GPS接收機檢定方法探討

趙新曙+++易鳴鏑

摘 要：GPS全球定位系統的誕生標志著空間信息的成功轉換。GPS接收機是GPS定位系統的重要組成部分。GPS接收機的質量和運行狀態，對測量工作有重要的影響。GPS接收機精度監測工作就是為了能夠保證GPS信號接收的準確性。檢定GPS接收機的精度，需要掌握專業的方法，執行國家行業標準。GPS接收機的檢定工作需要定期進行，對采集的數據細致分析，以保證GPS接收機能夠維持正常的運轉。文章從三方面闡述了GPS接收機的檢定方法。

關鍵詞：GPS接收機；檢定方法；質量評估；測試方法

引言

GPS全球定位系統主要依靠的是衛星技術，通過地面的監控設備實施信息的交換。GPS全球定位系統主要由三個部分構成。主要包括空間星座部分，地面監控部分和用戶設備部分?？臻g星座部分就是衛星部分。GPS信號接收機目前的產品種類已經有幾百種。大致可以分為測地型、導航型和授時型[1]。

1 GPS接收機的質量評估內容

1.1 GPS接收機的外觀和各部件的完整性

關于GPS的整體性國家標準并不多。但是，對于GPS接收機而言，目前比較完整的測試評估標準就是2000年8月17日發布的《全球導航衛星系統第一部分：全球定位系統GPS接收機設備性能標準、測試方法和要求的測試結果》。在2001年5月1日實施后，采用了國際電工委員會（IEC）標準。這個標準具有一定的局限性，對于現階段的接收機型號和測試結果具有相應的限制[2]。判斷GPS接收機質量的首要參考標準就是外觀的統一性，除此還要重視各部件的完整性。在設備初始化過程中就可以發現很多問題。例如GPS接收機的硬件情況和軟件工作情況，內部噪聲的大小等。GPS的外觀判斷能夠對設備的基礎性能起到提示的作用。

1.2 信息數據的處理功能

GPS接收機的主要工作任務就是對衛星傳輸的數據進行接收、傳輸和有效分析。信息處理功能依靠GPS的軟件系統。GPS接收機在通訊正常的情況下，可以實時擴大信息接收的范圍。對信息數據的處理能夠顯現出GPS接收機的主要功能。軟件工作狀況是信息處理功能的主要參考值。信息數據的處理需要有成熟的技術作為支持。數據處理過程，是一個循環的過程，對待出現的任何變量，都要進行必要的調整。

1.3 GPS接收機天線相位中心的一致性

GPS接收機的天線設計是衡量接收機質量的重要參考標準。天線相應的中心位置只有保持一致性才能對信號接收系統起到積極作用?，F代的GPS接收機多為一個機器多個天線的設計，這種設計就是為了能夠保證信息接收過程的信息完整性[3]。不同的天線針對不同的角度，但是由于同來自一個機器設備，所以就需要做好一致性的協調。GPS接收機天線檢驗合格后才能進行超短基線法或者零基線法進行內部聲音的控制和調整。

1.4 GPS接收機的測量誤差與定位誤差

測量誤差主要是指基線解算值和標準基線值之間的差。GPS接收機的精度是各部相同的。按照全球定位系統接收機的校準規范，GPS接收機的測量誤差應該小于標準差。精度要求是接收機的重要質量評估標準，但是，GPS定位系統在運行過程中，精度出現差異也可以有衛星因素或者地面控制技術造成。誤差的出現要及時查找出原因。GPS接收機的質量評估項目中，對于精確度的檢驗非常重要[4]。GPS接收機的定位誤差也是影響精度的主要因素。衛星數據質量高需要接收機的天線和主機進步必要的分離，避免電磁串擾造成的信號差異。

2 GPS接收機的主要檢測項目和檢測方法

2.1 GPS接收機的穩定性檢測

GPS接收機的穩定性檢測主要指的是短期頻率的穩定特性。在觀測數據時，考慮觀測值的殘差大小，小周跳，半周周跳出現頻率。GPS接收機需要高精度的數據指標，頻標的穩定性，能夠現實接收機的整體質量。在測試過程中，可以參考的因素就是數據質量的變化，周跳出現的頻率，接收機的噪聲水平[5]。

