GPS测量数据处理

GPS测量数据处理（共8篇）

GPS测量数据处理 篇1

GPS测量数据的粗加工包括数据传输和数据分流两部分内容。

大多数GPS接收机采集的数据记录在接收机内存模块上。在数据通过专用电缆线从接收机传输至计算机的同时完成数据的分流，以将各类数据按照类别特性归入不同的数据文件中，数据传输和分流未作任何实质性的加工处理，只是存储介质的交换。

不同接收机的数据记录格式各不相同，难被同一处理程序所用，因而传输至计算机的数据还需解译，提取出有用信息，分别建立不同的数据文件，其中最分主要的是生成四个数据文件；载波相位和伪距观测值文件、星历参数文件、电离层参数和UTC参数文件、测站信息文件。

(1)观测值文件，这是容量最大的文件，内含观测历元，C/A码伪距、教波相位以(L1/L2)积分多普勒计数、信噪比等等，其中最主要的是伪距和毅波相位观测值。

(2)星历参数文件。包括所有被测卫星的轨道位置信息，根据这些信息可以计算出任一时刻的卫星轨道上的位置。

(3)电离层参数和UTC参敬文件，电离层参数可用于改正观测值的电离层影响，UTC参数则用于将GPS时间修正成UTC时间。

(4)测站信息文件。其中包括测站的基本信息和本测站上的观测情况。例如:测站名、测站号、测站的概略坐标、接收机号、天线号、天线高观测的起止时间、记录的数框量、初步定位结果等。

8.1.2 GPS测量数据的预处理

GPS测量数据的预处理的目的在于:对数据进行平滑滤波检验，剔除粗差，删除无效无用数据;统一数据文件格式，将各类接收机的数据文件加工成彼此兼容的标准化文件;GPS卫星轨道方程的标准化，一般用一多项式拟合观测时短内的星历数据；探测并修复整周跳变，使观洲值复原;对观测值进行各种模型改正，如大气折射模型改正。

预处理所采用的模型和方法的优劣，将直接影响最终成果的质量，因而是提高GPS测量作业效率和精度的重要环节。

8.1.3基线向量解算和网平差计算

经过预处理后，观测值作了必要的修正。成为“净化”的数据并提供了卫星轨道时时钟参数的标准表达式，估算了整周模糊度初值，就可以对这些载波相位观测值进行各种线性组合，以其双差值作为观测值列出误差方程，组成法方程，进行墓线的平差解算。平差解算中一般以点间的坐标差作为平差未知数，故称为GPS幕线解算一般由接收机的随机软件完成。

GPS测量数据处理 篇2

关键词：GPS,控制网,数据处理,整网平差

在地球表面建立高精度的测量控制网为各种测量提供基准以及为地球动力学研究提供数据是地球测量学的主要任务之一。但各网络由于测量仪器和数据处理方法不同, 存在着基准不统一和系统误差, 给测量带来极大的困难。为发挥各个网络的整体作用, 必须将各个网络与网络工程点进行联测, 统一网络基准。各网络数据处理采用的基准和方法的不统一, 尤其是早期数据处理上的缺陷, 导致了部分GPS基线结果的不可靠。各区域构造运动的层次分布极为不同, 出现非刚性运动, 不同构造体之间的基线观测所受到的地壳运动影响不能通过一个整体的刚性平移、旋转或放大和缩小消除。根据各网络的GPS基线进行整网平差, 在网络整网平差时引入尺度和坐标的旋转因子从而吸收地壳运动和消除各网络基准不统一的影响, 得到GPS控制网的数据分析结果。本文采用统一的数据处理方法对原始测量数据重新整理, 建立地壳运动速度场消除其对观测值的影响。

1 地壳运动速度场的因素

由于GPS数据时间跨度场, 某些区域地壳之间点位的相对运动到达甚至超过50CM, 整网平差时不同时间的测量值之间必然存在地壳运动的影响。因此了解每个点的运动速度是消除地壳运动影响的主要方法。由于GPS数据只有一期的观察值, 很难通过这些值直接计算地壳点的运动速度。当板块的划分和板块为刚性体时, 可通过计算地壳板的欧拉矢量, 反求或采用数学方法拟和的方法获得地壳点的速度。但无论板块如何划分, 有些区域内部以及边缘区域是非刚性的。一般采用基于连续应变率场的速度拟和方法, 兼顾一定的地理学意义, 同时又避免对板块体的划分要求。

地壳运动速度场的建立主要分为如下三步:1) 综合所以的单日松弛解, 对两期观察和观察间隔大于1年的点求解速度。2) 剔除速度异常和速度误差大于3.5mm/a的点, 从而得到一个连续性和一致性的实测速度场。3) 在速度场的基础上采用基于连续应变率场的速度拟和方法内插估计其他点的速度。

如果有些店的运动速度与地壳运动的整体趋势相异, 则计算结果不能代表改点的地壳运动, 因此必须剔除这些点。此外, 整网平差时点速度作为已知值处理, 点速度误差会对观测值的历元归算带来较大影响, 尤其是对早期观测的点。由于GPS定位的垂向精度较低, 有些点天线高的测量明显存在着误差, 因此在速度求解过程中, 对部分点的垂向速度参数增加了随机扰动, 以避免垂向误差和粗差对水平方向和其他点的影响, 导致得到的这些点的垂向速度是非真实实值。所以, 对于垂向速度, 仅对网络工程点取用测值, 而将其他点都设定为零。网络工程点采用实测值是基于两个方向的考虑:1) 网络工程点为强制对中观测墩, 有统一的观测规程, 垂向速度具有一定的可信度。2) 为保障最终平差结果与网络工程结果的一致性。绝大部分地区的垂向运动速率在1-8m m Pa.忽略地壳的垂向运动, 对观测值的影响是明确的, 影响的大小取决于点所在的区域和观测年代。

2 数据处理

GPS数据处理采用MIT (Mas s achus e tts Ins titute ofTe chnology) 和SIO (Scripps Institution of Oceanography, Universityof Californiaat San Die go) 提出的方法, 主要分为两步:1) 使用GAMIT计算载波相位观测得到全球或区域的单日解 (包括约束解和松弛解) ;2) 利用GLOBK将区域的单日松弛解与SOPAC (Scripps OrbitalandPe rm ane nt ArrayCe nte r) 计算出全球单日松弛解通过公共点和卫星合并, 得到一个包含测站、极移和卫星参数的松弛解。由于不同年代的卫星状况、卫星星历精度、IGS站分布以及接收设备存在较大的差异, 所以解算单日解的策略也不全相同。早期全球IGS站有限, 为尽可能多地组成双差观测并改进轨道, 这期间数据的处理加入了全球IGS站, 并对SIO的精密轨道给予10-6量级的约束;中期数据的处理只联合周边IGS站, 对SIO的精密轨道给予10-9量级的约束, 但大量MiniMac仪器的观测数据是非整30s采样, 不能与其他数据联合解算, 组成的双差观测较少 (一般只有4台~5台仪器同步作业) , 为了利于求解载波相位的整周模糊度, 对SIO的精密轨道给予10-9量级的约束。Mini2Mac仪器的观测数据经过GAMIT处理后计算出一个完全独立的无基准解, 然后将卫星与SOPAC全球解结合在一起。

