The Analyze on Multipath Effect Influence GPS Measure Precision

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Meng Wei1, Yang Kaiwei2,3

(1.PLA 92941 43 troops, Huludao, 125001; 2.The 54th Research Institute of CETC, Shijiazhuang, 050081; 3.State Key Laboratory of Satellite Navigation System and Equipment Technology, Shijiazhuang, 050081)

Abstract: The article introduced the principle of multipath effect and its characteristic. By the example analyzed the multipath effect influence GPS measure precision. Discussing how to eliminate the error that caused by multipath effect in the real environment, Improve the GPS measure precision.

Keywords: multipath effect; GPS; accuracy

1 引言

近年来,GPS现代化不断发展,随着2010年8月1日美国第一颗block llf卫星的发射,导航定位信号扩展到L1、L2和L5,开启了导航定位的新格局[1]。自此全球广大用户可以使用GPS载波相位技术在信

号未受到干扰的情况下获得厘米级、甚至毫米级精

度。然而,经过传播到达地面的GPS信号强度较为微

弱,易受到各种因素干扰,其中多路径效应引起的

误差是影响GPS测量精度的显著因素。分析探讨多路径效应在GPS实际测量中的影响程度、规律及其消除方法是提高GPS测量精度的重要课题。

2 多路径效应及其特性

2.1 多路径效应

从GPS卫星发射天线相位中心直接到达信号接收天线相位中心的信号,称为直接波。当发射信号由于受到附近的物体地面、水面、建筑物、树林等发生 散射时,出现了反射波。实际上,GPS接收机所接收

的信号应该是直射波与反射波的合成波。这种由多路径的信号传播所引起的干涉时延效应称作多路径

效应,是GPS测量中的一种重要误差源,严重损害GPS测量精度,严重时还会引起信号失锁。所谓多

路径误差,就是反射波对直射波的破坏性干涉而引

起的测站至卫星距离误差,导致GPS信号的能量发

射衰减和相位发生延迟。

2.2 多路径效应的特性

(1)与时空环境相关。与卫星相对于地物的空

间位置有关,与地物对GPS信号的反射能力有关,

即与发射物的反射系数有密切关系。

(2)与接收机的性能(抑制能力)有关。GPS接收机都有不同的工作原理,所以跟踪和锁定GPS卫

星信号的过程会有所不同,那么会导致接收机输出的观测量受到的多路径效应的影响不一样。

(3)与卫星运行周期有关。卫星空间结构相对

于观测点是依卫星的运行周期而重复的,因此产生多路径的场景也是重复的,这直接导致它具有重复性。

(4)与一定频率相关。当产生多路径的场景一

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