GPS测量误差及其影响 GPS课件

测量误差及其影响GPS测量误差不可避免，会影响测量的精度和可靠性GPS了解误差来源、类型和影响，对于提高测量精度至关重要测量原理GPS接收机接收信号卫星信号发射距离计算接收机接收卫星信号，GPS卫星发射导航信号，包GPS计算时间延迟根据时间延迟，计算接收机与含时间和位置信息三维定位卫星距离利用至少四颗卫星信号，进行三角测量，确定接收机位置系统基本组成GNSS系统由多个部分组成，包括空间段、控制段和用户段空间GNSS段由一系列在轨道运行的卫星组成，它们发射信号并提供定位信息控制段负责监控卫星运行状态、维护卫星轨道和时钟精度用户段指接收卫星信号并进行定位计算的设备，例如接收GPS机每个部分都至关重要，缺一不可空间段负责提供定位信息，控制段确保信息准确，用户段负责接收和处理信息信号传播特点GNSS穿透能力信号衰减

1.

2.12信号可穿透大气层，不信号传播过程中会受到大气层GNSS受云层影响，全天候工作和电离层的影响，导致信号衰减多路径效应信号延迟

3.

4.34信号反射和散射会导致多路径信号传播路径上的延迟会影响误差，影响测量精度卫星时钟同步，影响定位精度测量误差来源及其影响GPS卫星信号传播接收机误差卫星信号从太空传播到地面接收机，接收机本身存在误差，包括时钟误受到大气层、电离层等因素影响，导差、多路径效应等，影响测量精度致信号延迟和失真地球模型误差多路径误差地球并非完美的球体，使用简化模型信号反射和散射会造成多路径效应，进行计算会引入误差，影响坐标定位干扰接收机对信号的识别，导致测量精度误差导致测量误差的主要因素GPS大气层影响接收机误差卫星轨道误差多路径误差大气层会使卫星信号产生折接收机本身的误差也会影响测卫星轨道偏差也会导致测量误多路径误差是指卫星信号在到射，导致测量误差大气层中量结果包括接收机时钟误差卫星轨道数据存在误差，达接收机之前被周围物体反的水汽、温度、气压变化会影差、多路径效应、噪声等因导致卫星实际位置与理论位置射，导致多个信号到达接收响信号传播速度，从而导致测素偏差机，从而导致测量误差量误差大气层误差电离层延迟对流层延迟电离层是地球大气层的一部分，对流层是地球大气层的最底层，其中包含大量带电粒子，这些粒其中包含水蒸气和其他气体，这子会减慢信号的速度，导致些气体会折射信号，造成信GPS GPS信号延迟号延迟大气层误差影响大气层误差会影响测量精度，造成位置误差，尤其是在高海拔地区或GPS天气条件恶劣的情况下接收机误差接收机时钟误差接收机硬件误差接收机内部时钟与标准原子钟存在偏差，影响信号到达时间计接收机本身存在噪声、失真等，影响信号处理精度，导致测量算误差多路径效应接收机软件误差信号在传播过程中被反射，导致接收机接收到的信号存在多路接收机软件算法存在缺陷，影响数据处理和计算，造成误差径效应，影响测量精度多路径误差反射信号城市环境茂密植被天线位置信号到达接收机之前，可城市建筑物、树木等反射信号森林等茂密植被也会反射信天线周围环境和位置对多路径GPS能会被周围物体反射，形成多会显著影响多路径误差号，影响定位精度误差的影响很大GPS条路径，产生误差卫星轨道误差卫星轨道不准确轨道模型简化

1.

2.12卫星轨道数据并非完全准确，卫星轨道模型无法完全模拟现会造成距离误差实情况，存在模型误差地球重力场变化大气阻力影响

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4.34地球重力场并非均匀分布，会大气阻力会影响卫星运行速度导致卫星轨道偏差和轨道参数时钟误差卫星时钟误差接收机时钟误差卫星内部时钟存在误差，导致接收到的信号时间与实际时间不一接收机内部时钟也存在误差，影响接收到的信号时间，进而影响致这会导致位置计算偏差位置计算精度其他系统误差卫星星座误差电离层模型误差地球模型误差卫星星座的配置和运行状态也会影响电离层模型是用来模拟电离层对信号地球模型的精度会影响卫星位置的计算，进GPS GPS信号的传播路径和精度，从而引入误差的影响，模型的精度会影响测量结果的准确而影响到信号的传播路径和接收时GPS性间测量精度要求GPS测量精度要求取决于应用场景和精度要求例如，在导航应用中，精度要求可能在米级，而在工程测量中，精度要求可能在厘米级或GPS毫米级精度要求影响着测量方法的选择、仪器配置、数据处理方法等影响测量精度的关键因素GPS卫星信号质量环境因素观测时间和时长接收机类型卫星信号强度和清晰度直接影高楼、树木、山体等遮挡物会观测时间越长，积累的误差越不同的接收机型号、精度和功响测量精度，信号弱或受干扰阻挡卫星信号，造成多路径效少，但长时间观测可能受环境能各异，影响测量精度会导致误差增大应，降低测量精度影响提高测量精度的方法GPS差分技术实时动态差分技术