3 整网平差分析

GPS控制网的整网平差采用序贯卡尔曼滤波原理, 在滤波过程中允许每个单日解有整体的平移和旋转, 同时允许个别参数存在随机游走式的扰动, 可以分离一些误差或粗差。整网平差与实测速度场的求解过程相似, 不同之处在于:各点的运动速度以已得到的速度值 (ITRF97参考框架) 为已知值, 不再作未知数处理;选择IGS核心站通过7个参数的相似变换来实现ITRF97参考框架。选择IGS核心站的原则是:1) 在全球范围内较均匀分布;2) 具有可靠的、高精度的ITRF97参考框架下的坐标和速度;3) 在区域点观测期间有较好的观测质量。此外, 无论求解速度场还是最终的整网平差, 都存在单日解先验精度的评估和匹配问题。GPS单日解的方差和协方差矩阵表征的只是未知参数间的内符精度, 但各单日解之间的精度并非完全匹配。目前暂时还没有严密的方法来计算GPS解的真实精度, 只能采用一种近似的方法来确定每一个单日解的权重。具体的做法是分别进行正、反向的卡尔曼滤波, 取单日解正、反向的验后拟合残差平均值的均方根作为单日解方差和协方差矩阵系数, 反复迭代直到每一个单日解近似等于1。

4 整网平差结果外部检核

由于某些区域形变监测点的观测数据没有纳入GPS控制网的整网平差, 分别处理这些观测数据得到这些点在观测时刻的坐标, 并将其与整网平差的速度外推结果相比较。某地区的观测是在Ms8.1级地震后实施的, 观测的绝大多数点都产生了震时和震后形变, 所以只选择了远离震中的4个点进行整网平差的检核, 并完成了近100个形变监测点的复测, 其中绝大多数点在此前已有两次或两次以上的观测, 这里仅选择此前只有一次观测的点进行检核统计, 以尽可能地使抽样检核的结果均衡地区分和反映观测点速度的影响。

总之, 经典的控制网是静态的、水平控制和高程控制是完全独立存在的。GPS控制网改变了这种状态, 并且整网平差的三维位置精度平均优于3cm, 能满足各种控制测量的需要。GPS数据的统一处理充分利用了目前完善、先进的数据处理技术, 从根本上消除了参考框架等系统误差的影响, 弥补了原数据处理方法及模型的局限所造成的精度损失。

参考文献

[1]李毓麟, 刘经南, 葛茂荣等.中国国家A级GPS网的数据处理和精度评估[J].测绘学报, 2006.

GPS测量数据处理 篇3

【关键词】工程测量；控制网；高斯投影变形；GPS

1、绪论

在国家坐标系统下，利用高斯平面上或测区的平均高程面上的正形投影，对于工程测量的控制网的控制面积进行投影，在离开中央子午线或测区中央子午线过程中，投影变形会在正形投影中出现，工程控制测量要求内部精度比较高。高精度的观测成果，一般可以通过GPS进行控制测量得到。但是，高斯投影变形存在于进行GPS观测成果到平面直角坐标的转换过程中，在相关工程规范的要求下，进行变形值控制在限差内尤为必要[1]，本文主要实际情况的基础上，就这一个问题进行分析，提出在控制網起算点进行投影改正的基础上再进行相关的解算的方法。

2、投影变形的原因

在我国大比例尺测图中，其中采用的主要投影方式是高斯投影。变形在地图投影中将会出现，这是因为地球椭球面呈现出一个不可以延展的曲面。等角横切椭圆柱投影是高斯投影的形式，其中，角度变形并不存在，只存在于面积变形和长度变形，本文主要探讨高斯投影中长度变形相关问题[2]。在平面图上进行实地上边长的展会工作，一般有两个步骤来处理实地水平距离问题。第一，体现出实地平距归化到参考椭球面的问题，主要体现高程对长度归算的影响问题；第二，在高斯平面得到椭球面上的长度投影，然后进行相关的投影改正工作。在上述两种改正工作以后，地面平距的真实长度就肯定发生了变化，所谓的投影变形是上述的地面长度和高斯投影平面上的长度之差。

3、解决方案

独立控制网在工程控制网中的使用，如果对于GPS观测得到的边长都进行相关的改正处理，这样的操作非常麻烦。在实际情况中，笔者总结出较为实用的方法，分析如下。把GPS二维约束平差中所需要的相关的起算点的坐标在平均高程面上进行归算，然后，通过利用归算以后的坐标，这样就可以进行GPS二维约束平差，这样就能够得到相应的测区中平均高程面的结果。根据GB50026-2007《工程测量规范》相关条款，在测距边水平距离的归化和投影方面中，应该注意以下相关问题，在公式一中的水平距离，归算到任务书中规定的某一高程面或者是测区平均高程面的测距边长度。

在上述三个式子的分析下，基准设置为控制网中心的已知点（YZ0），平均高程面上进行两个起算点（YZ1、YZ2）的归算。边长可以通过其中的三角点YZ1、YZ2坐标进行相关的反算而获得，也就是得到上述式子中的D2，上式中的△y、ym、Rm也可以根据YZ1、YZ2的坐标及高程进行求解获得，然后可以计算得出D值，在公式中，可以计算得出D0的数据，这样YZ1就可以获得，并且得到相应的归算后的坐标值。YZ2归算后的坐标值同样可以获得，在GPS二维约束平差下，通过归算后的坐标，就可以得到测区平均工作面结果。分析上述做法，在国家大地坐标系下，核心就是网的基准设定为固定边长以及归算到平均高程面上三个点的固定坐标，这些都是平差的约束条件。

4 实例应用分析

对于某工程网进行分析，其是一个由32个点组成的D级GPS网，其中的已知点位SQE1、SQE2、SQE3。在进行二维约束平差过程中，起算数据联测SQE1、SQE2、SQE3 3个1980西安坐标系3°带的数据，也就是在中央子午线117°的数据，二维约束平差然后再全网进行操作，这样，各点的1980西安坐标系成果就可以获得。在经过平差计算后，比较部分全站仪实测边长和高斯坐标反算边长，可以发现在工程测量中，变形值应该规定在1/40000，也就是2.5cm/km之中，经过分析这变形值显然超出规范所要求的限差。

可以通过本文的方法进行改进，在测区平均高程面上进行归算GPS平差起算点，然后，进行相关的平差操作，为了高斯投影变形值能够减少，让观测成果归算至测区平均高程面上。

根据上述三式子，测区中心上的位置大约为SQE3点，这样，在基准点选择为SQE3后，212m测区平均高程面上进行QE1、SQE2归算。各点的测区平均工作面数据可以在归算后的坐标基础上，通过GPS二维约束平差而计算获得。表1为全站仪实测边长和用此类方法工程坐标反算边长的比较表。

5、结语

在工程测量中，实地放样边长的确定过程中，当存在投影变形超过2.5cm/km的情况下，应该经过国家坐标反算的边长施加投影改正，但是，这样存在改正每一条边的复杂工作，在实际操作过程中存在极大不方便性。因此，整个测区考虑投影变形处理是进行布设工程控制网的一种考虑，本文介绍的工程测量中GPS控制网的高斯投影变形处理方法，能够有效使得GPS基线边长高斯投影变形产生的差值满足要求。

参考文献

[1]陈为民.乌拉哈达水库GPS施工控制网的建立[J].西江月，2013，（24）.

