7.3.1 卫星星历误差
卫星星历误差主要是卫星轨道偏差。
估计与处理卫星的轨道偏差较为困难,其主要原因是,卫星在运行中要受到多种摄动力的复杂影响,而通过地面监测站,以难以充分可靠的测定这作用力,并掌握它们的作用规律,目前,卫星轨道信息是通过导航电文等到的。
应该说,卫星轨道误差是当前GPS测量的主要误差来源之一。测量的基线长度越长,此项误差的影响就越大。
在GPS定位测量中,处理卫星轨道误差有以下几种方法:
1) 忽略轨道误差
广泛的用于精度较低的实时单点定位工作中。
2) 建立自己的卫星跟踪网独立定轨。
3) 采用轨道改进法处理观测数据
这种方法是在数据处理中,引入表征卫星轨道偏差的改正参数,并假设在短时间内这些参数为常量,将其与其它求知数一并求解。
4) 同步观测值求差
这一方法是利用在两个或多个观测站一同,对同一卫星的同步观测值求差。以减弱卫星轨道误差的影响。这种方法对于精度相对定位,具有极其重要的意义。
7.3.2 卫星钟的钟误差
尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟(铷钟和铯钟),但是它们与理想的GPS时之间,仍存在着难以避免的偏差和漂移。这种偏差的总量约在1ms以内。
对于卫星钟的这种偏差,一般可由卫星的主控站,通过对卫星钟运行状态的连续监测确定,并通过卫星的导航电文提供给接收机。经钟差改正后,各卫星之间的同步差,即可保持在20ns以内。导航电文提供卫星钟差模型为:
(7-4)
在相对定位中,卫星钟差可通过观测量求差(或差分)的方法消除。
7.3.3 相对论效应
由于卫星钟和接收机钟所处的状态(运动速度和重力位)不同而引起卫星钟和接收机钟之间产生相对钟误差的现象即相对论效应。从地面观测,卫星钟走得慢,一般通过卫星时钟频率预调为10.23MHz×(1-4.449×10-10)=10.22999 999 545 MHz。