页我们身边的污染◆电磁辐射污染◆放射性污染◆水污染◆光污染◆大气污染第35页/共101页电磁辐射污染第36页/共101页1、电磁辐射的概念能量以电磁波的形式由源发射到空间的现象，能量以电磁波形式在空间传播。第37页/共101页2、电磁辐射污染源的种类2.1广播电视发射设备，主要部门为各地广播电视的发射台和中转台。2.2通信雷达及导航发射设备通信，包括短波发射台，微波通信站、地面卫星通信站、移动通信站。2.3工业、科研、医疗高频设备2.4交通系统电磁辐射干扰，包括：电气化铁路、轻轨及电气化铁道、有轨道电车、无轨道电车等。2.5电力系统电磁辐射，高压输电线包括架空输电线和地下电缆，变电站包括发电厂和变压器电站。2.6家用电器电磁辐射，包括计算机、显示器、电视机、微波炉、无线电话等。第38页/共101页3、电磁辐射危害1、电磁辐射危害人体的机理1998年世界卫生组织最新调查显示，电磁辐射对体有五大影响：一、电磁辐射是心血管疾病、糖尿病、癌突变的主要诱因。二、电磁辐射对人体生殖系统，神经系统和免疫系统造成直接伤害。头部长期受电磁辐射影响后，轻则引起失眠多梦、头痛头昏、疲劳无力、记忆力减退、易怒、抑郁等神经衰弱症，重则使大脑皮细胞活动能力减弱，并造成脑损伤。三、电磁辐射是造成孕妇流产、不育、畸胎等病变的诱发因素。四、过量的电磁辐射直接影响儿童组织发育、骨骼发育、视力下降；肝脏造血功能下降，严重都可导致视网膜脱落。五、电磁辐射可使男性性能力下降，女性内分紊乱，月经失调。第39页/共101页1998年世界卫生组织（WTO）在有关电脑屏幕与工人健康问题的最新修正意见中指出：在电脑屏幕工作环境下，有些因素可能影响妊娠结果。首先受到影响的是男方，长期受到电磁波辐照，有可能使男性精子减少，使精子基因畸形并可能变成不育或者畸胎；其次是孕妇，有报道说在电脑前1周工作20小时以上的孕妇生畸形的概率要比普通孕妇高2-3倍，而生女孩的概率大。3、电磁辐射危害第40页/共101页电磁辐射危害人体的机理1.1热效应：人体70%以上是水，水分子受到电磁波辐射后相互摩擦，引起机体升温，从而影响到体内器官的正常工作。热效应可造成人体组织或器官不可恢复的伤害，如：眼睛产生白内障、男性不育：当功率为1000W的微波直接照射人时，可在几秒内致人死亡。3、电磁辐射危害第41页/共101页1.2非热效应：神经系统：人体反复受到电磁辐射后，中枢神经系统及其它方面的功能发生变化。如条件反射性活动受到抑制，出现心动过缓等。感觉系统：低强度的电磁辐射，可使人的嗅觉机能下降，当人头部受到低频小功率的声频脉冲照射时，就会使人听到好像机器响，昆虫或鸟儿鸣的声音。免疫系统：长期接触低强度微波的人和同龄正常人相比，其体液与细胞免疫指标中的免疫球蛋白1gG降低，T细胞花环与淋巴细胞转换率的乘积减小，使人体的体液与细胞免疫能力下降。内分泌系统：低强度微波辐射，可使人的丘脑—垂体—肾上腺功能紊乱；CRT、ACTH活性增加，内分泌功能受到显著影响。遗传效应：微波能损伤染色体。染色体缺陷可引起受伤者智力迟钝、平均寿命缩短。3、电磁辐射危害第42页/共101页1.3累积效应热效应和非热效应作用于人体后，对人体的伤害尚未来得及自我修复之前，再次受到电磁波辐射的话，其伤害程度就会发生累积，久之会成为永久性病态，危及生命。对于长期接触电磁波辐射的群体，即使功率很小，频率很低，也可能会诱发想不到的病变，就引起警惕。

