1、1基于 GPS 动态测量工作中误差的探讨摘要：随着信息化的不断发展，现代社会的各个方面都开始逐渐实现数字化。在现代测量中，GPS 的应用也越来越广泛，使现代测量更加精确、快速，然而，只要是使用工具测量，就会有误差出现，在 GPS 测量中也不会例外。对其误差的分析也是在测量工作中的一个重要部分。 关键词：GPS；动态测量；误差分析 中图分类号：P228.4 文献标识码：A 文章编号： 误差的出现在测量中是无法避免，只能尽量去减小，而无法消除。在使用 GPS 进行测量的时候，只能使其误差比传统的测量工具产生的误差较小，但仍是会有一些误差出现，因此，在 GPS 测量中进行误差的分析仍然是十分必要的。
2、 误差的来源及对策 1.1 卫星的星历误差 卫星星历的确定是根据其地面上的监测站对 GPS 的跟踪，由于在地面的监测站会产生一定的误差，另外卫星在空中的时候会受到摄动力的影响，导致所测定的卫星的轨道会有一定的误差出现。 星历误差对单点定位和相对定位产生的影响：GPS 单点定位中，卫星星历为已知起算数据，而卫星则是空间的已知点，测站坐标必将受到星历误差的影响，可产生达几十米的误差；GPS 相对定位中，对于相邻的测站，卫星星历误差对其具有很强的相关性，这样就可以采用相位观测量2求差的方法，并利用其星历误差的相关性来达到消除星历误差的目的。从分析得知，星历误差对单点定位的影响要大于对相对定位的影响。
3、 消除卫星星历误差可采用以下三种方法：a.同步求差法，根据星历误差距二十公里以内的两个测站的影响基本相同的特点，将在多个测站同步观测同一颗卫星所得到的测量进行求差。采用同步求差法能够有效地减弱星历误差所带来的影响。b.轨道改进法，此方法将卫星轨道参数作为位置参数，并纳入平差模型，轨道偏差改正数以及测站位置可以通过平差来同时求出。短弧法和半短弧法是日常经常被采用的轨道改进法。短弧法：在数据处理中，六个轨道偏差改正作为待估参数一同求解，此法虽然工作量大，却能明显消减轨道偏差影响。半短弧法：将摄动力对轨道参数影响较大的参数引入相应的改正数，作为待估参数。此法的计算量较小，且修正的轨道偏差不超过十米。
4、c.建立卫星跟踪网独立测轨，GPS 卫星区域性跟踪网页的定位精度也较高。用户建立自己的 GPS 卫星跟踪网可以进行独立测轨，它给静态定位用户提供了高精度后处理星历。 1.2 信号的传播造成的误差 1.2.1 对流层以及电离层折射 在电离层中，由于太阳的作用会使分子发生电离，因此卫星信号在传播的时候会有一定时间的延迟，这样就会导致测量的结果会发生一些偏差。 要想减弱电离层折射可在导航中提供电离层改正模型，一般用单频接收机。因电离层的电子密度的分布受多种因素限制，使用单频接收机用户可能无法通过电离层模型来彻底消除电离层传播的误差，但双频接3收机的用户是可以采用双频观测量色散效应来有效减小电离层传播
5、的误差。还可选择大气不受太阳光照射的时段，一般在晚上，大气中离子数量减少，也就达到了消弱电离层影响的目的。最后还可在两个观测站进行同步观测量求差。 消弱对流层折射的主要方法有：利用同步观测量求差，其次，实测地区气象资料利用对流层模型加以改正，可减少对流层对电磁波延迟达百分之九十三。 1.2.2 观测的误差 仪器的硬件以及软件对微信信号观测时所能达到的分辨率会影响到观测的误差，观测的误差和天线所安置的精密程度还有一定的关系，也就是所天线对中时所产生的误差以及整平时所产生的误差还有对天线的高度量取时所产生的误差。 此误差属于偶然误差，观测的分辨误差大致为信号波长的百分之一，为了消弱影响，可适当增加
6、观测量即可。 1.2.3 天线的中心位置有偏差 在进行 GPS 的测量的时候，所要测量的值都是由进行测量的卫星到接收机天线的中心位置之间的距离，天线的对中是以天线的几何中心为标准的，由于在对中的过程中，由于没有严格进行，导致有误差产生。 在两个或两个以上的观测站同步观测同一卫星，可通过其观测值来求差。在安置观测站天线时，必须要按照天线附有的方位标来进行定向，以消弱重心偏移的影响。 测量操作的方法 42.1 流动站的正确设置以及参数的输入 在流动站上面，天线高度的输入要正确，而且要注意使用正确的计量单位。这是因为 GSP 测量的位置，要经过坐标的转换才可以满足用户的坐标要求。如果在基准站上讲基准
