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GPS误差分析和精度控制 第34卷第6期 2011年12月 测绘与空间地理信息 GEOMATICSamp;SPATIALINFoRMATloNTECHNoLoGY Vo1.34,No.6 Dec.,2011 GPS误差分析和精度控制 王应东 (山西大同市煤矿设计研究所,山西大同037001) 摘要:通过对GPS测量误差的研究,在设计技术方案时采取相应的措施消除或消弱误差的影响,严格按照测量 规范进行操作.尽量避免并减少误差从而提高成果的可靠性和精确性. 关键词:GPS;误差分析;精度因子;真距;多路径效应 中图分类号:P207.1文献标识码:B文章编号:1672—5867(2011)06—0235—02 GPSErrorAnalysisandPrecisionControl WANGYing—dong (ShanxiDatongCoalmineDesignandResearchInstitute,Datong037001,China) Abstract:ThroughthestudyofGPSmeasurementerrors,understandingerrorsinthedesignoftechnicalsolutionstaketheappropriate measurestoeliminateorweakentheseeffects.WemustOperatestrictlyinaccordancewiththemeasurementspecificationstoavoidand reduceerrors,soastoenhancethereliabilityandaccuracyoftheresults. Keywords:GPS;erroranalysis;accuracyfactor;truedistance;muhipatheffects 091言果的好坏,同时决定是否采用此点位或此观测值. GPS以其具有全能性,全球性,全天候,精度高,观测 时间短,测站间不需要通视等优点在众多领域中已经得 到广泛应用.但同时在GPS测量中也包含多种误差,只 有深刻理解这些误差源的性质及其影响,才能在制定技 术方案和实际作业时,采取必要的措施消除或消弱这些 影响,提高成果的可靠性和精确性. 1GPS精度 GPS的测量精度主要有两种重要因素,测量误差和卫 星与用户的几何位置(我们用空间位置精度因子PDOP(Po— sitionDilutionofPrecision)来表示),但通常都用几何图形精 度因子GDOP(GeometricDilutionofPrecision)来描述空间位 置精度因子PDOP和时间误差TDOP(接收机钟差精度因子 TimeDilutionofPrecision)的综合影响.计算方法是: GDOP=面町(1) GPs绝对定位的误差与精度因子(DOP)的大小成正 比.经分析研究表明:当观测站与4颗观测卫星所构成的 六面体体积越大时,所测卫星在空间的分布范围也越大,而 这时的GDOP值越小,观测的精度也越好.但是为了降低 大气折射对观测精度的影响,通常都要先限制观测卫星的 高度角(上述大气折射对观测精度的影响),当所测卫星在 空间的分布范围越大,GDOP值越小;当所测卫星在空间的 分布范围越小,则GDOP值越大;当GDOP值越小,则观测 效果就越显着.因此可参照GDOP值的大小,决定观测效 2GPS误差分析 GPS定位是通过地面接收设备接收卫星传送的伪距 载波相位和数据星历确定地面点的3维坐标.测量结果 的误差来源于GPS卫星,信号的传播过程和接收设备在 高精度的GPS测量中还应注意到与地球整体运动有关的 固体潮汐,相对论效应等的影响. 2.1与GPS卫星有关的误差 与GPS卫星有关的误差,包括星历误差(轨道误差), 卫星钟误差等. 1)卫星星历误差 卫星星历误差由卫星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.卫星星历误差又等效为 伪距误差,它是一种起始数据误差,大小取决于卫星定轨 系统的质量,如定轨站的数量及其空间分布,观测值的数 量及其精度,轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的 完善程度等.此外与星历的外推时间间隔也有关系.星 历误差是GPS测量的重要误差源.目前,GPS卫星轨道 误差的等效伪距误差(使用广播星历)为4.2m,美国的 sA政策和AS政策人为地使导航定位的精度降低,点位 误差有时达到100m. 2)卫星钟误差 卫星的位置随时间变化,GPS测量是以精密测时为基 础的.信号由卫星到达地面的传播时间乘以光速就等于 站星间的几何距离.因此,GPS测量的精度与时钟误差密 收稿日期:2010—12—02 作者简介:王应东(1968一),男,山西大同人,工程师,学士,主要从事工程测量工作.