3、电磁辐射危害第43页/共101页3、电磁辐射危害第44页/共101页●不要把家用电器摆放得过于集中或经常一起使用，特别是电视、电脑、电冰箱不宜集中摆放在卧室里。以免使自己暴露在超剂量辐射的危险中。●各种家用电器、办公设备、移动电话等都应尽量避免长时间操作。如电视、电脑等电器需要较长时间使用时，应注意每一小时离开一次。●对各种电器的使用，应保持一定的安全距离。如眼睛离电视荧光屏的距离，一般为荧光屏宽度的5倍左右；微波炉开启后要离开一米远，孕妇和小孩应尽量远离微波炉；手机在使用时，应尽量使头部与手机天线的距离远一些，最好使用分离耳机和话筒接听电话。4、电磁辐射的防护第45页/共101页●居住、工作在高压线、雷达站、电视台、电磁波发射塔附近的人，佩带心脏起搏器的患者及生活在现代化电器自动化环境中的人，特别是抵抗力较弱的孕妇、儿童、老人等，有条件的应配备阻挡电磁辐射的屏蔽防护服。●当电器暂停使用时，最好不让它们处于待机状态。●电视、电脑等有显示屏的电器设备可安装电磁辐射保护屏，使用者还可配戴防辐射眼镜。显示屏产生的辐射可能导致皮肤干燥，加速皮肤老化甚至导致皮癌，因此在使用后应及时洗脸。4、电磁辐射的防护第46页/共101页●手机接通瞬间释放的电磁辐射最大，为此最好在手机响过一两秒或电话两次铃声间歇中接听电话。在手机接通的瞬间，释放的电磁辐射量最大，瞬间可达2000mGs（毫高斯）。据报道，场强在10-150mGs时，即可使体内抑制肿癌的基因R53发生病变，从而增加患癌几率。在手机接通几十秒后，电磁辐射强度可减少一半。因此，人们最好在手机接通几十秒后再接电话。在接电话时，要尽量使头部离手机远一点，或采用分离耳机与话筒来接听电话。同时，尽量减少通话时间，最好左右耳朵轮流听。平时不要将开着的手机挂在胸前，以防心脏受损。特别是女性，电磁辐射对内分泌和孕妇的影响更为显著4、电磁辐射的防护第47页/共101页●多吃胡萝卜、西红柿、海带、瘦肉、动物肝脏等富含维生素A、C和蛋白质的食物，加强肌体抵抗电磁辐射的能力。●防辐射最佳植物，仙人掌或仙人球具有吸收电磁波辐射、减少电脑危害人体健康的“特异功能”。凡有电磁场辐射的电视、电脑和微波炉等放置地方，同时摆上几盆仙人掌为宜。4、电磁辐射的防护第48页/共101页多路径效应多路径效应对GPS接收机误差影响解析第49页/共101页多路径效应内容概要多路径效应是什么？1为什么会有多路径效应？怎么减少多路径效应影响？