7、下的坐标直接的输入，那么早流动站当中要进行投向来进行坐标的转换，将其转换成为平面的坐标；如果在基准站上输入的是 WGS84 或者是转换过之后的 WGS84 坐标，在流动站上进行输入的时候仍然要输入通过 WGS84 转换过之后的坐标参数，因此，在一般情况下，要注意将地方的基准参数以及转换参数同时输入，然后在利用投影变换来的到平面坐标。流动站的控制参数要进行适当的设置。 2.2 控制接收机的精度 在接收机天线的附近，其水平面、斜面以及垂直面都会将 GPS 的信号进行反射。在天线附近的一些地形以及实物都可以形成镜面反射。因此在进行选择的时候要注意将天线周围的一些事物避开。接收机时钟差的解决办法有以下
8、的几种：第一，在进行单点定位的时候，要将时钟差作为一个未知的参数在方程中中进行求解；第二，在进行载波的相对定位时，要将观测值进行求差，这样可以将接收机的种差有效的解除；第三，在进行高精度的定位的时候，要使用外接频标方法来提高时间精度。2.3 数据通讯链的建立 基准站以及流动站之间的数据传输速率被称为数据传输率。数据的更新速率指的是基准站信号的更新速度。传输率是以更新率为依赖的，5更新率的确定与误差的影响或者是数据的本身有着直接的关系。对于实时差分，在进行 RTD 测量的时候，一般采用的格式是 RTCMSC，基本是由每一个历元有 800 比特的信息来组成，主要包括时算，每个卫星伪距离的改正项和改
9、正项变化率。由于 SA 政策的影响，卫星伪距离的改正变化率不超过 5s 的范围还是可以准确的来进行预测的，所以，RTD 的数据更新速率最慢也要为 5s。换一种说法就是在 5s 的时间之内，可以完成基准站向流动站之间 800 比特信息的传输，就是说数据的传输率要达到160BPS。对于二进制的传输，数据的传输率和波特率是相等的，所以其波特率也不能低于 160，在 PTK 的测量中，要做到每一秒中都要把数据传送给流动站，所以数据每一秒都要进行更新。 3、合理设置基准站 3.1 选择基准站的位置 基准站要要选择在视野比较开阔的地方，不能被遮挡。只有使基准站以及流动站又可以观测到卫星，才可以使其在流站的
10、定位中应用。为了防止多路径效应的产生，在基准站的附近不能有较大的反射物，比如建筑物或者是汽车等，最好使它们在 100m 的位置之外，而且要注意湖面以及水面等，更要远离电线以及发射塔。 3.2 设置基准站参数 第一，在基准站的坐标选定之后，要注意将其输入接收机当中，在进行天线高的输入时，要注意根据椭圆参数，要保证基准站坐标和天线的高度输入正确，否则会导致流动站位置系统误差的出现。 第二，注意设计合理的通讯参数。在实时的 GPS 测量当中，要将接6收机中的有关数据传送到数据链上，然后由数据链来完成数据的传输，所以要注意通讯参数的合理选择。 第三，设置阀值。PDOP 的值对基准站没有什么影响，无论
11、PDOP 的值有多大，接收机都会将数据向电台传送。对卫星的截止高度角要主要选择好，若流动站上卫星的观测高度角比截止高度角要小，那么就卫星就无法来进行定位计算。 结语 在 GPS 测量中，误差的出现是避免不了的，但是要注意采取一定的措施来尽量的减小误差的影响，使测量的精确度更高，所以在进行测量的时候，要注意各个方面的问题，使测量合理科学，这样，才能尽量的减小在测量中的误差。 参考文献： 1王亚东. GPS 在工程测量中应用探究J. 黑龙江科技信息. 2011.(32) 2陆雁贵. 关于 GPS 测量的设计与实施的探讨J. 法制与经济(下旬). 2011.(08) 3赵籍滨. 浅谈 GPS 技术在工程测量中的应用J. 科技创新与应用. 2012.(03)