GPS测量总结 篇4

时间内UTC的积累跳秒数，将随时间的变化而变化。20．GPS测量中采用的大地坐标系统是什么？ WGS84坐标系

1．全球定位系统由哪几部分组成，每个部分的作用？（1）空间部分（GPS卫星）作用：GPS卫星可连续向用户播发用于进行导航定位的测距信号和 导航电文，并接收来自地面监控系统的各种信息和命令以维持系统的正常运转。（2）地面监控部分 作用：跟踪GPS卫星，确定卫星的运行轨道及卫星钟改正数，进行预报后，再按规定格式编制成导航电文，并通过注入站送往卫星。地面监控系统还能通过注入站向卫星发布 各种指令，调整卫星的轨道及时钟读数，修复故障或启用备用件等。（3）用户部分 作用：用GPS接收机来测定从接收机至GPS卫星的距离，并根据卫星星历所给出 的观测瞬间卫星在空间的位置等信息求出自己的三维位置、三维运动速度和钟差等参数。2．GPS接收机分类：（1）根据用途的不同，GPS接收机可分为导航型接收机、测量型接收

机、授时型接收机等。（2）按接收的卫星信号频率数可分为单频接收机和双频接收机等。3．GPS卫星发射的信号由载波、测距码和导航电文三部分组成。4．什么叫载波，载波类型及作用？ 定义：可运载调制信号的高频率振荡波。类型：GPS卫星所用的载波有两个，由于它们均位于微波的L波段，故分别称为L1 和L2载波。作用：在无线电通信中，为了更好地传送信息，我们往往信息调制在高频的载波上然

后再将这些调制波播发出去，而不直接发射这些信息。5．测距码：用于测定从卫星至接收机间的距离的二进制。GPS卫星中所用的测距码从性质

上讲属于伪随机躁声码。6．码元（比特）：码序列中的每一位二进制数。7．码元的宽度：每个码元特续的时间或所对应的距离。8．C/A码的作用：（1）捕获卫星信号：由于C/A码的周期仅为1ms，一个周期中总共只含 1023bit，若以每秒50bit的速度进行搜索，最多 只需20.5s即可 捕获C/A码，然后通过导航电文 快速捕获P码，因而C/A码也称捕获码。（2）粗略测距：利用C/A码也可测定从接收机至卫星间的距离，只是

由于C/A码的码元宽度较宽，用时间表示为 T=1ms/1023=0.977517us，所对应的距离为293.052m。9．P码的作用：由于P码的传播速率为C/A码的10倍，达10.23Mbps，其码元宽度仅为 29.3m。如果测距精度仍按码元宽度的百分之一计，则为0.29m，可以较精 地测定从接收机至卫星的距离，故称为精码。10．导航电文：是由GPS卫星向用户播发的一组反映卫星在空间的运行轨道、卫星钟的改

正参数、电离层延迟修正参数及卫星的工作状态等信息的二进制代码，也

称数据吗（D码）。11．描述导航电文的结构？（见书上P56）12．开普勒轨道根数（所谓轨道根数也称轨道参数），每个参数所确定的轨道的值？（1）升交点赤经Ω 升交点N升的赤经被称为升交点赤经，用Ω来表示，Ω可在 0度—360度范围内变动。（2）轨道倾角i 在升交点处，轨道正方向（卫星运动方向）与赤道正向（赤

经增加方向）之间的夹角称为轨道倾角。用Ω和i两个轨

道根数可以描述卫星轨道平面 在空间的指向。（3）长半径（或长半轴）a 从轨道椭圆的中心至远点的距离。

（4）近地点角距 ω ω确定轨道椭圆在轨道平面内的指向。（5）偏心率e 长半径a和偏心率e给出了轨道椭圆的形状和大小。

（6）卫星过近地点的时刻to 它给出了卫星在椭圆轨道的位置。13．写出计算GPS卫星位置计算步骤？（见书上P71）1．GPS定位当中各种误差从来源角度分类？（1）与卫星有关的误差（卫星星历误差、卫星钟的钟误差、相对论效应）

（2）与信号传播有关的误差（电离层延迟、对流层延迟、多路径效应）（3）与接收机有关的误差（接收机钟的钟误差、接收机的位置误差、接收机的测量噪声）2．消除误差的主要方法有哪几种？（1）建立误差改正模型（2）求差法（3）选择较好的硬件和较好的观测条件 3．电离层：（1）是高度在60—1000km间的大气层（2）电磁波在电离层中传播的相速度Vp与电离层中的相折射率Np之间有下列关系：Vp=c/Np 4．给出卫星钟误差的改正一般公式？（见书上P82）5．卫星星历误差：由卫星星历所给出的卫星轨道与卫星的实际轨道之差。6．卫星星历的种类：（1）广播星历（2）精密星历 7．推导出双频改正的模型基本公式？（见书上P99）8．多路径误差：在GPS测量中，被侧站附近的反射物所反射的卫星信号（反射波）如果进入接收机天线，就将和直接来自卫星的信号（直射波）产生干涉，从而使观测值偏离真值。9．消除多路径误差的方法：（1）选择合适的站址（2）选择合适的GPS接收机（3）适当延长观测时间 10．在GPS测量中处理钟差的方法？（1）忽略卫星钟的数学同步误差（2）通过其他渠道获取精确的卫星钟差（3）通

过观测值相减来消除公共的钟差项 11．天线相位中心的误差分为俩部分：（1）天线的平均相位中心（天线瞬时相位中心的平均值）与天线参考点ARP之间 的偏差，称为天线相位中心偏差。（2）天线的瞬时相位中心与平均相位中心的差值，称为天线的相位中心变化。1．距离测量有两种方法？并给出其观测方程、并说出观测方程参数含义？

（1）伪距测量（方程见书P130）参数含义：P码的码速率为10.23x1000000bps W码的码速率则512x1000pbs 一个W码大约要和20个P码相对应。

（2）载波相位测量（方程及含义见书P135）2．伪距：由GPS观测而得的GPS观测站到卫星的距离。3．卫地距：卫星至地面测站的距离。4．周跳：整周计数int（φ）出现系统偏差而不足一整周的部分Fr（φ）仍然保持正确的现象。5．周跳探测及修复方法？（1）高次差法（2）多项式拟合法（3）在卫星间求差后的单差观测值（4）双频P码伪距观测值（5）三次差法 6．确定整周模糊度的方法？（1）静态定位中方法：取整法、置信区间法、模糊函数法、整数解和实数解法

（2）快速定位中方法：Go and Stop法、FARA法、LAMBDA法

（3）动态定位中方法：初始化法、实数解算数模糊度法 7．单点定位：根据卫星星历以及一台GPS接收机的观测值来独立确定该接收机在地球坐 标系中的绝对坐标的方法也称绝对定位。8．相对定位：确定同步跟踪相同的GPS卫星信号的若干台接收机之间的相对位置（坐标差）的定位方法。9．动态相对定位：利用安置点在基准点和运动载体上的GPS接收机所进行的同步观测的 资料来确定运动载体相对于基准点的位置（两者之间的 基线向量）的工作。10．RTK：一种用载波相位观测值在流动站和基准站之间进行的一种实时动态相对定位技术。11．引起周跳原因：卫星信号被某障碍物阻挡而无法到达接收机，外界干扰或接收机所处 的动态条件恶劣而引起卫星信号暂时失锁。12．位置差分：基准站将改正矢量播发给用户时。位置差分计算较为简单，数据传输量较少。13．组合观测中能够写出实际应用中单差、双差、三差是怎么求的，并说明消除哪些误差？（见P141）14．用测距码来测定伪距的原因？（1）易于将微弱的卫星信号提取出来（2）可提高测距精读（3）便于用码分多 址技术对卫星信号进行识别与处理（4）便于对系统进行控制和管理 15．伪距ρ=τ•c=Δt•c ρ为延长时间 t为卫星信号传播时间 c为光速 16．载波相位测量的实际观测值有？（1）跟踪到卫星信号后的首次量测值（2）其余各次观测值 17．单差：直接将观测值相减的过程。18．双差：载波相位测量的一次差还可以继续求差。19．三差：二次差仍可求差。20．差分GPS的分类？（1）按基准站提供改正数类型不同分为位置差分和距离差分。（2）按观测值的类型分为伪距差分和相位差分。（3）按用户进行数据处理的时间不同分为实时差分和事后差分。