在這個環節上的檢測方法通常為一般性檢視和通電檢視。主要步驟為檢查主機和天線的外觀狀態，型號標準，主件和附件是否齊全。通電檢視主要需要檢驗接收機的按鍵、顯示系統和儀表的工作情況。特別是在鎖定衛星時間的速度上，需要進行嚴格把握。接收機的噪聲測試也是其中一項重要內容，內部噪聲是一種綜合性的反映，是信號接收過程中延時引起的誤差。可以通過零基線測試方法和超短基線測試方法。天線相位的穩定性測試一般都是采用相對定位法，可以進行超短基線上測試，或者進行旋轉天線法測試。

2.2 GPS接收機的硬件性能檢測

對于一臺新引進的GPS接收機，性能測試項目中，硬件測試是必檢項目。硬件測試對GPS接收機有明顯的影響。例如溫度較高時，GPS接收機的信號出現周跳頻率升高，而GPS基線解的整周模糊倍率則變得較低。基線誤差出現。硬件性能檢定是新購投入使用的機器設備必要的檢測內容。

硬件性能檢測主要是對芯片的質量、耐用性、并行通道數、定位時間和精度、數據記錄、周跳和物理指標進行檢測。檢測過程中需要對芯片進行數據質量分析，對耐用性進行無故障時間衡量。在并行通道數檢測上采用陸地應用標準、海上應用標準和空中應用標準。在定位時間測定上需要重新啟動接收器進行初始化速度測定。精度測定可以根據靜態和動態兩種進行測量。在數據記錄檢測上需要衡量內置存儲容器指標的大小。檢測周跳要根據儀器本身查找原因。物理指標檢測需要進行體積、重量、防塵、防水、溫度等指標的測定。

2.3 GPS接收機的軟件處理功能檢測

GPS的接收機在工作過程中，需要進行數據的存儲的分析處理。這些工作是由接收機的軟件部分完成。在GPS數據后處理的過程中，軟件功能測試需要通過計算機的計算完成。通過GPS接收機所接受的原始數據進行標準格式的轉換，然后對基線進行統一的解算。GPS后處理軟件功能的檢測需要采用專業的數據處理軟件進行，需要從數學和力學角度去檢測[3]。endprint

軟件性能檢測需要進行天線設備、網絡、地圖投影和精度估算等方式。軟件檢測需要進行數據分析，在數據計算分析過程中，需要采用精度計算。把接收到的數據信息保存完好，為相關工作提供數據信息參考。根據GPS接收機的檢定結果就可以判斷出其精準度，并且能夠掌握其運行的特性。

3 評估GPS接收機的主要參考標準和途徑。

3.1 確準GPS接收機檢定工作的基礎條件

在檢定GPS接收機的過程中，首要的任務就是要做好檢定工作的各項準備。主要包括相關工具的準備，如數據傳輸設備，天線，軟件，電池設備等。在測試前應該調整好接收機的機座，保證電池存儲充足，根據設定好的衛星高度角進行數據采集。準備工作的充足能夠為檢定工作帶來優質的效果。參見圖2。

圖2 用交直流電阻箱校準回路阻抗接線圖

3.2 保證數據采集過程的規劃化和專業化

數據采集是檢定過程中的一項重要工作。數據采集一般是通過野外作業，對天線相位中心一致性進行檢定，對不同測量的誤差進行檢定。然后通過內業數據的處理，通過軟件將數據傳到電腦上，在軟件平臺上進行GPS數據處理[6]。整個數據采集過程都需要專業的具體操作。例如基線點的測試，精度檢測等。數據采集過程能夠產生誤差，要對誤差做確定性的分析。

3.3 運用精確的計算方法進行數據分析

GPS接收的檢定過程中，需要對系統要進行實時校準。在數據結果的技術上，進行必要的分析。進行數據分析需要實時查看衛星數據的質量，軟件數據功能，數據轉化處理。精確的計算方法能夠為檢測工作提供準確的信息，從而保證檢測工作能夠進行規范的數據分析。

4 結束語

GPS全球定位系統已經在各個領域取得了優異的成績。依靠GPS定位系統能夠在短時間內掌握信息資料，服務于各項生產工作。GPS接收機的質量評估能夠保證信號在接收過程中，維持良好的狀態。做好GPS接收機的檢定工作，就是從根本上解決了數據傳輸的終端質量，保證了全球定位系統工作的精確性。

參考文獻

[1]張健，曹瑞基，張惠，等.CORS網參考站GPS接收機檢定方法的探討[J].中國計量，2011（3）.

