當前工程測量中GPS技術的精度控制分析

楊智馨

（哈爾濱市國土資源勘測規劃院，哈爾濱 150090）

GPS控制測量是工程測量的重要組成部分，具有精準性的特點，已成為當前工程測量的重要手段，在促進工程測量智能化、自動化以及規模化發展過程中發揮重要作用。

1 GPS技術的內涵分析

GPS是利用地面的接收設備、衛星等組成結構，在全球范圍內實時進行定位、導航的系統。GPS技術通過建立數學中的三維空間坐標，計算出各組成結構之間的距離，從而將信息通過衛星傳輸給地面的接收設備，是信息社會飛速發展的標志之一。GPS技術的運作原理是以空間環境飛行衛星為載體，以具備某種特定定位信息屬性與頻率屬性的無線電信號為對象，由衛星向地面相應接收裝置發送信息，以此實現定位測量的功能。

2 GPS技術的特征分析

GPS技術是工程測量中的一種重要方法，是信息技術與空間技術等高新技術的綜合集成。在工程測量中，因具有巨大的技術優勢，被廣泛應用。

2.1 定位精度高

利用GPS技術進行導航，即可實時確定運動目標的三維位置和速度，可采用不同方法對平面與高程進行施測。GPS測量的精度要高于常規測量。

2.2 觀測時間短

GPS測量技術的不斷完善，同時GPS測量不需要測站間相互通視，可根據實際需要確定點位，使得選點工作更加靈活方便，也可省去工程建設中的傳算點、過渡點的測量工作，縮短了觀測時間。

2.3 儀器操作簡便

GPS接收機的不斷改進，促使儀器操作的自動化和智能化程度提高，觀測人員只需對整平、量取天線高及開機后設定參數，接收機即可進行自動觀測和記錄。

3 影響工程測量中GPS精度的因素分析

受各種因素的制約，GPS測量的精度往往會出現不穩定的現象。在工程測量中影響GPS測量精度的因素主要有：

3.1 GPS衛星

GPS衛星是影響GPS測量精度的重要原因。衛星星歷同單點定位的精度息息相關，在測量中衛星的實際位置同星歷給出的位置不一致，兩者之間發生誤差，嚴重影響精密相對定位。

3.2 衛星信號傳播

衛星信號在傳播過程中，因為大氣層對信號的折射，電離層彌散特性的影響和測站周圍有很多反射物的折射，從而導致傳播路徑發生偏差，傳播的速度發生變化，這些因素都嚴重影響了GPS測量精度。

3.3 接收設備

接收設備包括接收機的位置和接收機天線相位中心位置。接收天線的相位中心位置是影響GPS測量精度的關鍵。當信號被輸入后，該相位中心依據信號的輸入方向與輸入強度的變化，隨時發生變化，實際的相位中心位置與理論上位置不符，影響GPS測量精度。

4 控制工程測量中GPS精度的措施

為避免工程測量中GPS技術出現不穩定現象，可以采用降低電離層、多路徑、衛星軌道以及周跳等各方面產生的誤差。在工程測量中可采取如下措施來控制GPS的精度：

4.1 降低電離層引起的誤差

4.1.1 雙頻觀測

雙頻觀測主要是對兩個偽距進行測量，按照電離層的折射以及信號頻率特性，在對兩個偽距進行觀測所得值中，將電離層的折射改正數求出，進而提高GPS測量的精度。

4.1.2 利用電離層模型進行修正

單頻GPS接收機，一般是采用導航電文提供的電離層模型，或其他適合的電離層模型對觀測量加以修正。

4.1.3 同步觀測值求差

衛星信號到達各觀測站的路徑相近，所經過的介質狀況相似，因此，利用兩臺接收機于基線兩端同步進行觀測而且取其觀測量之間的差，將電離層折射的影響有效降低。

4.2 降低多路徑誤差

GPS在測量過程中，為避免出現多路徑的誤差現象，一定要選擇合理的站點。測站點要設在距大面積平靜水面一段距離的地方，要避開山坡、山谷以及盆地，翻耕之后的土地，與其他粗糙不平的地面之間具有很差的反射能力，是設置站點的最佳選擇。長時間進行觀測，接收機天線方面應選擇造型適宜且屏蔽良好的天線和合理的截止高度角，大大降低多路徑誤差帶來的影響。

4.3 確定GPS的衛星軌道

區域性的GPS跟蹤網將對GPS衛星軌道予以確定。在精度較低的實時單點定位工作中，從導航電文中所獲得的衛星軌道信息為準，不再考慮衛星軌道實際存在的誤差。在衛星運行過程中因為各種不同的攝動力對其產生影響，衛星就會產生繁瑣的運行軌道。要注意跟蹤站地心坐標的精度，通過強約束全球站松弛軌道的加權約束基準的辦法，取得的相對坐標值將在5 cm以上。因此，只要能夠將跟蹤基站進行數據分析，就能夠將軌道的誤差修改成正值，精密星歷就能夠傳送給客戶。

4.4 檢定接收設備的質量

檢定接收設備是GPS定位測量順利完成的重要保證，是制訂GPS作業計劃的依據。因此，GPS接收設備必須進行作業前的檢驗,充分了解接收設備的性能、工作特性及其可能達到的精度水平。需要對天線相位中心穩定性、野外作業性能及不同測程精度、頻標穩定性和高低溫性能等項目進行實測檢驗。

5 結語

總之，GPS技術是當前工程測量中最重要的技術手段之一。針對GPS在工程測量過程中出現的不穩定現象，通過選擇有效的精度控制措施，改進GPS技術，能夠提高GPS的精度，從而有效地提高整個工程建設的質量。

［1］許其鳳.GPS衛星導航與精密定位［M］.北京：解放軍出版社,1994.

［2］白彥錕.GPS測量的誤差分析［J］.科技資訊，2005，（25）：66-67.