（4）按工作原理和数学模型为单基准站差分GPS（SRDGPS）、具有多个基准站的局部区域差分GPS（LADGPS）、广域差分GPS（WADGPS）。1．GPS静态测量方面的特点？（1）测量精度高（2）选点灵活，无需造标，布网成本低（3）可全天候作业

（4）观测时间短，作业效率高（5）观测、处理自动化（6）可获得三维坐标 2．观测时段：从侧站上开始接受卫星信号起至停止观测间的连续工作时间段。3．同步观测：指两台或两台以上的GPS接收机同时对同一组卫星信号进行观测。4．基线向量：利用进行同步观测的GPS接收机所采集的观测数据计算出的接收机间的三维坐标，简称基线。5．复测基线：在某两个测站间，有多个时段的同步观测数据所获得的多个基线向量解结果。6．复测基线的长度较差：两条复测基线的分量较差的平方和开方。7．闭合环：由多条基线向量首尾相连所构成的闭合图形。8．环闭合差：组成闭合环的基线向量按同一方向（顺时针或逆时针）的矢量和。环闭合差又分为分量 闭合差和全长闭合差。9．分量闭合差：组成闭合环的基线向量按同一方向矢量的各个分量的和。10．全长闭合差：分量闭合差的平方和开方。11．同步观测环：三台或三台以上的GPS接收机进行同步观测所获得的基线向量的闭合环，简称同步环。同步环闭合差从理论上讲应等于零。12．独立基线向量：一组基线向量中的任何一条基线向量皆无法用该组中的其他基线向量的线性组合来表示。13．独立观测环：指由独立基线所构成的闭合环，即前面的非同步观测环，也叫异步环。14．GPS网的质量包含精度、可靠性和成果适用性等方面的内容。1．GPS网的基准包括？确定网的位置基准一般方法？ 位置基准、尺度基准、方位基准三类。方法：（1）选取网中一个点的坐标，并加以固定或给以适当的权。（2）网中个各点坐标均不固定，通过自由网伪逆平差或逆稳平差来确定网的 位置基准。（3）在网中选取若干个点的坐标，并加以固定或给以适当的权。2．GPS网的布网形式？特点及适用范围？（1）跟踪站式 特点：具有较高的精度和可靠性 适用范围：用于建立A级网。（2）会战式 特点：具有较高的精度和可靠性，但该布网形式一次需要的接收机数量较多，观测 成本较高。适用范围：建立B级网。（3）多基准站式 特点：高精度、高可靠性。可获得更强的图形结构 适用范围：建立B、C、D、E级网。（4）同步图形扩展式 特点：具有扩展速度快，图形强度较高，且作业方法简单。

gps测量实习体会 篇5

2误差分析及减小误差的方法：1卫星星历误差，卫星星历误差实际上就是卫星位置的确定误差，其大小取决于卫星跟踪的数量及空间分布，观测值数量及精度.2接收机钟误差，减弱方法是的把每一个观测时刻接收机差当作一个独立未知参数在数据处理中与观测站的位置参数一并求解.3卫星信号传播误差，包括电离层和对流层时廷误差.4多路径误差，多路径误差是指卫星信号通过不同的路径传输到接收机天线.多路径效应不反与反射系数有关，也与反射物离测站的距离及卫星的信号方向有关，由于无法建立准确的误差改正模型，只能恰当的选择地点测量，避开信号反射物.5人差，仪器没有完全对中，没有绝对整平.

影响GPS基线解算结果因素的判别及应对措施

影响GPS基线解算结果因素的判别

对于影响GPS基线解算结果因素，有些是较容易判别的，如卫星观测时间太短、周跳太多、多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大等;但对于另外一些因素却不好判断了，如起点坐标不准确。

基线起点坐标不准确的判别

对于由起点坐标不准确所对基线解算质量造成的影响，目前还没有较容易的方法来加以判别，因此，在实际工作中，只有尽量提高起点坐标的准确度，以避免这种情况的发生。

卫星观测时间短的判别

关于卫星观测时间太短这类问题的判断比较简单，只要查看观测数据的记录文件中有关对与每个卫星的观测数据的数量就可以了，有些数据处理软件还输出卫星的可见性图，这就更直观了。

周跳太多的判别

对于卫星观测值中周跳太多的情况，可以从基线解算后所获得的观测值残差上来分析。目前，大部分的基线处理软件一般采用的双差观测值，当在某测站对某颗卫星的观测值中含有未修复的周跳时，与此相关的所有双差观测值的残差都会出现显著的整数倍的增大。

多路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大的判别

对于多路径效应、对流层或电离层折射影响的判别，我们也是通过观测值残差来进行的。不过与整周跳变不同的是，当路径效应严重、对流层或电离层折射影响过大时，观测值残差不是象周跳未修复那样出现整数倍的增大，而只是出现非整数倍的增大，一般不超过1周，但却又明显地大于正常观测值的残差。

应对措施

基线起点坐标不准确的应对方法

要解决基线起点坐标不准确的问题，可以在进行基线解算时，使用坐标准确度较高的点作为基线解算的起点，较为准确的起点坐标可以通过进行较长时间的单点定位或通过与WGS-84坐标较准确的点联测得到;也可以采用在进行整网的基线解算时，所有基线起点的坐标均由一个点坐标衍生而来，使得基线结果均具有某一系统偏差，然后，再在GPS网平差处理时，引入系统参数的方法加以解决。

卫星观测时间短的应对方法

若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。

周跳太多的的应对方法

若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量;若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。

多路径效应严重

由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值;另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。

对流层或电离层折射影响过大的应对方法

对于对流层或电离层折射影响过大的问题可以采用下列方法：

1. 提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。

2. 分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。

3. 如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。

总的来说GPS控制网基线测量，基线长度较短的情况下( 10km左右，最大不超过20～30km)，GPS的轨道误差(星历误差)，太阳光压影响及美国SA技术基本对测量精度不发生影响(它只能影响单点定位和长基线测量结果)。

在作业过程中，在GPS接收机满足作业精度要求的情况下，测量的主要误差源是多路径误差、周跳和点位的对中误差。作业中应尽量避免它们的发生并减少其误差。

经验总结

总的来说，GPS测量除了要有足够的卫星数和卫星具有良好的几何分布外，还要求基准站与流动站的数据通讯必须良好.

