GPS单点定位研究：多路径效应与误差改正分析

"多路经效应在GPS定位中的影响分析及误差改正方法研究" 在GPS（全球定位系统）测量中，多路经效应是一个关键的误差源，它显著影响着定位精度。多路经效应通常发生在GPS接收机天线周围存在反射物体时，卫星信号除了直接传播到接收机外，还会通过反射路径到达接收机，导致观测值偏离真实值。这种效应产生的附加时延量是由于反射信号比直接信号多经过一段路径，即所谓的程差。 1) 多路经效应对伪距测量的影响： 伪距是GPS定位的基础，它是指卫星信号从发射到接收机天线的时间间隔乘以光速。当存在多路经效应时，接收机接收到的信号是直接波和反射波的组合，两者因路径长度不同产生干涉，使得计算出的伪距包含错误信息。这导致伪距观测值的不准确，进而影响定位精度。 2) 误差改正方法： 为了提高GPS定位精度，需要对多种误差进行改正。例如，电离层改正考虑了电离层对GPS信号的延迟影响，对流层改正则涉及到大气折射对信号传播速度的影响。相对论效应改正涉及到高速运动的卫星与地球之间的相对论时间膨胀和频移。地球旋转改正修正了地球自转带来的影响，地球固体潮改正考虑了地球内部潮汐力引起的地形变化。此外，卫星天线相位中心偏差改正也是必要的，因为实际的信号接收点并非卫星天线的几何中心。 3) GPS单点定位研究： 在中南大学龚佑兴的硕士论文中，对GPS单点定位进行了深入研究。论文中开发了利用伪距、相位和不同等级的星历（广播星历和精密星历）进行定位的程序。通过大量计算，展示了误差改正对定位精度的提升。比如，取消SA（选择可用性）后，相位和广播星历的定位精度可达到1.1米至1.6米的水平，而使用精密星历和载波相位观测数据，定位精度可以进一步提升至1米或0.6米的水平。 4) 精密星历和拟合技术： 论文中提到，采用切比雪夫多项式拟合方法来计算卫星在任意时刻的位置和钟差，这有助于提高定位的实时性和准确性。通过对精密星历的处理，可以更精确地修正卫星轨道和时钟误差，从而提高定位精度。 关键词：多路经效应，GPS单点定位，广播星历，精密星历，误差改正，电离层改正，对流层改正，相对论效应，地球旋转改正，地球固体潮改正，卫星天线相位中心偏差，伪距，相位观测，切比雪夫多项拟合。