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所謂系統(tǒng)性偏差, 實際上就是模型誤差。它產(chǎn)生的原因主要是在一定精度水平下, 數(shù)據(jù)處理的函數(shù)模型未能完全正確反映所涉及的幾何或物理關(guān)系。在基線解算的函數(shù)模型中, 需要正確處理兩方面的問題:

其一, 為接收機天線與衛(wèi)星天線的相位中心在地心地固系下的幾何關(guān)系( 以下簡稱幾何關(guān)系) ;

其二, 為觀測值中所含偏差( 以下簡稱觀測值偏差) 。

對于某一特定歷元時刻, 接收機天線與衛(wèi)星天線的相位中心在地心地固系下的幾何關(guān)系與衛(wèi)星位置及姿態(tài)、測站位置、天線高、衛(wèi)星及接收機天線相位中心的物理特性等因素有關(guān)。

一、衛(wèi)星位置、姿態(tài)及其天線相位中心

衛(wèi)星在特定歷元時刻的位置是根據(jù)衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)計算出來的。如果軌道數(shù)據(jù)存在誤差, 則必將影響該位置的準確性。

GPS 衛(wèi)星的軌道數(shù)據(jù)有兩種類型: 一種是衛(wèi)星信號提供的廣播星歷, 另一種是某些

機構(gòu)或組織提供的精密星歷。 GPS 衛(wèi)星的質(zhì)心與其天線相位中心并不一定位于同一位置。在基線解算的函數(shù)模型中所出現(xiàn)的衛(wèi)星位置, 應(yīng)是其天線相位中心的位置。而從衛(wèi)星定軌的角度分析, 衛(wèi)星軌道通常以衛(wèi)星的質(zhì)心為參考點, 由 IGS 所提供的精密星歷就是如此。

二、測站位置

由于地球固體潮、大氣負荷潮、海洋負荷潮等地球潮汐的作用, 即使是在靜態(tài)定位中, 測站在地心地固系下的坐標也將隨著時間的變化而變化。在一天中, 地球潮汐作用將使地面標石在地心地固系下的坐標發(fā)生分米級的周期性變化。

三、 接收機天線高

接收機天線高為測站標石中心到天線參考點的垂直距離, 可以將其當做是垂直方向上的天線偏心。在 GPS 靜態(tài)測量定位的觀測過程中, 通常認為接收機天線高保持不變。

四、 接收機天線相位中心

GPS 接收機天線相位中心的位置并非固

定不變, 它將隨著衛(wèi)星信號的高度角、方位角和強度的變化而變化。在測量數(shù)據(jù)處理中, 天線的瞬時相位中心是通過平均相位中心的位置及相位中心的變化來描述的。

對于 GPS 的距離類( 偽距和載波相位) 觀測值, 在理想情況下應(yīng)是衛(wèi)星信號發(fā)射天線與GPS 接收機天線相位中心間的幾何距離。但是, 由于存在衛(wèi)星鐘差、衛(wèi)星信號通道延遲、大氣傳播延遲( 包括電離層與對流層的傳播延遲) 、接收機鐘差和接收機信號通道延遲等因素, 其將偏離該幾何距離。

在進行基線計算時, 可將上述兩類因素所引起的問題均當做是影響 GPS 測量定位結(jié)果質(zhì)量的系統(tǒng)性偏差。不過, 前者是通過影響函數(shù)模型來影響結(jié)果, 而后者則是通過觀測值來影響結(jié)果。