收获体会

GPS测量实习报告 篇6

一、实习目的 gps静态测量

本次gps静态观测实习的目的是巩固、扩大和加深我们从课堂上所学理论知识，获得测量工作的初步经验和基本技能，着重培养我们的独立工作能力，进一步熟练掌握测量仪器的操作技能，提高运用理论及计算能力，并对gps静态观测全过程有一个全面和系统的认识。熟悉gps静态相对定位原理、sounth、trimble、ashtech三种gps接收机的使用掌握gps网的网形设计。熟悉gps静态测量的步骤。学会南方测绘 gps数据处理软件的简单使用。

实习安排

准备好理论知识，掌握控制测量的技术要求，以及仪器的使用规范及过程，协调好分组的搭配。

仪器调度表

(略)

第三组组长：

第三组组员： 项目与内容 时间安排（天）任务与要求

实习动员、领仪器工具、仪器效验 1 作好测前准备工作 gps静态观测 1 熟练掌握观测方法、要领 实习总结 5 整理成果、编写实习报告、归还仪器

实习任务

以各个班为单位建立测量实习队，10人一组（第三组为11人），分3组。每组领取gps一套（包括主机、脚架、基座、连接线等）、记录板一块、对讲机、记录表。根据中华人民共和国测绘行业标准《全球定位系统城市测量技术规程》和石桥子经济开发区的具体情况，建立e级gps网。

e级gps网的精度要求如下表：

级别 固定误差(mm)平均边长(km)比例误差系数(mm)e ≤10 ～5 ≤20

每小组利用各组领取到的接收机对两个控制点进行观测，观测时段为一小时，观测3个时段。

测量规范

1、《全球定位系统（gps）测量规范》（gb/t 18314-XX）。

2、《全球定位系统城市测量技术规范》（cjj 73-97）。

3、ch 1002-95《测绘产品检查验收规定》。

4、ch 1003-95《测绘产品质量评定标准》。

测区概况

本测区为本溪市石桥子经济开发区辽宁科技学院周边地区，测区内大部分为丘陵，公路，测区开阔高侧建筑少，选点都在路边或者山顶，多路径效应相对较小。点位远离大功率无线电发射源（基本没有），远离高压输电线和微波无线电传送通道，其距离不得小于50m。同时点位设在交通便利，有利于其他观测手段扩展与联测的地方，地面基础稳固，便于点的保存

gps网的布设

gps网设计的出发点是在保证质量的前提下，尽可能地提高效率，努力降低成本。因此，在进行gps的设计和测量时，既不能脱离实际的应用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能为追求高效率和低成本，而放弃对质量的要求。

二、实习内容

．网的布设

本次实习精度要求为e级，实习内容:

选点情况

XX-7-4上午召开了gps实习动员大会，大会上范海英等几位老师作了讲话，给我们分析了测区情况，实习的注意事项，确定了分组情况和我们实习过程中需要注意的事情，下午由实习指导老师刘广春带领我们进行选点

（1）为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10°~15°高度角以上不能有成片的障碍物。

（2）为减少各种电磁波对gps卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。

（3）为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。

（4）为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。

（5）测站应选择在易于保存的地方。

外业观测情况

测量时采用的是南方灵锐gps接收机3台，trimble gps接收机两台，ashtech gps接收机2台一共7台gps接收机。采用同步观测的相对定位方法，可求得21条基线向量【，其中n为接收机的数量】其中有独立基线向量6条【（n-1）】，从而保证了卫星星历误差、卫星钟误差、电离层延迟等误差的强相关性，通过差分的方法来消除这些误差。观测时为了保证测量的精度时段长度规定为60分钟。按照静态定位的测量原理，测量时观测的最少卫星数位四个。

外业观测时需要对gps接收机进行以下设置：

(1)调度安排，确定每台接收机观测的测站，开机时间，搬站情况。

(2)观测组按调度表规定的时间进行作业，保证同步观测同一卫星组。

(3)每时段开机前，作业员量取天线高，并及时记录测站名、年月日、时段号、天线高等信息。关机后再量取一次天线高作校核，两次量取天线高互差不得大于3mm，取平均值作为最后结果，若互差超限，应查明原因，提出处理意见，记入测量手簿。

(4)仪器工作过程中，作业人员对照指示灯工作状况说明，判断仪器是否正常工作。

(5)一个时段观测过程中，不得进行以下操作：关闭接收机，又重新开机；进行自测试；改变卫星高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；

(6)观测院在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器收到震动，防止人或其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。

(7)接收机在观测过程，不应在接收机旁使用对讲机；雷雨天气过境应关机停测，卸下天下以防雷击。

(8)应记录雨、晴、阴、云等天气。

外业观测小结

结束采集时，对数据进行存储，查看文件状态，然后关机，准备下次观测。根据实际情况，我们记录测站开始时间，结束时间，天线高，电池电压，卫星号，信噪比，故障情况，以及开始和结束时候卫星高度角，pdop,整点时候卫星情况，卫星故障情况。天气等等。我们总共观测了3个时段，设站数为15。

数据处理情

各测站天线高：

（略）

动态gps定位测量

1、gps接收机一套、写字板一个、钢卷尺一把

2、实习地点：辽宁科技学院

3、目的：熟悉熟练掌握gps仪器设备的使用方法，学会使用gps仪器进行控制测量的基本方法，培养学生的实际动手能力。

4、gps rtk技术的基本原理

高精度的gps测量必须采用载波相位观测值。rtk技术就是载波相位动态实时差分技术，它能够实时地提供测站点指定坐标系中的三维定位结果，并达到厘米级精度。在rtk作业模式下，基准站通过数据链将其观测值一起传送给流动站，流动站在完成初始化后，一方面通过数据链接接收来自基准站的数据，另外自身也采集gps观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，再经过坐标转换和投影改正，即可给出实用的厘米级定位结果。

测得的大地高属于wgs—84系统，因此必须采用高程拟合的方法，来求得正常高。而高程拟合的精度高低取决于参与拟合的水准点的个数及分布的均匀程度。对于公路放样来讲，路线两侧布设的水准点足以保证中桩高程的拟合精度。

rtk定位技术就是基于载波相位观测值的实时动态定位技术。它需要一台基准站接收机和一台或多台流动站接收机，以及用于数据传输的电台。在rtk作业模式下，基准站接收机，借助电台，将其观测值及坐标信息，发送给流动站接收机；流动站接收机将自己采集的gps观测数据和接收来自基准站的数据，组成差分观测值，利用静态相对测量处理方法对基线进行实时求解，然后推算出其三维位置（xk，yk，zk）。rtk定位系统基本配置包括三部分：

（1）基准站：由gps接收机、gps天线、数据发送电台、uhf天线、电源等部分组成。

（2）流动站：由gps接收机、gps天线、数据发送电台、uhf天线、电源、掌上电脑、对中杆等组成。

（3）软件包：支持实时动态差分的软件系统和各项工程测量应用功能。

6、rtk定位系统的基本工作原理是：在基准站上安置一台gps接收机，对所有可见gps卫星进行连续地观测，并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给流动站。流动站实时动态软件可以通过下列基本步骤和功能获得流动站的精确坐标：

（1）利用三差模型求出流动站的初始坐标。

（2）利用otf方法动态解求模糊度。观测条件恶劣时具有模糊度重复性检核功能。

（3）根据相对定位模型，实时解算流动站的wgs-84坐标。

（4）根据给定的转换参数，进行坐标系统的转换。

（5）测量结果的实时显示，坐标解算精度评定。

（6）还应包括失锁后的重新动态初始化，选择不同的作业模式，定位、放样、导航等功能的选择和转换等。

这样，通过实时计算的定位结果，便可监测基准站与流动站观测成果的质量和解算的收敛情况，从而可以实时地判定解算结果的可靠性。只要能连续锁定不少于5颗卫星信号，并且有必要的几何图形强度，则测程在10 km以内的流动站可实时得到厘米级精度的定位成果。

