与GPS接收机设备有关的误差主要包括:观测误差,接收机钟差,天线相位中心误差和载波相位观测的整周不定性影响。
1. 观测误差
观测误差包括观测的分辨误差及接收机天线相对于测站点的安置误差等。
一般认为观测的分辨误差约为信号波长的1%。
接收机天线相对于观测站中心的安置误差,主要是天线的安置对中误差以及量取天线高的误差,在精密定位工作中,必须认真,仔细操作,以尽量减小这种误差的影响。
2. 接收机的钟差
尽管GPS接收机装有高精度的石英钟,其日频率稳定度可以达到10的-11方,但对载波相位观测的影响仍是不可忽视的。
处理接收机钟差较为有效的方法:
- 将每个时刻的接收机钟差作为未知参数参与平差;
- 是将各观测时刻的接收机钟差间看成是相关的,由此建立一个钟差模型,并表示为一个时间多项式的形式,然后在观测量的平差计算中统一求解,得到多项式的系数,因而也得到接收机的钟差改正;
- 通过星际一次差分可消除接收机钟差的影响。
3.天线的相位中心位置偏差
在GPS定位中,实际上天线的相位中心位置随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,即观测时相位中心的瞬时位置(称为视相位中心)与理论上的本单位中心位置将有所不同,天线相位中心的偏差对相对定位结果的影响,根据天线性能的优劣,可达数毫米至数厘米。所以对于精密相对定位,这种影响是不容忽视的。
在实际工作中,如果使用同一类型的天线,在相距不远的两个或多个观测站上,同步观测同一组卫星,那么便可通过观测值求差,以削弱相位中心偏移的影响。需要提及的是,安置各观测站的天线时,均奕按天线附有的方位标进行定向,使之根据罗盘指向磁北极。