天宝对多路径效应的解决办法？234第50页/共101页多路径效应是什么？多路径效应：在GPS测量中，如果测站周围的反射物反射的卫星信号（反射电磁波）进入接收机天线，这就将和直接来自卫星的信号（直接电磁波）产生干涉，从而使观测值偏离真情产生所谓的“多路径误差”，这种由于多路径的信号传播所引起的干涉延时效用被称为多路径效应。或者我们可以说GPS接收机所受到GPS信号经由云层，建筑物，水面或其他反射物表面反射抵达接收机天线的干扰信号，经反射的信号路径增加了，其伪距存在系统偏差，致使结果不准确。多路径效应是GPS测量中干扰测量质量的主要原因之一。多路径效应类似于回声的现象，在接收机收到从卫星直接发射的信号的同时，它也接收到由其他物体反射的卫星信号。第51页/共101页为什么会有多路径效应？为什么会有多路径效应呢？因为GPS卫星是向地面接收站发射的电磁波信号，电磁波信号遇到其他物体就会有反射，不管是云层，楼宇，还是水面大树等等。我们可以根据下面的两张图片来了解多路径效应对GPS接收机卫星所带来的影响：第52页/共101页怎么减少多路径效应影响？在GPS测量中如无法更换测量地点，降低多路径效应的方法主要有增加卫星截止高度角，就是将GPS卫星接收机内设置天线接收卫星的起始角度设置的更高，因为从地平线开始的高角度开始，相对低角度而言多路径反射物就更少了，但这样做的同时也会屏蔽掉低高度角的卫星（就是刚从地平线升起的卫星）信号。除此之外还可以增加抑径圈，抑径板等装置。但是多路径效应只能减弱，目前无法消除。目前采用最多的还是增加抑径圈或者抑制板等装置。选择最好能尽可能减少多路效应的地点进行选点测量。第53页/共101页天宝对多路径效应的解决办法？天宝Zephyr大地型天线是最新一代的高性能天线，它采用了两项关键性的技术革新，一个是N点天线馈电技术，另外一个是天宝隐形接地板，隐形接地板这种材料是研制和开发隐形飞机所得到的部分成果，而这两项技术已经被授予了美国专利号：5515057和5694136。N点天线反馈是指金属片天线和低噪声放大器（LNA）的结合点就是馈电点位。普通的GPS基片天线在设计时只给每个金属基片一个馈电点。而天宝Zephyr大地型天线在实际上进行了改进，每个基片都使用多个对称放置的馈电点，单馈电点和N馈电点的几何原理如下图所示：N点馈电技术所带来的直接影响就是形成了天线阵列，所接受信号的频率和强度都明显增强。第54页/共101页天宝对多路径效应的解决办法？天宝隐形接地板：一般设计GPS天线接地板是为了屏蔽GPS信号接近地面而反射的信号，比如地面反射的多路径。接地板一般用导电材料做成，该材料对多路径有一定的破坏作用，因为接地板边缘（如低卫星）所衍射的信号会通过表面波指向天线单元，而衍射的这些表面波能扭曲天线的增益，并在增益模式中导致不想要的后圆形突出效果。而Zephyr大地型天线采用了新型接地板设计，充分应用了抑制卡技术，而这项技术的最初应用是为了隐形轰炸机设计研发的。具体方法是研制重量轻的材料覆盖层，它能新手和衍射低功率的电磁信号，如敌方雷达。在应用此技术削弱GPS多路径发射问题时，接地板由充当支撑结构的非导电材料构成，上面再涂上导电材料，采用导电材料层是因为金属片的电阻不稳定，它会随天线中心到接地板边缘的半径距离增加而成非线性增加。至于更多的诸如：极化，三频率的潜在优势，低角度卫星的跟踪，高角度卫星的跟踪，伪距多路径的评估，相位中心变化，NGS（国家大地测量局）相对校准结果，绝对相位中心变化，随意选择天线产品的重复性，基于载波相位定位的性能比较等功能和方法我们就不在此处一一赘述了。第55页/共101页天宝对多路径效应的解决办法？而这些新功能和方法所带来直接的影响就在于以下几点：1，Zephyr大地型天线的绝对相位中心稳定性在L1上要优于扼流圈天线，在L2上与它大致相同。2，Zephyr大地型天线的相位中心重复性与PCV模型符合误差有正负0.2mm，且是随机挑选这种天线的任一个进行测量的，该重复性结果要等于或超过以前扼流圈天线的测试结果。3，天宝隐形接地板采用了电阻逐渐变小的材料来抵制多路径，表明它具有和扼流圈接地板相当的多路径抑制性能。4，Zephyr大地型天线具有比扼流圈更好的低角度卫星跟踪性能，因为后者在低角度时没有增益，同时，我们的试验也证明了Zephyr大地型天线具有更好的高角度卫星跟踪性能。5，Zephyr大地型天线在设计上还进行了电气和机械性能改进，使它十分坚固耐用，并能抵御各种极端恶劣环境，要比其他天线更为紧凑和轻巧。第56页/共101页天宝对多路径效应的解决办法？综合以上论证，我们有理由得出：先进的ZephyrGPS大地型天线设计所取得的结果可以比得上经过质量考验扼流圈天线，但它没有增加任何成本和重量，也没有降低高角度卫星的跟踪性能，同时更加提高了低角度卫星跟踪能力。第57页/共101页对流层对GPS影响内容概要什么是对流层？1对流层对GPS的影响天宝如何解决对流层所带来的影响？23第58页/共101页

我们要搞清楚对流层对GPS误差精度的影响，就必须先弄清楚什么是对流层：位于大气的最低层，集中了约75％的大气质量和90％以上的水汽质量。其下界与地面相接，上界高度随地理纬度和季节而变化。在低纬度地区平均高度为17～18公里，在中纬度地区平均为10～12公里，极地平均为8～9公里，并且夏季高于冬季。对流层中，气温随高度升高而降低，平均每上升100米，气温约降低0.65℃。气温随高度升高而降低是由于对流层大气的主要热源是地面长波辐射，离地面越高，受热越少，气温就越低。但在一定条件下，对流层中也会出现气温随高度增加而上升的现象，称之为“逆温现象”。由于受地表影响较大，气象要素（气温、湿度等）的水平分布不均匀。空气有规则的垂直运动和无规则的乱流混合都相当强烈。上下层水气、尘埃、热量发生交换混合。由于90％以上的水气集中在对流层中，所以云、雾、雨、雪等众多天气现象都发生在对流层。

