GPS定位中的誤差分析

康四林，李語強

(1.中國科學院國家天文臺云南天文臺，云南 昆明 650011；2.中國科學院研究生院，北京 100049)

GPS(全球定位系統，Global Positioning System)具有高精度、高效率、多功能、多用戶、設備輕便、自動化程度高和全天候作業等特點，己經被廣泛應用于測量的各個領域，并已發展成為一個真正的三維測量工具。利用GPS定位技術進行定位，存在著多種誤差因素。只有深刻理解這些誤差的產生原因、性質、大小及其影響，才能采取相應的措施將其減小或消除，從而提高定位精度。

1 GPS的組成

一般將整個GPS系統分為空間部分、地面控制部分和用戶部分。

1.1 空間部分

GPS的空間部分由GPS衛星組成。

正式工作的GPS衛星星座于1994年3月完全建成。GPS衛星星座由24顆GPS衛星組成，這些衛星的類型是Block Ⅱ和Block ⅡA，衛星的運行高度為20200km。它們分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行，軌道偏心率約為0°。衛星軌道運行周期為11h58min，因此，在同一測站上每天出現的衛星分布圖相同，只是每天提前約4min。每顆衛星每天約有5小時在地平線上。可以保證在任何時間和任何地點都可以接收到4顆以上GPS衛星發送的信號。每個衛星發射兩個頻率的信號，L1為1575.42MHz,L2為1227.6MHz,L1載波調制P碼和C/A碼，L2載波調制P碼。P碼的碼速率為10.23Mb/s，C/A碼的碼速率為1.023Mb/s，P碼的精度比C/A碼高，但P碼是加密的軍用碼，C/A碼公開。C/A碼與P碼均調制了50b/s的導航信息。每顆星的導航信息包含有該星的位置、時間、星歷等信息。

目前的GPS衛星星座由33顆GPS衛星組成。除使用原有的Block Ⅱ和Block ⅡA衛星外，還包括新發射的Block ⅡR和Block ⅡF衛星。現在新增的GPS衛星是在以前正式開始工作的GPS衛星的基礎上改進而形成的。主要的改進是對GPS衛星的信號功率進行了加大，在L2載波上加載了C/A碼，并將新的定位信號M碼加載在Ll和L2載波信號上，同時加入了頻率為1176.45MHz的L5載波，改進了GPS衛星的抗干擾系統，并使衛星的使用壽命有所延長。

1.2 控制部分

GPS的控制部分由GPS衛星跟蹤站組成。由于這些跟蹤站的作用不同，它們又被分為主控站、注入站、監測站。主控站設在美國本土科羅拉多州斯平士(Colorado.Spings)的聯合空間執行中心CSOC(Consolidated Space Operation Center)。注入站分別設在大西洋的阿森松島(Ascension)、印度洋的狄哥·伽西亞(Diego Garcia)和太平洋的卡瓦加蘭(Kwajalein)3個美國空軍基地上。早期的GPS地面監測站只有5個。除一個單獨設在夏威夷外，其余4個都分設在主控站和注入站上。后增至6個，2005年末，美國國家地理空間情報局(NGA)的6個監測站納入GPS的衛星地面監測網絡，到2006年又增加了5個NGA監測站。這樣，GPS的地面監測站數量達到了17個，保證了任意一顆GPS衛星在任何時刻都至少有3個監測站跟蹤。

主控站控制和協調各個監測站和注入站的工作，收集各個監測站所測得的偽距和積分多普勒觀測值、氣象要素、衛星時鐘和工作狀態的數據、監測站自身的狀態數據。主控站根據所收集的數據及時計算出每顆GPS衛星的星歷、時鐘改正、狀態數據以及信號的大氣傳播改正，并按一定格式編制成導航電文，傳送到注入站。當某一顆GPS衛星離分配給它的軌道位置太遠時，主控站能夠對它進行軌道改正，主控站還能進行衛星調度，讓備用衛星去取代失效的工作衛星。主控站肩負監測整個地面控制部分是否正常工作，監測注入給衛星的導航電文是否正確，監測衛星有否將導航電文發送給了用戶。各個監測站監測GPS衛星信號，對飛越其上空的GPS衛星進行偽距等測量，并將其測量值發向主控站。注入站將主控站計算出的衛星星歷和衛星鐘的改正參數等注入到GPS衛星中去，GPS衛星的導航數據，每隔8小時注入一次。

