浅谈GPS的精度误差分析

【前言】浅谈GPS的精度误差分析由文秘帮小编整理而成，但愿对你的学习工作带来帮助。用微波遥感方法测量大气辐射亮温再从辐射信息中得到电磁波的折射误差量，从而进行电磁波折射误差修正的方法是提高实时电磁波折射误差修正的有效方法。此方法的主要优点是：（1）直接在电磁波射线经过路径上进行大气遥感测量，不需要大气水平均匀的假设，即遥感信息中...

摘要：目前，gps全球定位系统在各方面的用途越来越广，但是由于大气介质的变化使得电磁波传播速度减慢，射线发生弯曲，从而产生折射误差。因此要提高GPS的定位导航精度，就必须进行电磁波折射误差修正。本文提出了利用地面气象参数和微波遥感测量进行实时电磁波折射误差修正方法，从而进一步提高GPS的导航定位精度。

关键词：GPS，微波遥感，电磁波折射

近年来全球定位系统（GPS）在我国显示出了越来越广泛的用途。GPS应用是一项渗透力很强的技术，在为测绘、地质地矿勘探、交通、航海等应用领域带来了可观经济效益和社会效益的同时，它还将牵引接收机制造业、通信设备制造业、地理信息产品行业的发展，成为信息产业新的经济增长点。因此，合理地应用GPS系统并尽可能地提高其定位精度可以为我国国防和国民经济提供更广的服务。

我们知道，大气是不均匀介质，当电磁波在大气中传播时，大气介质会使得电磁波产生折射效应，以致传播速度小于光速，传播路径产生弯曲，最终使得在无线电导航定位时产生误差，因此提高GPS定位精度的途径之一是要进行电磁波折射误差的修正。

众所周知，引起电磁波折射效应的主要因素是随空间和时间不停变化的大气折射率，因此要进行高精度的电磁波折射误差修正必须实时测量出电磁波射线经过路径上的大气折射率。在目前常用的电磁波折射误差修正方法中，其大气结构是由探空仪进行测量得到的。但是，由于常用探空仪只能测量出大气折射率随高度的变化，而无法测量出大气折射率的水平变化，且每一次探空测量一般需要30分钟左右的时间，从而使空中大气随时间的变化一般不能精确得到。这样，就无法获得精确的大气结构，从而限制了实时电磁波折射误差修正精度的提高。

用微波遥感方法测量大气辐射亮温再从辐射信息中得到电磁波的折射误差量，从而进行电磁波折射误差修正的方法是提高实时电磁波折射误差修正的有效方法。此方法的主要优点是：（1）直接在电磁波射线经过路径上进行大气遥感测量，不需要大气水平均匀的假设，即遥感信息中包含了大气的垂直和水平变化情况；（2）能够进行实时测量，可克服大气的时变误差；（3）具有全天候性能，可在任何天气情况下进行测量。

根据大气物理和结构剖面的理论研究及实际测量得出，干项Nd剖面有规律且较稳定，因此（7）式中折射率干项Nd和积分可由GPS接收站所在地面气象参数比较准确地估算出来。而折射率湿项Nω剖面不规则且不稳定，其随时间和空间的多变性就不能简单地由地面气象参数而准确的计算。但根据大气辐射传输理论，大气辐射亮度温度与大气结构密切相关，因此就可以选择对大气中水汽含量敏感的微波辐射计，直接在雷达到目标的传播路径上测量大气辐射亮温来修正大气折射误差湿项部分。由于微波辐射计是直接在电磁波传播路径上取得大气折射修正信息样品的，不受大气水平不均匀性和时变特性的影响，因此可以提高修正精度，并且可进行实时计算。用微波辐射计测量参数进行电磁波距离折射误差修正的残差可以比以常规气象探空仪数据为基础的公式修正法降低1/3～2/3。

3、精度检验

参考文献：

[1]谢益溪等电波传播一超短波、微波、毫米波，北京市万寿路电子工业出版社　，1990，10。

[2]张瑜，高霞低空大气电波时延的弯曲对无线电定位的影响。电子技术与信息化　1996（3）。