文档介绍：影响GPS定位的因素与测量控制网优化分析
影响GPS定位的因素与测量控制网优化分析
摘要:随着我国国民经济及测绘事业的不断发展,以及全球定位系统的广泛应用,许多地区特别是经济发达地区对高精度大地水准面的需求也变得越来越迫切利用,对于GPS定位技术要求也越来越高,所以对GPS定位的影响因素研究就迫切重要了,本文针对GPS的影响因素进行了研究,并且对控制网优化设计问题的分类及解法进行了分析,提出了控制网优化设计的质量标准。
关键词:GPS;测绘;解算
中图分类号:P228 文献标识码:A
一、与GPS卫星有关的因素
(一)卫星星历误差
在进行GPS定位时,是将GPS卫星当作动态的已知点,而计算在某时刻GPS卫星位置所需的卫星轨道参数是通过各种种类的星历提供的,但不论采用哪种种类的星历,所计算出的卫星位置都会与其真实位置有所差异,这就是所谓的星历误差。
(二)卫星钟差
卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间的误差。
由于卫星的位置是时间的函数,所以GPS的观测量,均以精密测时为依据。为了精密导航和测量的需要,GPS建立了专门的时间系统,该系统可以简写为GPST,用周数和周内的秒数来表示。
(三)卫星信号发射天线相位中心偏差
卫星信号发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称相位中心与其真实相位中心之间的差异。
二、与传播途径有关的因素
(一)电离层延迟
由于地球周围的电离层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为电离层延迟。电磁波所受电离层折射的影响与电磁波的频率以及电磁波传播途径上的电子总含量有关。对于GPS卫星信号来说,在夜间当卫星处于天顶方向时,电离层折射对传播路径的影响,将小于5m;而在日间正午前后,当卫星接近地平线时,其影响可能大于100m.
(二)对流层延迟
由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应,使得GPS信号的传播速度发生变化,这种变化称为对流层延迟。电磁波所受对流层折射的影响与电磁波传播途径上的温度,湿度和气压有关。对流层折射对观测值的影响,可分为干分量和湿分量两部分,干分量主要与大气的温度与压力有关,而湿分量主要与信号传播路径上的大气湿度和高度有关。当卫星处于天顶方向时,对流层干分量对距离观测值的影响,约占对流层影响的十分之九。若地面平均大气压力1013mbar,则在天顶方向,干分量对所测距离的影响约为2-3m,而当高度角为10度时,其影响约为20m。湿分量的影响数值不大,现在尚无法准确地测定。
(三)多路径效应
由于接收机周围环境的影响,使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响,这就是所谓的多路径效应。
三、与接收机有关的因素
接收机钟差是GPS接收机所使用的钟的钟面时与GPS标准时之间的差异。GPS接收机所使用的钟为高精度的石英钟,其日频率稳定度约为10-1秒。如果接收机钟与卫星钟之间的同步差为1us,由此引起的等效位置误差,约300m。
在进行GPS定位时,定位结果还会受到诸如处理与控制软件和硬件等的影响。
四、人卫轨道摄动因素
(一)人卫轨道理论
人卫轨道理论是研究人造卫星运动规律的理论,人造卫星进入自动飞行阶段后,也和自然天体一样在万有引力及其