第六章 GPS定位的误差来源及其影响
第一节 GPS定位误差的分类
一般按来源分类：
与卫星有关的误差；
与信号传播有关的误差；
与接收设备有关的误差；
其它误差。
第二节 与卫星有关的误差
1、卫星星历误差；
1）来源：地面监测站观测数据误差及星历数据计算方法不合理带来
的误差。
2）大小：卫星位置偏差达数米至数十米。
3）性质：当地面两点间的距离较近（ <20km）时，对两点定位的影
响具有相关性。
4）减弱措施：
（ 1）相对定位；（残余误差随边长的增大而增大）
（ 2）差分定位；
（ 3）采用后处理星历；
（ 4）建立自己的地面监测站，进行 GPS卫星的定轨观测，求精密
星历。
2,卫星钟差
1）来源：钟频稳定性。
2）对星站距离的影响达 300km，改正后仍有 6m。
3）性质：同星历误差。
4）减弱措施：
主要是相对定位或差分定位；
1、电离层折射
1）不改正使星站距离产生 100多米误差；
2）影响性质,（ 1）码相位观测与载波相位观测的电离层折射大小相等，
符号相反；（ 2）对相对定位的影响因相关性而大大减弱；
3）影响电离层折射的因素
（ 1）电磁波频率
250MHz电磁波的折射数为 1600MHz电磁波折射数的约 30倍,L1载波与 L2
载波的折射数显著不同。
（ 2）电磁波传播路径上的带电离子密度及带电粒子数：
?电离层高度,200~400km时密度最大；
?地方时，白天是晚上的 5倍，地方时 11时最大；
?季节，夏天是冬天的 4倍；
?测站纬度，赤道最高，南北极最低；
?年份，太阳黑子活动周期为 11年，最高年份可达 1016/m2,最低年
份近于零。 58,69,80,91,02年最高；
?卫星高度：高度越大，影响越小。
第三节 与信号传播有关的误差
4）减弱措施：双频观测（ P95式 6.16至 6.20）；模型改正；相对定位（残
余误差随边长的增大而增大） ；差分定位；载波相位观测与码相位观测取
平均。
2、对流层折射
1）对星站距离的影响达 20米。
2）影响对流层折射的因素：温度、气压、湿度、卫星高度。
3）措施：
（ 1）模型改正
90年代以前研究测距仪的大气折射影响,90年代以后直到目前还在研
究对流层对 GPS定位的影响。
（ 2）作为未知数求解；
（ 3）相对定位（残余误差随边长的增大而增大） 。
3、多路径误差（ 如图 ）
由卫星发射的电磁波经多条路径到达接收机而引起的误差，其中一条
路径是直接到达接收机，其它路径是经多次反射后到达接收机。
措施：
1）静态定位；
2）测站点避开反射物（建筑物、光滑地面、水域等）；
3）改善天线。
第四节 与接收机有关的误差
接收机钟差
接收机安置误差
包括对中和整平误差，观测前应严格校正对点器。
观测误差：接收机对时间的观测精度有限引起的误差
天线相位中心位置偏差
即接收机天线的相位中心与几何中心不一致。
性质：与信号强弱及到达接收机的方向有关。
措施：改进天线、相对定位时采用同一型号的接收
机并使定向标志朝北、观测前检验接收机天线相位中心位
置偏差。
第一节 GPS定位误差的分类
一般按来源分类：
与卫星有关的误差；
与信号传播有关的误差；
与接收设备有关的误差；
其它误差。
第二节 与卫星有关的误差
1、卫星星历误差；
1）来源：地面监测站观测数据误差及星历数据计算方法不合理带来
的误差。
2）大小：卫星位置偏差达数米至数十米。
3）性质：当地面两点间的距离较近（ <20km）时，对两点定位的影
响具有相关性。
4）减弱措施：
（ 1）相对定位；（残余误差随边长的增大而增大）
（ 2）差分定位；
（ 3）采用后处理星历；
（ 4）建立自己的地面监测站，进行 GPS卫星的定轨观测，求精密
星历。
2,卫星钟差
1）来源：钟频稳定性。
2）对星站距离的影响达 300km，改正后仍有 6m。
3）性质：同星历误差。
4）减弱措施：
主要是相对定位或差分定位；
1、电离层折射
1）不改正使星站距离产生 100多米误差；
2）影响性质,（ 1）码相位观测与载波相位观测的电离层折射大小相等，
符号相反；（ 2）对相对定位的影响因相关性而大大减弱；
3）影响电离层折射的因素
（ 1）电磁波频率
250MHz电磁波的折射数为 1600MHz电磁波折射数的约 30倍,L1载波与 L2
载波的折射数显著不同。
（ 2）电磁波传播路径上的带电离子密度及带电粒子数：
?电离层高度,200~400km时密度最大；
?地方时，白天是晚上的 5倍，地方时 11时最大；
?季节，夏天是冬天的 4倍；
?测站纬度，赤道最高，南北极最低；
?年份，太阳黑子活动周期为 11年，最高年份可达 1016/m2,最低年
份近于零。 58,69,80,91,02年最高；
?卫星高度：高度越大，影响越小。
第三节 与信号传播有关的误差
4）减弱措施：双频观测（ P95式 6.16至 6.20）；模型改正；相对定位（残
余误差随边长的增大而增大） ；差分定位；载波相位观测与码相位观测取
平均。
2、对流层折射
1）对星站距离的影响达 20米。
2）影响对流层折射的因素：温度、气压、湿度、卫星高度。
3）措施：
（ 1）模型改正
90年代以前研究测距仪的大气折射影响,90年代以后直到目前还在研
究对流层对 GPS定位的影响。
（ 2）作为未知数求解；
（ 3）相对定位（残余误差随边长的增大而增大） 。
3、多路径误差（ 如图 ）
由卫星发射的电磁波经多条路径到达接收机而引起的误差，其中一条
路径是直接到达接收机，其它路径是经多次反射后到达接收机。
措施：
1）静态定位；
2）测站点避开反射物（建筑物、光滑地面、水域等）；
3）改善天线。
第四节 与接收机有关的误差
接收机钟差
接收机安置误差
包括对中和整平误差，观测前应严格校正对点器。
观测误差：接收机对时间的观测精度有限引起的误差
天线相位中心位置偏差
即接收机天线的相位中心与几何中心不一致。
性质：与信号强弱及到达接收机的方向有关。
措施：改进天线、相对定位时采用同一型号的接收
机并使定向标志朝北、观测前检验接收机天线相位中心位
置偏差。