[2]楊錕.接收機的檢定及校準方法的研究[J].西安電子科技大學，2009.

[3]陳逸群，劉大杰.GPS接收機天線相位中心偏差的一種檢定與計算方法[J].測繪通報，2000（12）.

[4]陳明劍，呂志偉，郝金明.GPS短基線解算中兩種后處理軟件的比較[J].測繪學院學報，2002（4）.

[5]廖超明，譚慶林，秦元麗，等.GPS接收機檢定原理及檢定數據自動化處理思路探討[J].測繪通報，2007（2）.

[6]李小軍.GPS接收機檢定原理與方法[J].地理空間信息，2008（5）.

作者簡介：趙新曙（1972-），男，民族：漢，學歷：碩士研究生，陜西戶縣人，現就職于北京衛星導航中心，研究方向為衛星導航和接收機技術。

易鳴鏑（1971，1-），男，民族：漢，學歷：碩士研究生，2006年3月畢業于北京理工大學通信與信息系統專業，現就職于北京衛星導航中心，主要從事衛星導航終端設備的質檢評估及測試技術與測試方法研究，曾發表過相關著作及會議論文6篇被引用數百次。endprint

軟件性能檢測需要進行天線設備、網絡、地圖投影和精度估算等方式。軟件檢測需要進行數據分析，在數據計算分析過程中，需要采用精度計算。把接收到的數據信息保存完好，為相關工作提供數據信息參考。根據GPS接收機的檢定結果就可以判斷出其精準度，并且能夠掌握其運行的特性。

3 評估GPS接收機的主要參考標準和途徑。

3.1 確準GPS接收機檢定工作的基礎條件

在檢定GPS接收機的過程中，首要的任務就是要做好檢定工作的各項準備。主要包括相關工具的準備，如數據傳輸設備，天線，軟件，電池設備等。在測試前應該調整好接收機的機座，保證電池存儲充足，根據設定好的衛星高度角進行數據采集。準備工作的充足能夠為檢定工作帶來優質的效果。參見圖2。

圖2 用交直流電阻箱校準回路阻抗接線圖

3.2 保證數據采集過程的規劃化和專業化

數據采集是檢定過程中的一項重要工作。數據采集一般是通過野外作業，對天線相位中心一致性進行檢定，對不同測量的誤差進行檢定。然后通過內業數據的處理，通過軟件將數據傳到電腦上，在軟件平臺上進行GPS數據處理[6]。整個數據采集過程都需要專業的具體操作。例如基線點的測試，精度檢測等。數據采集過程能夠產生誤差，要對誤差做確定性的分析。

3.3 運用精確的計算方法進行數據分析

GPS接收的檢定過程中，需要對系統要進行實時校準。在數據結果的技術上，進行必要的分析。進行數據分析需要實時查看衛星數據的質量，軟件數據功能，數據轉化處理。精確的計算方法能夠為檢測工作提供準確的信息，從而保證檢測工作能夠進行規范的數據分析。

4 結束語

GPS全球定位系統已經在各個領域取得了優異的成績。依靠GPS定位系統能夠在短時間內掌握信息資料，服務于各項生產工作。GPS接收機的質量評估能夠保證信號在接收過程中，維持良好的狀態。做好GPS接收機的檢定工作，就是從根本上解決了數據傳輸的終端質量，保證了全球定位系統工作的精確性。

參考文獻

[1]張健，曹瑞基，張惠，等.CORS網參考站GPS接收機檢定方法的探討[J].中國計量，2011（3）.

[2]楊錕.接收機的檢定及校準方法的研究[J].西安電子科技大學，2009.

