第4章 GNSS测量误差分析

4.1 测量主要误差分类

在GNSS高精度工程测量中，对误差的分析尤为重要，影响定位结果的主要误差分为3类。

（1）与卫星有关的误差主要包括卫星星历误差、卫星钟误差、卫星天线相位中心偏差、相对论效应、相位缠绕。

（2）与信号传播路径有关的误差，主要包括对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应。

（3）与接收机和测站有关的误差，主要包括接收机钟差、接收机天线相位中心偏差、地球潮汐（固体潮、海潮）、地球自转、测量噪声等。

GNSS用户设备产生的测量值主要包含两类误差,与时间相关的误差和噪声类误差。卫星钟差、电离层和对流层传播误差在小时数量级时间内相关，用户设备可根据相关模型进行部分校对。校正之前的误差称为原始误差，校正后的残余部分误差称为残差。跟踪误差在小于1s时间内相关，不能校正，仅可平滑处理。对于大多数定位应用，由多路径引入的误差一般在数秒内相关，可应用多种技术进行消除或者削弱。

本章依次介绍了GNSS工程测量中与卫星、信号传播路径、接收机和测站有关的误差源，包含了与测距有关的轨道误差、钟差、电离层及对流层延迟误差，以及与跟踪有关的多路径和衍射影响，系统误差中的天线相位中心改正及其他多种误差对基线解算的精度影响。需注意的是，接收机的钟差和时钟漂移作为未知项在定位解算中求解，在精密定位中最终将不再作为主要误差源考虑。

重点对工程测量用户端所涉及天线相位偏差及其改正方法，以及控制网测量最为重要的误差——多路径误差进行重点讨论，特别是在高山峡谷、城市楼群环境中，需要重点关注多路径所造成的误差影响。这部分主要包括精密单点定位（PPP）及差分定位，差分定位组成的差分观测值对部分误差进行了消除，但PPP使用了非差分观测值，需要对所有误差项进行考虑。

误差主要通过两种途径来解决:

(1)对于能精确模型化的误差，采用模型改正，如卫星天线相位中心的改正、各种潮汐的影响、相对论效应等都可以采用现有的模型精确改正。

(2)对于不能精确模型化的误差，加参数进行估计或使用组合观测值。如对流层天顶延迟，目前还难以用模型精确模拟，则加参数对其进行估计;而电离层延迟误差，可采用双频组合观测位来消除低阶项，对于高阶项可通过多频组合消除。