太原理工大学gnss卫星定位原理及应用第六章课件.ppt

其中： 与直接波相比，实际被接收机接收的叠加波的初始相位增加了 ，因此 即是多路径效应误差。 （4）多路径效应误差的最大值 对式（8）求 的极值 令： 可知当 时 有： 对载波L1多路径效应影响最大为4.8cm 对载波L2多路径效应影响最大为6.1cm 实际进入接收机的反射信号并非一个，而是一个群组合，它们与直接波叠加后被接收机接收，因此，实际的多路径效应误差为： 根据电磁波原理，波长（码元宽度）越大，反射波对主波的相位影响越大，因此多路径效应对测码伪距测量的影响要比对载波相位测量的影响要大得多，如对P码的影响可达10米。 3、消减多路径效应误差的方法 多路径效应是系统误差，无法通过模型改正或数据处理过程抵减，只能通过改善测量环境、提高接收机性能减小其产生的可能性和产生的量值。 具体方法有： （1）选择合适的站址 多路径误差的影响与卫星信号方向、反射系数、反射物离测站远近有关，选择合适的站址是避免或减弱多路径效应的方法；理想的站址应远离水面、高层建筑、不应在山坡、山谷和盆地中设站。 （2）强化接收机的抗多路径效应能力 主要从两个方面提高抗多路径效应的能力 a）在天线中增加抑径板 在天线中设置抑径板增强天线对极化性不 同的信号的抑制能力以抗多路径效应。 抑径板的用： 抑径板顾名思意，是抑止多路径效应的意思。它实际上是一半径为r的金属板，其半径大于天线线圈的宽度，安置这样的装置后，可将一定范围内的多路径效应波屏蔽掉，抑径板半径的的大小由屏蔽的范围 目前大部分测地型接收机已加设抑径板 ,抗多路径效应能力有了较大幅度的提高。 决定，屏蔽的范围可由极限高度角Z限决定。图示若抑径板至天线相位中心的高度h，截止高度角为Z限，r为： （3）增加观测时间削弱多路径效应影响 多路径效应误差是时间的函数，增加观测时间可削弱多路径效应影响。特别是有大地控制网测量中，如果测站是设在山谷、山坡、盆地中的，则要适当增加同步观测时间。 b）采用高性能的天线，如高科技产品阵列二级管天线，通过比较波的强弱识别主波与多路径效应波，提高抗多路径效应的效果。 一、GPS卫星位置（星历）误差 1、卫星星历误差包括三个方面： 1）卫星扰动---空间扰动力造成 ，目前还无法精确估计扰动的影响，它会造成星历误差。 2）卫星星历预报---目前GPS系统免费提供的预报星历并非精密星历，它是由GPS控制中心用一周左右的观测数据推出的，且每小时才更新一次，既非精密星历，也非实时星历，精度仅有5～10米。 第三节 与卫星有关的误差 星历误差对定位的综合影响很大，对单点定位可使点位坐标产生数米～上百米的误差；对相对定位也可使基线产生 （1～2）PPm的误差。 特别当SA政策实施时，影响将更大。 3）SA的ε高频抖动---人为施加的干扰，2000年5月1日已宣布取消，但随时可加载，且该项技术可能发展成在可控制条件下有目标性的加载，对我国影响极大。 2、提高星历精度的方法 （1）自建卫星跟踪系统，独立定轨： 建立GPS卫星跟踪网，进行独立定轨既可使我国的用户在非常时期内不受美国政府SA技术作影响，且能提供精度达l0-7精密星历。这对提高定位精度具有显著作用；还可在建立地面通讯站基础上为实时定位提供精密预报星历。 （2）轨道松驰法 原理：在平差模型中把卫星星历给出的卫星轨道作为初始值，视其改正数为未知数，平差时同时求定测站位置及轨道的改正数，常采用的轨道松驰法有： 半短弧法：仅将轨道切向、径向和法向三个改正数为未知数参加平差。方法简单。 短弧法：把6个轨道偏差改正数作为未知数，通过轨道模型来建立观测值和未知数之间的关系。这种方法的计算工作量较大，精度大体与半短弧法相当。 轨道松驰法的局限性在于：需有足量的多余观测，且计算量大，因此不宜作为GPS定位中的基本方法，仅适用于无法获得精密星历时的补救措施或在特殊情况下采取的措施。 （3）同步观测值求差法 原理前已述及，利用在两个或多个观测站上，对同一卫星的同步观测值求差，可减弱或消除卫星星历误差的影响。由于同一卫星的位置误差对不同观测站同步观测量值而言具有相关性，属各同步观测站的共同误差，通过对不同测站观测值的同步求差，可以把两站共同误差消除，其残余误差很小。相对定位法是有效减弱星历误差影响的重要方法，是GPS定位的基本方法。 (4)加盟GLILEO系统 获得更高精度的、可靠的定位信息 在合作研究中还将提高我国的定位技术水平，不完全依赖GPS一个定位系统 二、卫星钟误差对定位的影响： 1、卫星钟的误差包括钟差、频偏、频漂产生的误差和钟的随机误差。偏差的总量在lms以内，引起的等效距离误差 约300km，卫星钟偏差（除随机误差外）非相对论效应部分和相对论效应残留部分可通过 （1）一二阶多项式模型修正（前已