2）以一定的时间间隔给出卫星在空间的三维坐标及其运动
速度，由用户进行内插后求得观测时刻 ti 卫星在空间的位 置及运动速度；
IGS精密星历产品
精密星历类型
超快（预报）
精度
~ 5 cm
延迟
实时
更新
03, 09, 15, 21 UTC
间隔
15 min
超快（观测）
快速 最终
~ 3 cm
~ 2.5cm ~ 2.5cm



3.1 电离层误差(I)

电离层概述
高度在60~1000km的大气层；
1）电离层定义
【在太阳紫外线、X射线、 射线和高能粒子等的作用下，电离层中 的中性气体分子被电离，产生大量的电子和正离子，从而形成了一个电 离区域。】
2）对电磁波信号传播的影响
传播速度会发生变化
【主要取决于电离层中的电子密度和信号频率】
3.1 电离层误差(III)（续）
3）信号延迟量的计算
测距码
载波相位
g (ng 1)ds


a1 2a2 3 ds 2 f f
p (n p 1)ds
a1 a2 3 ds 2 f f a
a1 40.3Ne
卫星轨道的确定
广播星历
跟踪站、观 测值、定轨 模型与软件
卫星星历
精密星历 给出的卫星位置及运动速度
卫星星历误差
实际的卫星位置及运动速度
2.1 卫星轨道误差(II)

广播星历
1）由GPS系统的地面控制部分所确定和提供，经GPS卫
星向全球用户公开播发的一种预报星历；
2）用参考时刻 t 0 的卫星轨道根数及其变化率来描述卫星
主要内容

（一）GNSS定位主要误差源分类


（二）与卫星有关的误差
（三）与传播路径有关的误差 （四）与测站有关的误差
（五）其他误差一 GN来自S定位主要误差源分类卫星相关
卫星轨道误差 卫星钟差
传播路径相关
电离层误差
其他
相对论效应 潮汐效应 测量噪声
对流层误差 多路径效应
测站相关
接收机钟差
天线相位中心偏差
轨道；
3）通过GPS导航电文以一组参数的形式发送给用户，一 般每2小时更新一次，一般按照与观测时刻最近的一组广
播星历数据来计算卫星位置；
4）提供的卫星轨道精度较差，目前约为 ~ 1 m。
brdc2090.07n
2.1 卫星轨道误差(III)

精密星历
1）主要由IGS （International GNSS Service）提供；
二 与卫星有关的误差 2.1 卫星轨道误差 2.2 卫星钟差


2.1 卫星轨道误差(I)
伪距观测方程
R ( xs xr )2 ( ys yr )2 ( zs zr )2 ( tr ts )c
载波相位观测方程
( xs xr )2 ( ys yr )2 ( zs zr )2 ( tr ts )c N
传播路径会略微弯曲
【对测距结果影响不大，一般情况下可不予考虑】
3.1 电离层误差(II)

电离层延迟特点
1）电离层效应是GPS测量中的重要误差源。电离层对 GPS信号
的延迟或提前，在一天内的变化可以从几米到二十几米。
2）由于地磁场和太阳活动的复杂相互物理作用，通常很难对电 离层效应进行建模。 3）电离层是色散介质，即电离层效应与信号频率有关。考虑到 电离层的该性质，GPS系统被设计成几种工作频率，因而可以对
3 ~ 9 hours
17 ~ 41 hours 12 ~ 18 days
update 07/10/2011
03, 09, 15, 21 UTC
17 UTC daily every Thursday
15 min
15 min 15 min
IGS
International GNSS Service
igs15063.sp3
更新
03, 09, 15, 21 UTC 03, 09, 15, 21 UTC 17 UTC daily
间隔
15 min
15 min 15 min
最终
~ 75 ps
12 ~ 18 days
update 07/10/2011
every Thursday
15 min
三 与传播路径有关的误差 3.1 电离层误差 3.2 对流层误差 3.3 多路径效应
1）TEC总电子含量（Total Elctron Content）
【表示沿信号传播路径1平方米截面的柱体所包含的自由电子总 数。TEC的单位为(el/m2) 。1TECU = 1×1016 el /m2】
TEC
path

N e ds
2.2 卫星钟差

卫星钟误差
1） 信号卫星离开卫星时，卫星钟相对于标准GPS时的钟 差 ts ； 2）卫星上尽管采用的是高精度的原子钟（铯钟、铷钟）， 但这些钟与GPS标准时之间仍会有偏差和漂移。随着时间 的推移，这些偏差和漂移还会发生变化；
t a0 a1 (t t0 ) a2 (t t0 ) y(t )dt
2 t0 t
a0 -- 偏差
a1 -- 漂移
a2 -- 漂移速度
随机项
3）导航电文: 精度 ~ 5 ns，IGS最终精密钟差 : ~ 75 ps
导航电文
IGS 精密钟差类型
超快（预报）
超快（观测） 快速
精度
~ 3 ns
~ 150 ps ~ 75 ps
延迟
实时
3 ~ 9 hours 17 ~ 41 hours
电离层效应测定或改正。
3.1 电离层误差(III)

码延迟和相位提前
相速度 -- 单一频率的电磁波在空中的传播速度
【L1载波相位、L2载波相位】
1）相速度和群速度
群速度 -- 调制信号的在空中的传播速度
【GPS测距码】
2）非色散介质和色散介质
如果电磁波在真空中传播，则相速度与群速度是相等的，且等 于真空中的光速。此时，称为非色散介质，否则就称为色散介质。
p g 12 ds f
电离层对相位和码伪距观测值的影响大小（近似）相等，符号相反。 Ne 为电子密度(electrons/m3)且为正值，因此对码伪距的延迟量 g为正 （延迟）、对相位观测值的延迟 p 为负（提前）。
3.1 电离层误差(IV)

电离层延迟与总电子含量（TEC）