1.GPS

2.12差分技术通过参考站提供实时动态差分技术利用网络数GPS差分校正数据，提高测量据进行实时校正，可实现厘米GPS精度级精度基于系统的其他技术

3.CORS

4.34技术RTK其他技术包括多系统融合、高系统利用多个参考站建精度时钟、精密轨道等，可进CORS立网络，提供高精度差分数一步提高测量精度GPS据，提升精度RTK基线长度对精度的影响基线长度影响1基线长度越长，误差积累越大大气影响2大气折射对长基线的影响更显著几何影响3长基线上的卫星几何分布更复杂，误差更难消除精度要求4短基线测量可用于精度要求较低的应用基线长度对测量精度有显著影响长基线测量需要更复杂的技术和更高的精度要求短基线测量适合精度要求较低的应用GPS观测时间对精度的影响观测时间越长1误差越小大气影响2观测时间长接收机误差3观测时间长多路径效应4观测时间长观测时间越长，累积的误差越小长时间观测，可以减小大气层、接收机、多路径效应等误差的影响观测环境对精度的影响遮挡影响电磁干扰建筑物、植被或其他障碍物会阻挡卫星信号，导致接收机无法附近存在的无线电设备、电力设备等会产生电磁干扰，影响接接收到足够的卫星信号，从而降低测量精度收机的正常工作，降低测量精度123多路径效应卫星信号在传播过程中会遇到各种反射和散射，导致接收机接收到多条信号，影响信号强度和时间精度，降低测量精度差分技术GPS基本原理应用场景差分技术利用参考站接收到的卫星信差分技术广泛应用于各种领域，例如GPS GPS号数据，计算出误差修正值，并将其发送地质勘探、测绘、工程测量、农业导航、给用户接收机，从而提高用户接收机的定精准定位等位精度它能够有效提高定位精度，并减少误差累参考站的位置已知，通常设在固定位置并积，尤其在需要高精度定位的应用中具有高精度的时钟实时动态差分技术实时数据传输误差修正厘米级精度基准站实时将数据传输到用户接收机用户接收机实时接收基准站数据并修正自身实时动态差分技术可实现厘米级甚至毫米级误差精度基于系统的技术CORS RTK网络实时数据传输厘米级精度CORS网络由多个连续运行参考站组网络通过无线通信将参考数据实接收机结合参考数据，可实CORS CORSRTK CORS成，提供高精度参考数据时传输给接收机现厘米级精度定位RTK提高测量精度的其他技术GPS多系统融合组合导航技术基于深度学习的精度优化将与其他导航系统（如北斗、伽利将与惯性导航系统（）或其他传利用深度学习技术，对数据进行训练GPS GPSINS GPS略）数据融合，可以提高定位精度和可靠感器相结合，实现更精准的定位和导航和分析，优化定位结果性深度学习可以识别并补偿传统方法难以解融合不同系统的数据，可以互补各自的优组合导航系统可以有效地克服单一系统受决的误差源，提升精度势，弥补单一系统的不足环境影响的局限性测量在工程中的应用GPS工程测量基础设施建设测量在工程测量中得到广泛用于桥梁、隧道、高架道路GPS GPS应用，例如地形测绘、地籍测等基础设施建设，提高施工精度量、工程放样等和效率资源勘探灾害监测技术可以精确定位矿产资测量可用于滑坡、泥石流等GPS GPS源、水资源等，辅助资源勘探和自然灾害监测，为预警和救援提管理供数据支持高精度在工程中的应用GPS建筑工程大地测量桥梁工程隧道工程高精度用于建筑工程测高精度用于大地测量，例高精度用于桥梁工程，例高精度用于隧道工程，例GPS GPS GPS GPS量，例如高层建筑的定位、高如测定地球形状和大小，以及如桥梁的定位、桥墩的测量，如隧道洞口定位、隧道贯通测架桥的桥梁测量，以及大型工进行地壳运动监测等以及桥梁的变形监测等量，以及隧道变形监测等程的施工控制等机载激光雷达与组合应用GPS机载激光雷达与组合应用，可用于地形测绘、地质勘探、森林资源调查等GPS领域该技术可实现高精度、高效率的地形数据采集，为地理空间信息研究提供基础数据自主导航车辆与应用GPS自主导航车辆依赖定位技术来确定其在环境中的位置GPS高精度定位信息与地图数据结合，帮助车辆实现精准的路径规划和导航GPS信号接收器提供实时位置信息，支持车辆避障、车道保持和自动驾驶等功GPS能精准农业与应用GPS精准农业利用技术实现对农田的精准定位和管理，提高农业GPS生产效率和效益数据可用于控制灌溉系统、施肥量、农药喷洒等，实现精准GPS化管理精准农业还可以帮助农民监测作物生长情况、土壤状况等，提高农业生产效率和产量未来发展趋势GPS更高精度和鲁棒性更广泛应用场景

1.

2.12不断提高定位精度，提升扩展应用领域，如无人驾GPS GPS抗干扰能力，更好地应对复杂驶、智慧城市、精准农业等环境多系统融合新技术应用

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4.34将与其他导航系统融合，积极探索新技术，如人工智GPS构建更可靠、更精确的定位系能、量子技术，提升性GPS统能更高精度和鲁棒性更精确的测量更可靠的信号新型技术不断改进，通过更精确的时钟、更强的信号处理能通过信号增强技术，例如多频信号、多路径消除，以及更强大的抗GPS力，以及更强大的抗干扰能力，实现更高的测量精度干扰能力，提高了信号的稳定性和可靠性，使其更不容易受到GPS环境噪声的影响更广泛应用场景自动驾驶智慧城市高精度定位是自动驾驶车辆的关键技术之一，为车辆提技术在智慧城市建设中发挥着重要作用，例如交通管GPS GPS供准确的地理位置信息，支持路径规划和安全驾驶理、环境监测、公共安全等领域物联网精准农业技术广泛应用于物联网设备的定位跟踪，例如智能家技术可以帮助农民进行精准播种、施肥、喷洒农药等工GPSGPS居、智能物流等领域作，提高农业生产效率和效益。