1.3 用戶部分

GPS系統的用戶部分即GPS信號接收機。GPS信號接收機是實現GPS衛星導航定位的終端儀器。它是一種能夠接收、跟蹤、變換、處理GPS衛星導航定位信號的無線電接受設備。GPS系統是一種單程系統，用戶只接收而不必發射信號，因此用戶的數量不受限制。

從GPS信號接收機的結構角度分析，GPS接收機可概括為天線單元和接收單元兩大部分。天線單元由接受天線和前置放大器兩個部件組成。天線單元的作用是將到達GPS信號接收天線的GPS電磁波變換成微波電信號，并將微弱的GPS電信號予以放大。接收單元由信號波道、存儲器、微處理機、頻率合成器、顯控器、電源等部件組成。信號波道不是一種簡單的信號通道，而是一種軟硬件相結合的有機體。頻率合成器是用一個獨立的基準頻率源，在壓控振蕩器的支撐下，運用信號的分頻和倍頻功能，獲得一系列與基準頻率穩定度相同的信號輸出。

GPS信號接收機有多種分類方法。按測量站星距離所用測距信號的不同，GPS信號接收機可以分為以下3種類型：(1)碼接收機：用偽噪聲碼和載波作測距信號；(2)無碼接收機：僅用載波作測距信號；(3)集成接收機：即用GPS信號，又用GLONASS信號測量站星距離。

2 GPS定位原理

圖1 GPS定位原理簡圖Fig.1 Illustration of the principle of GPS positioning

GPS定位的實質是要確定接收機的三維坐標。GPS信號接收機同時接收到多顆GPS衛星發來的信號，接收機根據衛星發來的導航電文自動選擇最佳方位的衛星進行定位。GPS信號接收機測出GPS衛星到接收機的距離。再根據已知的衛星瞬時坐標，利用距離交會定點原理來確定接收機所對應的點位，即觀測站的位置。GPS定位須要確定接收機的三維坐標(x,y,z)3個未知數，但因為GPS信號接收機含有接收機鐘差這個未知數，因此至少要接收到4顆衛星信號才能定位。其定位原理如圖1。

在圖1中設GPS信號接收機鐘差為δt，c為光速，所使用的衛星1,2,3,4的坐標分別為(x1,y1,z1)、(x2,y2,z2)、(x3,y3,z3)、(x4,y4,z4),這些衛星到接收機的偽距離分別為P1、P2、P3、P4。要確定GPS信號接收機的位置(x,y,z)，只須解下列方程組即可。

[(x-x1)2+(y-y1)2+(z-z1)2]1/2-cδt=P1
[(x-x2)2+(y-y2)2+(z-z2)2]1/2-cδt=P2
[(x-x3)2+(y-y3)2+(z-z3)2]1/2-cδt=P3
[(x-x4)2+(y-y4)2+(z-z4)2]1/2-cδt=P4

(1)

3 GPS定位中的誤差分析

GPS衛星導航定位，是基于被動式測距原理。即GPS信號接收機被動地測得GPS接收機天線相位中心和GPS衛星發射天線相位中心之間的距離(即站星距離)，進而將它和GPS衛星在軌位置聯合解算出GPS接收機的三維坐標。該三維位置誤差為：

MP=PDOP×Mρ

(2)

式中PDOP為三維位置幾何精度因子；Mρ為站星距離的測量誤差。

GPS定位的誤差與位置精度因子(PDOP)的大小成正比。位置精度因子的大小與所測衛星的幾何分布圖形有關。大量分析研究表明，當觀測站與4顆觀測衛星所構成的六面體體積越大時，所測衛星在空間的分布范圍也越大，而這時的PDOP值越小，觀測的精度也越好[1]。但是為了降低大氣折射對觀測精度的影響，通常都要先限制觀測衛星的高度角。除此之外，衛星的能見度也是影響觀測精度的一個重要方面。一般要求觀測站周圍屏障物的高度角應小于15°。各種GPS信號接收機都是根據PDOP的算法，計算不同的定位星座的PDOP值的大小，最后選擇最佳的定位星座進行跟蹤。

站星距離的測量誤差同樣決定著GPS定位的誤差。GPS站星距離的測量誤差受多種因素的影響，主要影響因素可以分為3大類：(1)與GPS衛星有關的誤差；(2)與GPS信號傳播有關的誤差；(3)與接收設備有關的誤差。