什么是对流层第59页/共101页对流层对GPS的主要影响在于对流层中复杂的天气现象对GPS电磁波信号所产生的延迟误差。对流层延迟是电磁波信号通过对流层时其传播速度不同于真空中光速所引起的。分干大气分量和湿大气分量。在低仰角时它可以达到20m。其中干大气分量约占80%～90%，可以用一定的模型大部分改正掉。温大气分量数值虽不大，但它随纬度和高度的变化呈现出很大的变化，而且随时间变化得非常快。由于空气中的水汽和干气相当难以预测，所以测量中往往测量的是干、湿分量混合体，故难以得到它的准确值。到目前为止已开发出来了许多计算湿对流层延迟的实用模型，但对流层延迟仍为主要误差源。

对流层对GPS的影响第60页/共101页怎么减少对流层所带来的影响？对流层延迟与电离层延迟一样，主要影响天顶方向，由于它们的相关性，在短基线测量中会很好的消除，在长基线测量中采取双频接收机也能很好的减少其影响。对于对流层延迟，多用随机过程模拟和滤波方法进行参数估算及函数逼近方法模拟改正。好的数学模型改正，可以使基线天顶方向提高到水平方向(平面坐标)接近的水平。天宝的接收机采用超强的Maxwell定制的测量GNSS芯片，具有超强的卫星跟踪能力。而天宝的NETR5，NETR8等基础GPS设施或其他的常规GPS双频接收机如5700，R8GNSS都是您尊贵的选择。第61页/共101页电离层对GPS影响内容概要什么是电离层？1电离层对GPS的影响天宝如何解决电离层所带来的影响？23第62页/共101页什么是电离层？电离层是高度60KM至1000KM的大气层。电离层底部第63页/共101页什么是电离层？

电离层是高度位于60-1000KM之间的大气层。在太阳紫外线、X射线、r射线和高能粒子等作用下，电离层中的中性气体分子被电离，产生大量的自由电子和正负离子，从而形成了一个电离区域。它是地球大气的一个电离区域。60千米以上的整个地球大气层都处于部分电离或完全电离的状态，电离层是部分电离的大气区域，完全电离的大气区域称磁层。也有人把整个电离的大气称为电离层，这样就把磁层看作电离层的一部分。观测的电离层图像第64页/共101页电离层形成的原因.

地球高层大气的分子和原子，在太阳紫外线、Χ射线和高能粒子的作用下电离，产生自由电子和正、负离子，形成等离子体区域即电离层。电离层从宏观上呈现中性。电离层的变化，主要表现为电子密度随时间的变化。而电子密度达到平衡的条件，主要取决于电子生成率和电子消失率。电子生成率是指中性气体吸收太阳辐射能发生电离，在单位体积内每秒钟所产生的电子数。电子消失率是指当不考虑电子的漂移运动时，单位体积内每秒钟所消失的电子数。带电粒子通过碰撞等过程又产生复合，使电子和离子的数目减少；带电粒子的漂移和其他运动也可使电子或离子密度发生变化。可用电离层特性参量电子密度、离子密度、电子温度、离子温度等的空间分布来表征。但其研究主要是电子密度随高度的分布。电子密度（或称电子浓度）是指单位体积的自由电子数。电子密度随高度的变化与各高度上大气成分、大气密度以及太阳辐射通量等因素有关。

第65页/共101页电离层的影响

电离层分层结构只是电离层状态的理想描述，实际上电离层总是随纬度、经度呈现复杂的空间变化，并且具有昼夜、季节、年、太阳黑子周等变化。由于电离层各层的化学结构、热结构不同，各层的形态变化也不尽相同。