7、野外放样作业流程

（1）设置参考站：在已知控制点上架设好gps接收机和天线，打开接收机，将pc卡上室内设置的参数读入gps接收机，建立配置集，输入参考站点的准确的北京54坐标和天线高，参考站gps接收机通过转换参数将北京54坐标转换为wgs-84坐标，同时连续接收所有可视gps卫星信号，并通过数据发射电台将其测站坐标、观测值、卫星跟踪状态及接收机工作状态发送出去，待电台指示灯显示发出通讯信号后流动站即可开展工作。

（2）流动站工作：打开接收机，新建工作项目，建立配置集。流动站接收机在跟踪gps卫星信号的同时也接收来自参考站的数据，进行处理获得流动站的三维wgs-84坐标，最后再通过与参考站相同的坐标转换参数将wgs-84坐标转换为北京54坐标，并实时显示在流动站的tr500终端上。接收机可将实时位置与设计值相比较，指导放样到正确位置

三、实习结果

静态测量

（1)静态测量时要满足相应规范的要求。

（2)网形布设时应注意外围不能有豁口，至少留一个通视方向。

(3)静态观测过程中，即使发现长水准管不居中或者仪器不严格对中了，也不要重新调仪器，观测时不要重新开机，开机关机听从调配。

(4)观测时，接收机周围不使用干扰卫星信号的通讯设备，以减弱误差，接收机周围应当视野开阔，削弱多路径误差。

(5)每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬件上，应该备份一份确保观测数据不应人为疏忽丢失。

(6)数据处理时，一定要改天线类型、天线高，去除浮点解的记录。

rtk-gps 放线

（1）定位精度高

在良好环境下平面定位精度达到厘米级，在大多数环境里平面定位误差都能保证在以内，能满足公路放样的精度要求。

（2）作业效率高

采用rtk-gps采取单点定位的方法寻找控制点极为便捷，它直接以厘米级（或分米级）精度实时定位放样并能保持工作连续稳定，比较适合于林地等困难地区作业。

（3）节省费用

采用rtk技术进行公路放样，无须沿途布设图根控制点而且作业时间短，可以减少工作人员，减少砍伐工作量，降低了工程成本和劳动强度，从而提高了经济效益。

（4）架设参考站的点位周边要开阔，无电、磁场干扰，上空无遮挡，并尽量避开山体对电台通讯的阻挡，这样移动站才能较快获得rtk（厘米级）精度并保持稳定。

（5）在地形条件复杂的地区（如枝叶繁茂的山林地、松树林等），采用rtk-gps与全站仪相结合可以大大提高工作效率及成果质量。

（6）在当前高等级公路逐渐向山岭重丘区发展的形势下，由于这些地区地形条件的限制，实施常规的测量比较困难，采用rtk-gps进行测量（控制测量、实地实时放样、中桩测量、点位测量等）无凝是一种有效的手段。

问题分析

在本次实习过程中，初步掌握了gps控制网中控制点的布置、选址和标记，掌握了gps静态相对定位测量全过程的程序与方法，包括资料的搜集、野外观测记录、测量内业数据处理、资料的综合分析整理等。同时理解了gps静态测量的方法，包括卫星预报，测量计划编制，实地测量等。通过这次野外实习和内业的数据处理，巩固了课堂上的理论知识，将理论知识与实践相结合，培养了实践能力，了解和掌握了有关于gps仪器的使用原理和方法。虽然还有很多不足和缺陷，但是今后定会更加努力地改正和提高动手实践能力。

在内业处理过程中，经过自动化的基线解算和平差，通过删减卫星调整基线来提高精度让我懂得了如何去“精益求精”。在现代社会科技发展过程中，空间卫星技术和其他的测绘技术将更加长远发展，那么就对我们现在还未走入社会的测绘人要求更多而且要求更高，数学计算和协调能力是测绘的显性要求，而编程能力和英语能力将是测绘的隐性要求而且将会越来越突出。

建议与意见

我感觉本次实习内容的安排大体上是不错的，老师们的指导和讲解也是尽心尽力；但感觉内业数据处理部分老师应该讲得更详细一点，这样更有助于同学对软件的熟悉与对书本知识的消化。其次，感觉这次外业数据采集同学们还是比较空闲，所以建议学院在今后gps实习中可以增加适当的项目，比如专门花一两天来学习接收机的电子手簿，或者是能够交换仪器进行实习操作，使大家既能掌握天宝接收机的操作也能掌握莱卡接收机的操作，这样我们才能够从中学到更多的知识。所以希望学院对gps实习更加重视一些，能给学生更多的实习和锻炼的机会。

四、实习体会

本次gps实习虽然仅仅只有二个星期的时间，主要包括两大部分——gps静态测量和动态测量。其中静态测量包括现有资料的收集（包括武大地图、已知点数据资料等）、实地勘踏选点并进行标记、调度方案的确定、正式外业数据采集、最后也就是最重要的内业处理。动态测量包括利用gps rtk技术进行rtk地形测量用于绘制等高线图以及利用rtk进行放样操作。实习过程中我们收获还是十分丰富的。对gps静态测量和动态测量有了深刻的理解，将之前停留在书本知识阶段延伸到了实际操作阶段，实习过程中，不仅对原理有了更进一步的理解，还在操作中熟练了步骤。整个实习的过程虽然时间紧迫，但是通过班里同学，各测组间的通力合作，严谨的钻研态度通过现代信息技术的查阅还是取得了可喜的成绩，并且成果进过精度的检验也完全符合地形测量的要求。通过时间不长的工作，我班同学又一次展现了出色的团队合作力，依然保持着良好的职业素养，这不能不让人感到骄傲和自豪。

当然，出现问题也是不少的，实习之后更要认真总结，我相信这也必将成为我们日后工作和学习中的宝贵财富。

GPS在数据测量中的误差因素 篇7

如其他测量一样, GPS测量同样不可避免地受到测量误差的影响。GPS是一个庞大的系统 (由GPS卫星、用户和地面的监控站三部分组成) , 误差的组成也很复杂。根据不同的研究方向和研究重点, 误差的分类各有不同;通常是按误差的性质将其分为系统误差和偶然误差两类;按误差对测量结果的影响程度把误差分为噪声误差、偏差和偶然误差;按误差的来源将其分为与卫星有关的误差、与信号传播有关的误差、与接收机有关的误差、野外工作失误四种类型。本文按误差的来源对GPS测量误差进行分析。