3.1 與GPS衛星有關的誤差

與GPS衛星有關的誤差主要有星鐘誤差和星歷誤差。

3.1.1 星鐘誤差

盡管GPS衛星均設有高精度的原子鐘，但它們與理想的GPS時之間，仍存在著難以避免的頻率偏差和頻率漂移，也包含鐘的隨機誤差，這種偏差的總量約在1ms以內。由此引起的等效距離可達300m。在GPS測量中,衛星作為高空觀測目標，其位置在不斷變化，必須有嚴格的瞬間時刻，衛星位置才有實際意義。另外，GPS測量就是通過接收和處理GPS信號實現定位的，必須準確測定信號傳播時間，才能準確測定觀測站至衛星的距離。星鐘偏差值一般可用二項式來表示[2]：

?t=α0+α1(t-t0c)+α2(t-t0c)2.

(3)

式中t0c為參考歷元；t為需計算衛星鐘差的時刻；α0為衛星鐘在t0c時刻的鐘差；α1為衛星鐘在t0c時刻的鐘速(頻率偏差)；α2為衛星鐘在t0c時刻的鐘速變化率(老化率)。這些參數可從衛星導航電文中獲得。用二項式模擬衛星鐘的鐘差能保證衛星鐘與標準GPS時間同步在20ns之內，由此引起的等效距離誤差不大于6m。若要進一步削弱衛星鐘差，可通過差分定位或者采用IGS產品中的衛星鐘差加以實現。

3.1.2 星歷誤差

衛星星歷誤差是指由廣播星歷參數所給出的衛星位置與衛星的實際位置之差。由于衛星在運行中受到多種復雜的攝動力的影響，數個地面監測站難以精確可靠地測定這些作用力，以致難以準確了解他們對衛星的作用規律，使得測定的衛星軌道會有誤差。同時，用戶得到的衛星星歷并非是實時的，這會導致計算衛星位置產生誤差。在一個觀測時段，衛星星歷誤差是一種系統性誤差，不可能通過多次重復觀測來消除，它的存在將嚴重影響單點定位的精度[3]。減小星歷誤差的主要方法有：(1)建立獨立的GPS衛星觀測網進行GPS衛星的精密定位[4]，例如IGS觀測網絡；(2)軌道松弛法。軌道松弛法是在平差模型中把衛星星歷給出的衛星軌道視為初始值，將其改正數作為未知數，通過平差求得測站位置及軌道改正數。這種方法數據處理相當復雜，工作量較大，一般只適用于無法獲取精密星歷而采取的補救措施；(3)差分定位。這一方法是利用在兩個或多個觀測站上，對同一衛星的同步觀測值進行求差。因為星歷誤差對相距不太遠的兩個或多個測站的影響相近，所以對于確定兩個或多個測站之間的相對位置，可以使用差分定位的方法來減弱衛星星歷誤差的影響。

3.1.3 IGS產品中的GPS衛星星歷和衛星鐘差

國際大地測量學協會于1993年成立了國際GPS地球動力學服務(IGS)組織，并于1994年1月正式運作。IGS依靠全球布設的GPS跟蹤網，通過所屬的7個分析中心各自處理，最后匯集到設在加拿大的IGS協調中心，對分中心的結果進行綜合處理，通過加權平均最終得到IGS的綜合精密星歷及其它信息，并向全球用戶提供使用。使用者可以免費從Internet網上(http://igscb.jpl.nasa.gov)取得觀測數據及各種IGS產品。目前，IGS組織定期向全球用戶提供的IGS產品有：(1)GPS衛星星歷。包括超快速星歷(IGU星歷)、快速星歷(IGR星歷)和精密星歷(IGS星歷)。IGU星歷文件軌道弧長48小時，前24小時是基于實測GPS數據的精密軌道，后24小時則是預推軌道；(2)GPS衛星和IGS跟蹤站鐘差信息；(3)IGS跟蹤站坐標及其位移；(4)地球自轉參數；(5)天頂路徑延遲估計。IGS在全球布設的GPS跟蹤站接近400個，遠遠大于GPS系統的地面監測站(17個)的數量。IGS提供的GPS衛星星歷和衛星鐘差的精度遠遠高于GPS導航電文所提供的。IGS最新產品中GPS衛星星歷和衛星鐘差的概況如表1。