电离层电子浓度总含量(TEC)又称电离层电子浓度柱含量、积分含量等，是单位面积内电子浓度沿高度的积分。

1个TEC单位的变化，对应的单频GPS定位误差为16cm。TEC随时间和空间的变化非常明显。在电离层暴期间，TEC会急剧变化，可对导航、定位、通讯等系统造成严重影响。随着纬度的降低，电离层越活跃，对GPS的影响也就更大。第66页/共101页电离层对GPS的影响GPS信号在穿过电离层时，其传播速度会发生相应的变化，变化的程度主要取决于电离层中的电子密度和信号频率；其传播路径也会略微弯曲，从而使得信号的传播时间乘上真空的光速后所得到的距离不等于信号至接收机的几何距离（一般情况下对测量结果影响不大，可以不考虑）。对GPS测量来讲这种差异引起的测距误差在天顶方向可到50m，在接近地平方向时（高度角为20度）可超过100m，在最恶劣的条件下可达150m，因此必须加以改正，否则会严重损害观测值的精度。目前修正电离层延迟，国内外通常采取的方法：1）双频改正法；2）利用电离层延迟的空间相关性通过相对定位（差分GPS）来消除其影响；3）半合改正法；4）建立电离层延迟模型。而此次欧亚在福建中标CORS网，正是体现天宝产品在低纬度区域，解算，修正电离层所带来的影响的更加先进的技术。第67页/共101页电离层扰动（ionosphericdisturbance）电离层结构偏离其常规形态的急剧变化，又称电离层骚扰。电离源的突变、非平衡态动力学过程、不稳定的磁流动力过程和某些人为因素等，都可引起电离层扰动。它常严重影响电离层中无线电波的传播。

电离层突然骚扰

一种来势很猛但持续时间不长（一般为几分钟至几小时）的扰动，它仅发生在日照面电离层的D层。这种扰动由太阳耀斑引起，耀斑区发出的强烈远紫外辐射和X射线，大约8分钟后到达地球，使地球向阳面电离层特别是D层中的电子密度突然增大。这种现象称为电离层突然骚扰。电离层爆持续时间为几小时至近10天的常与磁暴相伴的强烈电离层扰动。太阳局部扰动除爆发出大量电磁辐射外，有时还辐射出大量带电粒子流。粒子流到达地球一般要1～2天左右，它们与磁层和高层大气相互作用，可使正常电离层（特别是F层）状态遭到破坏，称为F层骚扰。电离层行扰暴时极区激发的、向赤道方向以600～700米/秒的速度水平传播的大气重力波扰动。周期为半小时至几小时，东西向水平尺度可达几千公里，传播上千公里后波形变化不大。

电离层对GPS的影响第68页/共101页电离层对GPS的影响电离层引起码信号传播延迟，它与沿卫星和用户接收机视线方向上的电子密度有关，在垂直方向上延迟值在夜间平均可达3m左右，白天可达15m，在低仰角情况下分别可达9m和45m，在反常时期这个值还会加大。为了削弱电离层延迟所引起的定位精度损失，在长基准测量中用双频接收机采集GPS数据，对观测成果进行实时电离层延迟改正，可以获得很好的效果。对于单频接收机的用户，虽然可以用数学模型进行改正，但其残差仍然很大。也可以用提高卫星高度截止角减少其影响。

在赤道和地极附近存在着严重的电离层赤道扰动和地极扰动。因而，利用双频GPS接收机观测，只适用于没有电离层扰动的中纬度地区来进行电离层改正。

赤道扰动。最坏的电离层影响是在赤道附近。强烈影响大概在±10°以内的区域，此影响可延续至赤道两边的±30°。扰动一般在日落到午夜发生，延续到第二天黎明。它是由电离层中电子含量小规模无规律引起的，它有几米到几千米的波长，这些无规律的电子密度能够产生衍射和反射效应，接收的信号能使相位和振幅变异，它能妨碍GPS卫星信号跟踪，引起周跳。甚至基线在10km以内时，强烈的电子水平分布梯度能使模糊度解算不能进行。

地极扰动。它没有赤道附近那么强烈，它的发生与磁暴活动有关，它主要是位于磁纬的69°～70°的极光带。在强磁暴期间，这些极光影响能延伸到中纬度地区，使周跳数增多。

第69页/共101页电离层对GPS的影响电离层和对流层对GPS的影响第70页/共101页电离层对GPS的影响太阳风对人类的影响：1.当太阳风掠过地球时，会使电磁场发生变化，引起地磁暴、电离层暴，并影响通讯，特别是短波通讯。2.对地面的电力网、管道和其它大型结构发送强大原电荷，影响输电、输油、输气管线系统的安全。3.对运行的卫星也会产生影响。4.一次太阳风的辐射量对一个人来说很容易达到多次的X线检查量。他还会引起人体免疫力的下降，很容易引起病变，也会使人情绪易波动，甚至车祸增。5.会使气温增高。

