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GPS RTK差分系统的误差及控制方法

时间:2013-10-21浏览:责任编辑:四川拓图测绘仪器

1、RTK定位的误差,一般分为两类:

(1)同仪器和干扰有关的误差:包括天线相位中心变化、多径误差、信号干扰和气象因素。

(2)同距离有关的误差:包括轨道误差、电离层误差和对流层误差。

对固定基地站而言,同仪器和干扰有关的误差可通过各种校正方法予以削弱,同距离有关的误差将随移动站至基地站的距离的增加而加大,所以RTK的有效作业半径是非常有限的(一般为几公里)。

2、同仪器和干扰有关的误差

(1)天线相位中心变化 天线的机械中心和电子相位中心一般不重合。而且电子相位中心是变化的,它取决于接收信号的频率、方位角和高度角。天线相位中心的变化,可使点位坐标的误差 一般达到3-5CM。因此,若要提高RTK定位精度,必须进行天线检验校正,检验方法分为实验室内的绝对检验法和野外检验法。

(2)多路径误差 多径误差是RTK定位测量中最严重的误差。多径误差取决于天线周围的环境。多径误差一般为几CM,高反射环境下可超过10CM。多径误差可通过下列措施予 以削弱: A、选择地形开阔、不具反射面的点位。B、采用扼流圈天线。C、采用具有削弱多径误差的各种技术的天线。D、基地站附近辅设吸收电波的材料。

(3)信号干扰 信号干扰可能有多种原因,如无线电发射源、雷达装置、高压线等,干扰的强度取决于频率、发射台功率和至干扰源的距离。为了削弱电磁波幅射副作用,必须在选 点时远离这些干扰源,离无线电发射台应超过200米,离高压线应超过50米。在基地站削弱天线电噪声最有效的方法是连续监测所有可见卫星的周跳和信噪比。

(4)气象因素 快速运动中的气象峰面,可能导致观测坐标的变化达到1~2DM。因此,在天气急剧变化时不宜进行RTK测量。

3、同距离有关的误差

同距离有关的误差的主要部分可通过多基准站技术来消除。但是,其残余部分也随着至基地站距离的增加而加大。

(1)轨道误差 目前,轨道误差只有几米,其残余的相对误差影响约为1PPM,就短基线(<10KM)而言,对结果的影响可忽略不计。但是,对20-30KM的基线则可达到几厘米。

(2)电离层误差 电离层引起电磁波传播延迟从而产生误差,其延迟强度与电离层的电子密度密切相关,电离层的电子密度随太阳黑子活动状况、地理位置、季节变化、昼夜不同而变 化,白天为夜间的5倍,冬季为夏季的5倍,太阳黑子活动最强时为最弱时的4倍。利用下列方法使电离层误差得到有效的消除和削弱:利用双频接收机将L1和 L2的观测值进行线性组合来消除电离层的影响;利用两个以上观测站同步观测量求差(短基线);利用电离层模型加以改正。实际上RTK技术一般都考虑了上述 因素和办法。但在太阳黑子爆发期内,不但RTK测量无法进行,即使静态GPS测量也会受到严重影响,太阳黑子平静期,小于5PPM。

(3)对流层误差 对流层误差同点间距离和点间高差密切相关,一般可达3PPM。为了保证RTKCM级精度,要对测站有关的误差一起模拟。

目前,常用的单、又频RTK系统的数据链电台多为美国PCC公司35W(基地站)和2W(移动站)电台。实验表明,当两山顶之间能通视,距离为40多 KM时,也可收到差分信号。但是,移动站在城镇区作业时,如两点之间有房屋遮挡,即使相距1KM也很难收到差分信号。因此,国际上将RTK技术通常只用于 几公里范围内、两点之间能电磁波“通视”的坐标测量。
 

信息标题:GPS RTK差分系统的误差及控制方法

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