從表1可看到，對GPS觀測的事后處理，可根據不同的情況用IGS的精密星歷和衛星鐘差，快速星歷和衛星鐘差，或超快速星歷和衛星鐘差(前24小時)來處理，均能獲得厘米級的定位精度。對一些精度要求較高(如分米級)的實時(或準實時)定位來說，由于預報的超快速衛星鐘差精度較差(達5ns)，導致定位精度較低。這時可根據“衛星星歷可預報，衛星鐘差不可預報”的特性，利用若干站坐標已精密測定的GPS基準站的實時觀測資料和超快速的預報星歷，來實時(或準實時)計算衛星鐘差改正，達到較高精度實時(或準實時)定位的目的。

表1 IGS產品表(GPS衛星星歷和衛星鐘差)

3.2 與GPS信號傳播有關的誤差

與GPS信號傳播有關的誤差主要包括電離層折射誤差、對流層折射誤差、多路徑誤差、相對論效應誤差、地球自轉效應誤差。

3.2.1 電離層折射誤差

電離層是指高度在50～1000km之間的大氣層。受太陽輻射的作用，電離層中的中性氣體分子被電離而產生大量的正離子和自由電子，從而形成電離氣體層。GPS衛星信號和其它電磁波信號一樣，當通過電離層時，將產生折射現象，不僅使電磁波信號的傳播路徑發生變化，而且會引起信號傳播速度的變化。電磁波在電離層中的折射率為[5]：

(4)

若忽略小于10-9量級的函數項，對GPS信號載波(fL1,fL2,fL5)在電離層中的折射率可以表達為：

(5)

對GPS信號載波而言，高階電離層效應較小，一般可以忽略。忽略高階電離層效應的GPS信號載波電離層折射率記作：

(6)

經推導，可得偽距測量的電離層效應的距離偏差改正為：

(7)

載波相位測量的電離層效應的距離偏差改正為：

(8)

減弱或消除電離層影響的有效措施通常有以下幾種：(1)采用雙頻接收技術。由(7)、(8)式可以看出電離層的影響是電磁波頻率的函數。如果分別用兩個頻率f1和f2發射衛星信號，則兩個不同頻率的信號就會沿同一路徑到達接收機，用雙頻接收機進行測量，就能根據電離層折射和信號頻率的有關特性，求得電離層折射改正數。但是在太陽磁暴和耀斑爆發及太陽黑子活動的異常期，應避免觀測[6]。由于赤道和地極附近存在著嚴重的電離層赤道擾動和地極擾動[7]，因而在赤道和地極附近一般不利用雙頻GPS接收機觀測。雙頻GPS接收機一般只適用于沒有電離層擾動的中緯度地區來進行電離層改正。(2)利用電離層改正模型[8]。對于GPS單頻接收機，一般采用導航電文中提供的電離層延遲改正模型或其它較高精度的電離層延遲改正模型，來減弱電離層的影響。由于決定電離層折射的因素很多，所以，難以建立嚴格的改正模型。(3)差分處理。當測站間的距離相距不太遠時(例如20km以內)，兩測站上的電子密度相差不大，衛星的高度角相差不多，此時衛星信號到達不同觀測站所經過的介質狀況相似、路徑相似，當利用兩臺或多臺接收機對同一組衛星的同步觀測值求差時，可以有效地減弱電離層折射的影響。

3.2.2 對流層折射誤差

對流層是離地面高度約為50km以下的大氣層。GPS信號通過對流層時將產生折射，從而引起信號傳播延遲[9]。電磁波在對流層的傳播速度與電磁波的頻率無關，只與電磁波的傳播方向和大氣折射率有關[10]。對流層大氣折射率與大氣壓力、溫度和濕度有關，一般將對流層中大氣折射率N0分為干分量Nd和濕分量Nw兩部分。

N0=Nd+Nw

(9)

(10)

式中p為大氣壓力(mbar)；TK為絕對溫度(TK=T0+273.16)；e0為水汽分壓(mbar)。

對流層折射對電磁波信號所引起的路徑延遲為：

δρtrop=ρd+ρw

(11)

上式中ρd為干分量；ρw為濕分量。對于ρd和ρw的霍普菲爾德(Hopfield)對流層估計模型為：

(12)

