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1、GPS測量精度誤差與對策分析摘要GPS測量與其他所有測量技術(shù)手段一樣，都不可能避免地會產(chǎn)生誤差。鑒于此，木文對GPS測量誤差的來源進行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了保障測量精度的對策，希望對采用GPS進行工程測量的相關(guān)T?作能夠有所借鑒。關(guān)鍵詞GPS測量，誤差來源，對策1引言GPS(GlobalPositioningSystem,GPS)是一種高新測繪技術(shù)，是當代許多科技成果融合發(fā)展而形成的。目前在很多工程測量領(lǐng)域，GPS都已經(jīng)可以代替?zhèn)鹘y(tǒng)的測量技術(shù)手段，并且收到了良好的應用效果，但這并不是說明GPS測量就不存在誤差，與其他所有測量技術(shù)手段一樣，GPS測量同樣不能完全杜絕測量
2、誤差的出現(xiàn)，我們所能做的就是針對誤差產(chǎn)生的原因進行分析，并釆取措施加以控制，以確保GPS的測量精度滿足測量使用需求。在實際應用過程中，因為GPS是一個龐大的系統(tǒng)，所以其系統(tǒng)組成比較復雜，這導致系統(tǒng)屮任何一個部分都冇可能成為誤差來源，而這些誤差對測量結(jié)果的影響程度不一，誤差的傳播和放大過程也存在差異，如果不對GPS的定位原理和誤差理論有充分的了解和掌握，則測量結(jié)果的精度就無從得到保證，更談不上采取措施對測量結(jié)果的質(zhì)量進行控制。鑒于此，本文對GPS測量誤差的來源進行了分析，并在此基礎(chǔ)上提出了保障測量精度的對策，希累對采用GPS進行工程測量的相關(guān)工作能夠有所借鑒。2GPS測量誤
3、差的來源GPS測量誤差通常來說可以分為系統(tǒng)誤差和偶然誤差兩類。前者主要指由GPS系統(tǒng)運行產(chǎn)生的誤差，如星歷誤差、衛(wèi)星時鐘誤差以及接收設(shè)備誤差等，這類誤差的產(chǎn)生通常很難避免；而后者則主要包括山信號多路徑所產(chǎn)生的誤差等。一般而言，系統(tǒng)誤差對測量結(jié)果的影響要遠大于偶然誤差，它是GPS測量誤差的主要來源，雖然系統(tǒng)誤差的產(chǎn)生很難避免，但這并不是說它就不能被消除，因為系統(tǒng)誤差具冇?泄的規(guī)律性，所以采取一定的措施是可以対這些誤差的影響進行減弱甚至消除的。本文對GPS測量誤差的來源進行了系統(tǒng)地分析，并將其概括?為以下三個方面：2.1由衛(wèi)星部分產(chǎn)生的主要誤差1?衛(wèi)星星丿力的誤差在實際應用屮
4、，根據(jù)衛(wèi)星星歷確定的衛(wèi)星空間位置與衛(wèi)星的實際空間位置不可能完全一致，二者間必然存在一定的誤差。因為衛(wèi)星在空中運行受到多種攝動力的影響，而這些影響很難在地面監(jiān)控站進行準確測定，所以就會造成所測定的衛(wèi)星軌道不準確，而又因為地面監(jiān)測到的衛(wèi)星軌道不準確，就會使得根據(jù)衛(wèi)星軌道外推計算得到的廣播星丿力（包括由地面注入站給衛(wèi)星的廣播星歷和由衛(wèi)星向地面發(fā)送的廣播星歷）不準確，使得依據(jù)廣播星歷提供的衛(wèi)星位置與實際位置間存在誤差。2.衛(wèi)星時鐘的鐘差在采用GPS進行測量的過程中，需要計算信號由衛(wèi)星傳播到接收設(shè)備間得距離，而這個距離則通過信號傳播速度乘以傳播時間進行計算，但實際卻是無論是衛(wèi)星時鐘
5、還是地面接收設(shè)備的時鐘都存在一定的誤差，即使采用高精度的原子鐘，也不能完全改正衛(wèi)星鐘的鐘面時與GPS時之間的同步誤差及衛(wèi)星鐘與衛(wèi)星鐘之間的同步誤差，而這個誤差就會反映到距離誤差當屮。2.2山信號傳播產(chǎn)生的主要誤差1.電離層折射產(chǎn)生的誤差當衛(wèi)星信號經(jīng)過電離層時，則無論其傳播路徑還是傳播速度都會發(fā)生一定的變化，而這種變化會反映到距離計算的結(jié)果屮。2.多路徑產(chǎn)生的誤差在實際應用過程中，接收設(shè)備可能不只接收來自衛(wèi)星的直接信號，它接收的信號當中可能還包括天線周邊一些物體的反射信號，而這些信號的疊加會使信號相位出現(xiàn)改變，進而產(chǎn)生測量誤差。與其他形式的誤差相比,這種誤差出現(xiàn)的幾率并不高
6、，但它的產(chǎn)生與全部測站的環(huán)境都冇一定的關(guān)聯(lián)，且往往具有表現(xiàn)形式不同的特點，因而在進行高精度的GPS測量時，其出現(xiàn)的可能性也不低。3?周跳產(chǎn)生的誤差在應用GPS進行測量作業(yè)時，一般多采用相位觀測值觀測法。所謂相位觀測值，即指接收機振蕩后的相位與衛(wèi)星載波相位間的落差。但在實際觀測過程中，因為受一些不可控因素的干擾，可能在短時間內(nèi)失去對衛(wèi)星的跟蹤，這時就無法測量相位的變化情況,我們稱之為“周跳”,而這會引起測量誤差。2?3由接收設(shè)備和其他因素引起的誤差1?與接收設(shè)備有關(guān)的誤差在實際工作中，與接收設(shè)備有關(guān)的誤差主要包括接收機的時鐘存在誤差、位置存在誤差以及天線相位屮心位置存在誤差
7、等，這些誤差都會對距離測量造成一定的影響，使最終的測量結(jié)果出現(xiàn)誤差。2.其他因素引起的誤差其他因素誤差主要包括錯誤的測量天線高、錯誤的測站名、對中整平誤差、選擇了錯誤的天線類型以及接收機設(shè)置錯誤等，而這些誤差通常都是因為工作失誤造成的。實際工作屮，通過加強檢查，制定并落實嚴格的測量程序，確保整個測量流程都符合相關(guān)標準和規(guī)范的耍求，則這些誤差往往都可以進行避免。3保障GPS測量精度的對策3.1衛(wèi)星部分誤差的消除對于星歷誤差，可以通過不斷改進定軌技術(shù)和攝動力模型以獲得較好的定規(guī)精度，也可以采用相對定位作業(yè)模式，用同步觀測值求差來降
