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一、多路徑效應(yīng)

在GPS測量中,被測站附近的反射物所反射的衛(wèi)星信號(反射波)如果進入接收機天線,就將和直接來自衛(wèi)星的信號(直射波)產(chǎn)生干涉,從而使觀測值偏離真值,產(chǎn)生所謂的“多路徑誤差”。這種由于多路徑的信號傳播所引起的干涉時延效應(yīng)被稱做多路徑效應(yīng)。

多路徑效應(yīng)將嚴(yán)重損害GPS測量的精度,嚴(yán)重時還將引起信號的失鎖,是GPS測量中一種重要的誤差源。

斜坡上的多路徑效應(yīng)

二、消除和削弱多路徑誤差的方法和措施

1、選擇合適的站址

多路徑誤差的大小與反射物離測站的距離、衛(wèi)星信號的傳播方向以及反射物的反射系數(shù)α等因素有關(guān),消除和削弱多路徑誤差的一個簡單而有效的方法是選擇合適的測站,避開信號反射物。具體做法如下:

①選站時應(yīng)避免附近有大面積平靜的水面,因為平靜水面的反射系數(shù)幾乎為1。灌木叢、草地和其他地面植被能較好地吸收微波信號的能量,反射很弱,是較為理想的設(shè)站地址。翻耕后的土地和其他粗糙不平的地面的反射能力也較差,選站時也可選用。

②測站不宜選擇在山坡上。當(dāng)山坡的坡度過大時,在截止高度角以上便會出現(xiàn)障礙物,影響衛(wèi)星信號的接收。即使當(dāng)坡度較小時,反射信號也能從天線抑徑板(如上圖所示)上方進入天線,產(chǎn)生多路徑誤差,因而也應(yīng)盡量避免。同樣,測站也不宜選擇在山谷和盆地中。

③測站附近有高層建筑物時,衛(wèi)星信號會通過墻壁反射而進入天線。選站時應(yīng)注意離開這些建筑物,觀測時汽車也不要停放得離測站過近。

2、選擇合適的GPS接收機

①在天線下設(shè)置抑徑板或抑徑圈。為了防止地面反射的衛(wèi)星信號進入天線產(chǎn)生多路徑誤差,進行精密定位的接收機天線下應(yīng)配置抑徑板或抑徑圈。

②接收機天線對極化方向相反的反射信號應(yīng)有較強的抑制能力。

③改進接收機的軟、硬件。

3、適當(dāng)延長觀測時間

多路徑誤差可視為一種周期性誤差,其周期一般為數(shù)分鐘至數(shù)十分鐘。進行工業(yè)建筑物(如大橋、大壩、工業(yè)廠房等)的變形監(jiān)測時,變形監(jiān)測點的位置往往是由業(yè)主方指定的。此時外界觀測環(huán)境可能較差,存在明顯的多路徑誤差。在這種情況下,適當(dāng)延長觀測時間對消除或削弱多路徑誤差是十分必要的。