[3]陳逸群，劉大杰.GPS接收機天線相位中心偏差的一種檢定與計算方法[J].測繪通報，2000（12）.

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[5]廖超明，譚慶林，秦元麗，等.GPS接收機檢定原理及檢定數據自動化處理思路探討[J].測繪通報，2007（2）.

[6]李小軍.GPS接收機檢定原理與方法[J].地理空間信息，2008（5）.

作者簡介：趙新曙（1972-），男，民族：漢，學歷：碩士研究生，陜西戶縣人，現就職于北京衛星導航中心，研究方向為衛星導航和接收機技術。

易鳴鏑（1971，1-），男，民族：漢，學歷：碩士研究生，2006年3月畢業于北京理工大學通信與信息系統專業，現就職于北京衛星導航中心，主要從事衛星導航終端設備的質檢評估及測試技術與測試方法研究，曾發表過相關著作及會議論文6篇被引用數百次。endprint

軟件性能檢測需要進行天線設備、網絡、地圖投影和精度估算等方式。軟件檢測需要進行數據分析，在數據計算分析過程中，需要采用精度計算。把接收到的數據信息保存完好，為相關工作提供數據信息參考。根據GPS接收機的檢定結果就可以判斷出其精準度，并且能夠掌握其運行的特性。

3 評估GPS接收機的主要參考標準和途徑。

3.1 確準GPS接收機檢定工作的基礎條件

在檢定GPS接收機的過程中，首要的任務就是要做好檢定工作的各項準備。主要包括相關工具的準備，如數據傳輸設備，天線，軟件，電池設備等。在測試前應該調整好接收機的機座，保證電池存儲充足，根據設定好的衛星高度角進行數據采集。準備工作的充足能夠為檢定工作帶來優質的效果。參見圖2。

圖2 用交直流電阻箱校準回路阻抗接線圖

3.2 保證數據采集過程的規劃化和專業化

數據采集是檢定過程中的一項重要工作。數據采集一般是通過野外作業，對天線相位中心一致性進行檢定，對不同測量的誤差進行檢定。然后通過內業數據的處理，通過軟件將數據傳到電腦上，在軟件平臺上進行GPS數據處理[6]。整個數據采集過程都需要專業的具體操作。例如基線點的測試，精度檢測等。數據采集過程能夠產生誤差，要對誤差做確定性的分析。

3.3 運用精確的計算方法進行數據分析

GPS接收的檢定過程中，需要對系統要進行實時校準。在數據結果的技術上，進行必要的分析。進行數據分析需要實時查看衛星數據的質量，軟件數據功能，數據轉化處理。精確的計算方法能夠為檢測工作提供準確的信息，從而保證檢測工作能夠進行規范的數據分析。

4 結束語

GPS全球定位系統已經在各個領域取得了優異的成績。依靠GPS定位系統能夠在短時間內掌握信息資料，服務于各項生產工作。GPS接收機的質量評估能夠保證信號在接收過程中，維持良好的狀態。做好GPS接收機的檢定工作，就是從根本上解決了數據傳輸的終端質量，保證了全球定位系統工作的精確性。

參考文獻

[1]張健，曹瑞基，張惠，等.CORS網參考站GPS接收機檢定方法的探討[J].中國計量，2011（3）.

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[4]陳明劍，呂志偉，郝金明.GPS短基線解算中兩種后處理軟件的比較[J].測繪學院學報，2002（4）.

[5]廖超明，譚慶林，秦元麗，等.GPS接收機檢定原理及檢定數據自動化處理思路探討[J].測繪通報，2007（2）.

[6]李小軍.GPS接收機檢定原理與方法[J].地理空間信息，2008（5）.

作者簡介：趙新曙（1972-），男，民族：漢，學歷：碩士研究生，陜西戶縣人，現就職于北京衛星導航中心，研究方向為衛星導航和接收機技術。

易鳴鏑（1971，1-），男，民族：漢，學歷：碩士研究生，2006年3月畢業于北京理工大學通信與信息系統專業，現就職于北京衛星導航中心，主要從事衛星導航終端設備的質檢評估及測試技術與測試方法研究，曾發表過相關著作及會議論文6篇被引用數百次。endprint