式中HT為測站高程(m)；Hw為濕分量高程平均值(m)；α為電磁波傳播方向的高度角。

減弱對流層折射的影響，一般有以下幾種措施：(1)利用水氣輻射計直接測定信號傳播的影響。(2)用改正模型進行對流層改正。常用的各種改正模型是利用氣象參數進行計算改正。其氣象參數在測站直接測定。用改正模型進行對流層改正，其所用設備簡單，操作方法易行。但是由于水汽在空間的分布很不均勻，不同時間﹑不同地點水汽含量相差甚遠，用統一模型難以準確描述，所以，對流層改正的濕分量部分精度較低，只能將濕分量消去80%～90%。(3)差分處理。與電離層折射的影響類型類似，當兩觀測站相距不太遠時(例如20km以內)，由于GPS衛星信號通過對流層的路徑大體相近，相近路徑的氣象參數相近，所以，對同一衛星的同步觀測值進行求差，可以明顯減弱對流層折射的影響。

3.2.3 多路徑誤差

GPS衛星信號從20200km高空向地面發射，經接收機周圍某些物體表面反射后到達的信號與直接來自衛星的信號疊加進入接收機，使觀測值偏離真值，這就是所謂的多路徑誤差。多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應被稱作多路徑效應。多路徑誤差與反射物的反射系數有關，也與反射物離測站的距離及GPS衛星信號方向有關，無法建立準確的誤差改正模型[11]。減小多路徑誤差的方法主要有以下幾種：(1)選擇較好的測站環境，避免有高反射系數的反射面，如水面、光滑的地面及高層建筑物等；(2)盡量選擇能抑制多路徑效應的天線，如帶抑制板或抑制圈的天線；(3)由于多路徑誤差分為常數部分和周期性部分，因此可以通過增加觀測時間來消除周期性部分；(4)用小波對觀測數據進行濾波，分離有用信號，實現消除噪聲的目的[12]。

3.2.4 相對論效應誤差

由于愛因斯坦的狹義相對論和廣義相對論效應的影響，衛星鐘頻率與地面靜止鐘頻率相比，發生頻率偏移，這種頻移帶來的誤差在精密定位中是不可忽略的。

按照狹義相對論的觀點，在慣性參考系中，一個靜止頻率為f0的時鐘安裝在飛行速度為υ的衛星上，相對靜止不動的同類時鐘來說其頻率將產生變化，其改變量為：

(13)

地面鐘隨地球一起以速度VR自傳時，也會產生狹義相對論效應。此時地面鐘相對靜止不動的同類時鐘來說其頻率也將產生變化，其改變量為：

(14)

由于△fR的量非常小，所以計算VR時可以把地球看成是半徑為Rm的圓球，有：

VR=V0cosφ

(15)

上式中V0為地球赤道處的自傳速度，其值為464m/s。在GPS測量中，測定的是衛星信號的傳播時間(t2-t1)。其中t1是用衛星鐘測定的信號離開衛星的時刻；t2是用接收機鐘測定的信號到達接收機的時刻。在討論狹義相對論效應的影響時，理應同時考慮狹義相對論效應對衛星鐘的影響以及對接收機鐘的影響，但通過計算(14)式可知，接收機鐘所受到的狹義相對論效應的影響很小，通過(13)式和(14)式的對比，可以發現對于大多數地面測站來說，狹義相對論效應對地面鐘的頻率改變量不足狹義相對論效應對衛星鐘的頻率改變量的1%。而且，狹義相對論效應對地面鐘的頻率改變很難與真正的接收機時鐘誤差分離開來，也就是說，在GPS測量中狹義相對論效應對接收機時鐘的影響會自動地被吸收到接收機時鐘的誤差項中去。

由以上討論可知，衛星鐘比靜止在地球上的同類鐘走慢了。根據公式：

(16)

可得：

(17)

按照廣義相對論的觀點，處于不同等位面的時鐘，其頻率f0將由于引力位不同而發生變化。衛星鐘與地面鐘相比處于較高的引力位，將產生引力頻移，此時衛星鐘要走得快一些，其鐘頻增加量為：

(18)

由(17)、(18)式可知，對GPS衛星來說，廣義相對論效應的影響大于狹義相對論效應的影響，且符號相反，相對論效應的綜合影響為：

(19)

上述各式中c為真空中光速；g為地面重力加速度；Rm為地球平均半徑；Rs為衛星軌道平均半徑。

將GPS衛星鐘的標準頻率f0=10.23MHz代入上式得△f=0.00455Hz。這說明衛星鐘比地面鐘走得快。為了補償相對論效應的影響，需將GPS衛星鐘的頻率減小約0.00455Hz。使衛星鐘進入軌道受到相對論效應影響后，恰與標準頻率10.23MHz相一致。