1 与卫星有关的误差

与卫星有关的误差, 主要包括卫星星历的误差、卫星钟的误差、SA技术与AS技术的影响、地球自转的影响和相对论效应的影响等。

1.1 卫星星历的误差

卫星星历的误差指卫星星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置间的偏差。由于卫星星历是GPS定位的主要数据依据, 是由地面监控站跟踪检测GPS卫星求定的。由于地面检测站测试的误差, 以及卫星在空中运行受到多种摄动力影响, 地面监控站难以充分可靠地测定这些作用力的影响, 使得测定的卫星轨道会有误差;另外由地面注入站给卫星的广播星历和由卫星向地面发送的广播星历, 都是由地面监测的卫星轨道外推计算出来的, 使得由广播星历提供的卫星位置与卫星实际位置之间有误差。减弱星历误差影响的途径:采用由美国国防制图局 (DMA) 生产的精密星历以及由国际GPS服务 (IGS) 生产的精密星历;建立自己的跟踪网独立定轨, 采用不断改进的定轨技术及摄动力模型, 根据实测星历, 获得较好的定轨精度;采用相对定位作业模式, 用同步观测值求差来降低或消除这一误差;在大区域测区, 采用轨道松弛法, 求得测站位置及轨道改正数, 对无法获取精密星历进行补救。

1.2 卫星钟的钟差

GPS测量的原理是信号由卫星传播到接收机的传播时间乘以卫星信号的传播速度。如果卫星信号中有6~8ms的误差, 则其影响可达180~240cm。可见GPS的测量精度与时钟 (卫星和接收机的时钟) 误差密切相关。虽然GPS卫星都采用高精度的原子钟, 但由于主控站 (及监控站) 的控制和调整, 仍不能完全改正卫星钟的钟面时与GPS时之间的同步误差及卫星钟与卫星钟之间的同步误差, 通过卫星的导航电文提供给用户。这样就存在两种时间误差, 并引起等效的距离误差。在相对定位中, 卫星钟差或经主控站 (及监控站) 改正后的残差可通过观测量求差 (或差分) 得以消除, 而接收机钟与卫星钟之间的同步误差 (即接收机钟差) 也可通过观测值求差得以有效的减弱。因此卫星钟差通过模型和数据处理方法可以得到一定程度的修正。

1.3 地球自转的影响

卫星在运行中, 不仅是受地球质心引力的作用, 还受到地球潮汐、太阳光压, 太阳和月球的引力, 大气阻力等作用。因此必须建立各种摄动力模型, 对卫星轨道加以修正, 满足卫星精密定位的需要。通过地面监控站实测GPS卫星在某一时间的位置, 对卫星的轨道进行改正, 实现精密定轨, 同时当卫星信号到达测站, 由于地球自转使卫星信号产生时间延迟, 从而引起坐标变化, 可根据地球自转速度, 求出旋转角度, 建立相关坐标模型消除地球自转的影响。

2 与信号传播有关的误差

与信号传播有关的误差, 主要包括电离层延迟、对流层折射的影响和多路径效应的影响、周跳。

2.1 电离层延迟

电离层 (含平流层) 是高度在60~1000km间的大气层, 在这一层中, 由于太阳的作用, 使大气中的分子发生了电离, 而电离层中的电子密度是变化的, 它与太阳黑子活动状况、地球上地理位置、季节变化和时间有关。GPS卫星信号在通过电离层时, 和其它电磁波信号一样要受到带电介质的非线性散射特性的影响, 不仅传播速度发生变化, 信号的传播路径亦会发生弯曲, 所以电离层对GPS信号的影响会使利用GPS接收机所测得的卫星至天线之间的距离产生误差。对GPS信号而言, 这种距离误差可达50~150rn。可以采用如下方法来削弱电离层对信号影响:

2.1.1 利用双频改正技术。由于电离层对信号的

影响与信号本身频率有关, 根据L1/L2的频率的信号是沿同一路径到达接收机的, 只存在电离层折射影响不同, 利用L1/L2的频率观测值直接解算出电离层的时延差点改正数。经过双频观测值改正后, 伪距残差可达厘米级。

2.1.2 采用电离层模型加以改正, 对GPS单频

机, 在导航电文中提供电离层改正模型, 将电离层延迟影响减少75%。

2.1.3 对于短距离基线 (测站间距离20KM以

内) , 可采用两个或多个观测站同步观测量求差, 由于卫星到两个测站电磁波传播路径上的大气状况很相似, 因此, 通过求差, 可以削弱电离层延迟的影响。

2.2 对流层延迟

对流层是高度在50km以下的大气层, 大气中质量99%都在此层中。这一层也是气象现象主要出现的地区。受地面气候的影响非常大, 对GPS卫星信号的折射比电离层更为复杂。对流层对信号的折射误差与信号传播路线上的温度、气压和湿度有关, 同时还与卫星的高度角及测站的正高有关。对流层对信号折射所造成的卫星到测站距离的误差一般为几米至十几米。在施测GPS控制网时, 为了削弱对流层的折射影响, 首先应进行模型改正。实测地区气象资料利用气象模型改正, 能减少对流层对电磁波延迟达92%~93%。由于模型改正仅能切削去对流层折射影响的大部分, 在观测值中仍会含有少量由对流层折射造成的误差, 此时应再利用差分技术进一步削弱对流层折射的影响。

2.3 多路径误差

多路径效应是由于接收机天线不只是接收到卫星直接发射的信号, 还接收到经接收机天线周围物体一次或多次反射的卫星信号, 把这两种叠加的信号作为观测量来解算, 定位结果中就含有这种多路径信号影响的误差。为了减少多路径效应影响, 在选点时, 点位应尽量避开强反射物 (如水面、平坦光滑地面和平整的建筑物) ;选用能削弱多路径效应的天线 (如具有Pinwheel技术的天线;采用扼流线圈) ;可能时, 延长观测时间, 最好在一天的不同时间进行观测。

2.4 周跳

卫星信号被障碍物暂时阻挡或受无线电信号干扰产生整周跳变即周跳。对周跳必须进行修复, 检验和使用周跳的方法通常有:屏幕扫描法, 多项式拟合法, 卫星间求差法。根据残差修复整周跳变。解决周跳的根本途径是提高外业观测的条件, 重视选点条件等, 人为地避免周跳的发生。

3 与接收机有关的误差

GPS测量的主要观测量是卫星信号从卫星到接收机的时间延迟, 为了测量时间延迟, 要在接收机内复制测距码信号, 并通过接收机的时间延迟器进行A相移, 使复制的码信号与接收到的相应码信号达到最大相关, 其必须的相移量, 便是卫星发射的码信号到达接收机天线的传播时间。卫星发射码与接收机内复制的相应测距码之间的相位差, 通常其大小约为码元宽度的1%。根据相位差与码元宽度的这种关系, 我们可初步估计各种波长的信号的观测精度。

与接收机有关的误差还包括接收机钟差、通道间的偏差、锁相环延迟、码跟踪环偏差、天线相位中心的偏差、和天线的安置精度。要减弱接收设备的误差对观测精度的影响, 必须在作业前先了解仪器的性能、工作特性及其要达到的精度要求, 制定好GPS作业计划, 这也是GPS定位测量顺利完成的保证。因此, 必须定期对GPS接收机进行检验, 检验项目有: (1) 天线相位中心稳定性测试; (2) 内部噪声水平测试; (3) 野外作业性能及不同测程精度指标的测试; (4) 频标稳定性检验和数据质量的评价; (5) 高低温性能测试。

4 野外工作失误

对于野外工作失误 (如:错误的测量天线高、错误的测站名、对中整平误差、选择了错误的天线类型) 和矛盾的接收机设置 (如:数据采样率不一致、钟漂移率过大、高度截止角过高、卫星开启或禁用混乱、数据格式不统一) , 产生的错误或粗差, 我们可以通过严密的野外观测程序来减少这种错误或粗差。作业前, 检查各接收机的设置, 确保各接收机设置正确一致;作业时, 野外记录的测站名、位置、观测时间和天线高要清楚准确, 而且必需在观测开始和结束时分别测量、记录天线高。