第71页/共101页电离层对GPS主要的影响卫星导航定位中主要是7种系统误差，轨道误差、卫星钟差、电离层误差、对流层误差、多路径误差、接收机钟差和接收机噪声，其中电离层误差是对GPS影响最大的，由此引起的测距误差是最大有150m（地平，中午，黑子活跃期）,最小也有5m（天顶，夜间，黑子平静年）。幸而电离层是一种散射介质，折射系数是电波频率的函数，所以双频接收机的观测值可以根据这一点基本消除电离层改正。但电离层瞬息万变，一天之内就可以变化一个数量级，很难模拟。第72页/共101页电离层对GPS主要的影响电离层对GPS主要影响有：1：电离层群延（绝对测距误差）2：电离层载波相位超前（相对测距误差）3：电离层多普勒频移（距速误差）4：振幅闪烁5：电离层相位闪烁效应6：磁暴对GPS测量的影响7：电离层折射同高角度的关系第73页/共101页GPS接收机的电离层改正GPS测量的7种系统误差中，电离层效应是主要误差源。电离层效应对GPS定位测量影响，可以达到0.0000001D级，而且随着时间和地点的不同发生急剧变化。即使在一天之内对固定台站而言，电离层误差的变化也可以达到一个数量级。而削弱电离层误差的办法由三：选择最佳观测时间（比如上午），二，采用具有CCD技术的单频接收机；三是使用双频或多频接收机。就目前的投资效益和切实可行而言，使用双频或多频接收机是最为合适的了。（CCD技术：载波相位扩散技术）第74页/共101页TrimbleVRS软件核心

转换参数模块第75页/共101页转换参数模块TrimbleTransformationGenerator在播发差分数据的同时，播发多个地区的坐标转换参数和大地水准面模型根据用户所处的位置，自动匹配参数支持RTCMMessages1021和1023Message1021:转换参数Message1023:地方坐标系统残差采用xml文件定义一个XML文件定义2D位置一个XML文件定义高程第76页/共101页转换参数模块第77页/共101页TrimbleVRS软件核心

备份解算模块第78页/共101页备份解算模块双机热冗余备份两套系统在两台服务器上同时运行。当一台服务器宕机时，系统自动切换到另外一台服务器上；流动用户端无须重新设置。其它品牌系统没有热冗余备份功能，当服务器切换时，需要流动用户端重新进行复杂的手动设置单服务器可运行100个参考站的网络第79页/共101页备份解算模块双通讯链路备份系统可同时管理双通讯链路，一个为主通讯链路，另外一个为备份链路当主通讯链路发生故障时，系统将自动切换到备份链路，保证系统的正常运营；当主通讯链路恢复后，系统将自动切换回主通讯链路第80页/共101页Trimble售后服务&技术支持第81页/共101页Trimble售后服务&技术支持售后服务专职技术人员上门安装调试（软件和硬件）试运行期间的培训与调试试运行后，提供四级售后服务维护保障福建办事处人员2小时响应并解决问题欧亚集团技术负责8小时响应并解决问题天宝技术支持人员24~48小时响应并解决问题天宝VRS研发人员（德国）72小时响应并提供解决方案第82页/共101页国家地震局陆太网于2009年一次性采购

TrimbleVRS设备300台！！！第83页/共101页瑞士TrimbleVRS第84页/共101页日本第85页/共101页全球TrimbleVRS管理的参考站超过4000个USAJapanChinaNewZealandAustraliaDenmarkSwitzerlandCzechRepublikFinlandGermanySwedenNorwayItalyAustriaBelgiumSpainSouthKoreaMalaysiaTaiwanAlaskaUKNetherlandsSloveniaSerbiaandMontenegroPortugalCanada第86页/共101页TrimbleVRS系统

硬件第87页/共101页TrimbleVRSTM系统组成参考站子系统、控制中心子系统、移动站子系统、通讯子系统第88页/共101页TrimbleNetR3GNSSReferenceSensor第89页/共101页TrimbleNetR3-核心技术功能强大的实时GNSS数据传感器，继承Trimble卓越的工程设计标准兼容ZephyrGeodetic2或GNSSChokeRing天线72通道10.5~28VDC

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输入电压大于15V时内置电池自动