上述討論，是基于GPS衛星做嚴格的圓周運動。事際上，GPS衛星軌道是一個橢圓，而橢圓軌道各點處的運行速度是不相同的，相對論效應頻率補償，就不是一個常數。頻率常數補償所導致的補償殘差稱為相對論效應誤差。相對論效應誤差所引入的GPS信號時延為[5]：

Δt(ns)=-2289.7esinE

(20)

上式中e為GPS衛星橢圓軌道的偏心率，E為GPS衛星的偏近點角。當e=0.01，E=90°時，相對論效應誤差導致的時延達到最大值，即為22.869ns，這相當于6.864m的站星距離的誤差，而必須予以考慮。

3.2.5 地球自轉效應誤差

GPS信號從20200km的高空傳播到GPS信號接收機，需要0.067s左右的時間。由于地球的自傳(地面測站相對于地心的運行速度約為0.46km/s)，GPS信號到達GPS接收機時的GPS衛星在軌位置，不同于GPS信號從衛星發送時的GPS衛星在軌位置，兩著之差為：

(21)

式中的ωe是地球自轉角速度，且ωe=7.292115×10-5rad/s。上述位置偏差導致的站星距離變化值為[5]：

(22)

3.3 與接收設備有關的誤差

與接收設備有關的誤差主要包括觀測噪聲誤差、內時延誤差和天線相位中心誤差。

3.3.1 觀測噪聲誤差

觀測噪聲，主要源于天線噪聲和環路噪聲。天線噪聲是由客體噪聲和背景噪聲組成的，客體噪聲是因各種電機的火花放電，以及電臺、電視和雷達的高頻射電而致。背景噪聲，不僅包括因雷電和大氣漲落引起的天電干擾噪聲，而且包括銀河噪聲和太陽噪聲。到達GPS信號接收天線的GPS信號弱達3.5E-16W，它極易受到天線噪聲的干擾。GPS信號接收機的偽噪聲碼跟蹤環路和載波跟蹤環路等電路，因信號電流在其內的流通和變換，而產生熱噪聲和磁起伏噪聲。觀測噪聲對觀測成果的精度損失，取決于觀測噪聲功率相對于GPS信號功率的大小。

3.3.2 內時延誤差

GPS信號接收機是用于接收、跟蹤、變換和測量GPS信號的。GPS信號在接收機內部從一個電路轉移到另一個電路的進程中，必定會占用一定的時間。這種由于電子電路所產生的時間延遲，稱為內部時延。它的大小可以根據電路參數計算求得。如果內時延是穩定不變的，經過內時延改正后的站星距離，不存在測量精度的損失。但是，由于波道時延的不穩定性，中頻信號的相位抖動和接收天線的相位中心漂移，不可能實現接收機內時延的精確改正。例如，對于多波道接收機而言，因各個波道不可能產生相同的波道時延，而存在波道時延偏差。制作GPS信號接收機時，雖給予了時延補償，且設有內時延自動校正程序，在數據文件中還能夠讀取各個波道的相對時延值。但是，因內時延的不穩定性，仍舊存在著自校殘差。

3.3.3 天線的相位中心誤差

在GPS測量中，觀測值都是以接收機天線的相位中心位置為準的，所以，接收機天線的相位中心應該與其幾何中心保持一致。但實際上天線的相位中心位置隨信號輸入的強度和方向不同會發生變化，使其偏離幾何中心。這種偏差視天線性能的好壞可達數毫米至數厘米，這對精密定位來說，是不容忽視的。實際工作中如果使用同一類型天線，在相距不遠的兩個或多個測站同步觀測同一組衛星，可以通過觀測值求差來減弱相位中心偏移的影響。

4 結 論

GPS定位精度的高低，與所選用的GPS信號接收機及所采用的定位方法有著密切的關系。如果對定位精度要求不太高，比如普通的民用，可以選用普通的接收機，采用較簡單的誤差改正模型，使用單點定位方法進行定位。這樣既可以節約定位成本又可以提高定位效率。但有些定位必須要求高精度，比如軍用及相關科學研究，在這種情況下，必須選用接收性能良好的接收機。同時也要采用最精確的誤差改正模型或者差分定位方法來減小或者消除誤差。例如，采用雙頻載波相位雙差技術。雙頻載波相位雙差技術可以抵消大氣折射、鐘差、相對論效應、星歷誤差、歲差、章動、極移、地球固體潮等諸多共性觀測因素導致的誤差。

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