结束语

只有对GPS测量误差的进一步诠释, 理解了这些误差源的性质、大小及其影响, 并采取相应的措施将其减弱, 从而得以进一步提高其观测成果的精度。

摘要：本文通过对GPS测量的误差来源进行分析, 总结出各类误差对GPS测量精度的影响, 指导我们在进行GPS测量时如何消除或减弱各类误差对GPS测量精度的影响, 达到快速取得满足GPS测量精度要求的成果。

路桥测量中GPS的运用 篇8

关键词：路桥；测量；GPS技术

一、GPS测量特征分析

（一）高精度定位

GPS作为一种新兴技术，由于其具有综合而强大的功能，在很多领域都能够被广泛应用，在路桥工程中，由于GPS具有高精度定位这一强大特点和功能，也使其在路桥测量中得以广泛应用。一般双频GPS接收机基线解精度是5mm+1ppm，这种精度已经与红外仪的精度相当，并且随着距离的增加，利用GPS进行测量更具有优越性。

（二）观测速度快

在路桥工程测量中利用GPS进行测量，在不大于20公里的短基线上仅仅需要5分钟左右的观测时间便可进行定位，可见其观测速度之快。

（三）测站不需要通视

测站之间必须通视才能完成测量工作，这一难题一直困扰着路桥的测量工作，直到应用GPS测量技术，这一问题才得以被彻底解决。GPS在测量过程中，测站之间不需要进行通视便可顺利完成测量工作，并且利用GPS进行测量，也可使在选择测站时更加灵活方便。

（四）操作简单

在路桥测量中，由于传统测量方法程序较繁琐，实际应用中相对麻烦，而GPS测量的自动化程度较高，在实际应用中秩序要将开关仪器、量取仪器和监视仪器安装好并使其处于工作状态，便可自动完成测量工作，操作起来相对简单。

（五）可全天候作业

GPS测量可以在任何地点和任何时间进行，基本上不受气候和天气条件的影响和干扰。

二、GPS测量原理和分类

（一）GPS测量原理

在实际测量中GPS系统只要采用的是高轨测距方法，观测距离主要是观测站到GPS卫星，对于距离观测量的获取，采用了两种方法，分别是伪距测量和载波相位测量。其中伪距测量主要是指GPS卫星发射的测距码信号传递到用户接收器使用的时间，利用这种方法获取距离观测量最大的优点是其测量定位需要的时间短；载波相位测量主要是指对有载波多普勒频移的GPS卫星载波信号和接收器的载波信号的相位差进行测量，利用这种方法获取距离测量最大的优点是其测量具有非常高的精度。利用GPS进行的定位测量主要是通过四颗或更多卫星同时同时进行导航定位测量。

（二）GPS测量的分类

人们根据GPS测量的原理和GPS本身具备的功能，对GPS测量进行了科学分类。GPS测量主要分为两种，一种是静态定位，另一种是动态定位。静态定位是指GPS在某一测站的观测状态是静止的，并且在整个观测过程中捕获和跟踪GPS卫星的过程是始终不变的，对于基准站和卫星上的数据进行同时观测，接收机可高精度的测量GPS信号传递时间，并且利用GPS卫星的位置对用户站的三維坐标进行实时解算。动态定位是指GPS接收机对正在运动物体的运动轨迹进行观测，在动态定位之前需要对静止观测进行初始化工作，然后流动站开始进行自行观测，并通过与基准站进行同步观测数据，对采样点空间位置进行确定。

三、GPS在路桥测量中的应用

在路桥测量工作中，GPS测量技术的应用大大提高了路桥测量质量和效率，并进一步促进了路桥工程施工的发展。

（一）GPS测量技术在路桥平面测量中的应用

一般而言，高架铁路桥梁工程建设主要在地势起伏较大的复杂地形地带施工，而这种复杂的地形便在很大程度上对工程施工造成了一定的影响，地形高差大的特点使得工程施工在平面测量时，测量数据的精准度容易受到较大干扰，由此，必须运用高精度测量工具和技术提高路桥平面测量精准度。GPS测量技术在路桥平面测量中的应用，首先应在GPS施工控制网络中找到不同高度地势中的相对较高的分布点，然后对路桥实际施工情况进行实时监控和测量，从而保证路桥平面测量的精准度。例如，施工部门可以在施工之前选择好控制点，然后利用GPS技术对这些控制点进行观测，最后将观测的数据进行测算，从而保证测量数据的精确度。

（二）GPS测量技术在路桥放样测量中的应用

在路桥测量工作中，相关部门可利用GPS技术中的RTK-GPS测量技术对桥位进行放样测量。在GPS放样测量实际工作中，可首先利用GPS技术对施工位置加以确定，避免施工过程中出现差错，例如，在桥梁施工控制网络中心的控制点中设立GPS参考站，同时设置2台操作站进行放样测量，由此便可以对桥位坐标进行调整，从而确定桥位。应用GPS技术对桥位进行确定，不仅能够减少路桥施工中的误差，进一步提高测量的准确度，也能够提高路桥放样测量质量。

（三）GPS测量技术在路桥线路的横断面和纵断面测量中的应用

在铁路桥梁工程施工过程中明确铁路线路之后，便可使用中线桩点的坐标和相应软件对路线的横断面和纵断面加以确定。实质上，路桥线路中的横断面和纵断面的测量结果主要是通过利用GPS技术对铁路桥梁施工进行实时动态跟踪来获取所需的使用数据，再将这些数据通过GPS测绘地形图技术进行采集而得到的。因此应用GPS测量技术来确定路桥线路的横断面和纵断面，避免了测量人员去现场测量横断面和纵断面的工作环节，由此测量工作效率得到大幅度的提高，业外工作量也随之减少。除此之外，即使工程施工过程中需要对现场横断面和纵断面进行测量，也不需要人工测量，只需要利用动态GPS对其进行定位测量即可。总之，在路桥线路的横断面和纵断面测量工作中应用GPS测量技术与传统测量方法相比而言，GPS测量技术无论在效率、精度还是在经济、实用方面都具有显著的优越性。

（四）GPS测量技术在路桥高程控制测量中的应用

在路桥施工过程中，应用GPS测量技术对高程进行测量，不仅是因为GPS测量技术具有明显的高度差优势，还因为GPS测量技术可以在无法进行人工测量时对高程进行准确测量。此外，GPS测量技术测量出来的数据精准度很高，实际操作也相对简单，因此，利用GPS测量技术对路桥高程进行测量，在很大程度上节约了路桥施工中的测量资源。由于GPS卫星覆盖的范围较广，不仅可以对路桥实际施工情况进行实时和全面测量，也能够对施工过程中出现的误差及时作出调整，从而确保了路桥工程的施工质量。

结束语：综上所述，GPS测量技术具有高定位精度、测站无需通视、观测时间短、操作简单等优势，在路桥工程施工中应用GPS测量技术不仅能够进一步提高工程施工测量精准度，也能够促进施工质量的提高。随着科技的不断进步，GPS测量技术也将会越来越成熟，GPS测量技术在路桥测量中也将会得到越来越广泛的应用。

参考文献：

[1] 李三丽，周轶挺. 房产测量问题与无定向房产测量解决方案研究[J]. 科技创新导报. 2013（06）