試論如何提高GPS測(cè)量精度

近年來，時(shí)代在突飛猛進(jìn)的發(fā)展中，對(duì)于地形測(cè)量來說，在當(dāng)今社會(huì)中占有重要的地位，無論對(duì)于城市還是農(nóng)村，都離不開大量的地形測(cè)量工作，而且其還在繼續(xù)地更新、發(fā)展和完善當(dāng)中，這樣一來，就使得一些之前的地形測(cè)量項(xiàng)目的技術(shù)和管理理念稍感落后，需要不斷更新自身理念，從而與其的迅猛發(fā)展保持一致。當(dāng)諸多地形測(cè)量都在逐漸引起人們的注意的時(shí)候，諸多學(xué)者和專家也對(duì)其開始關(guān)注，在這個(gè)過程中，如何提高GPS測(cè)量精度在地形測(cè)量上的應(yīng)用也成為了諸多研究學(xué)家的關(guān)注熱點(diǎn)。

1 GPS測(cè)量精度誤差的主要原因分析

1.1 電離層的信號(hào)傳播延遲

電離層是引起信號(hào)傳播延遲的重要原因，其具體是由于沿用衛(wèi)星與用戶接收機(jī)之間的相互作用而引起的，兩者在視線方向所顯示的電子密度互有不同。當(dāng)兩者的視線關(guān)系出現(xiàn)垂直情況的時(shí)候，其延遲方面在白天多能表現(xiàn)為15m，在夜晚也有3m以上。當(dāng)兩者的視線關(guān)系呈現(xiàn)底仰視角度時(shí)，其在白天的延遲可以達(dá)到45m，在夜間的延遲可以達(dá)到9m。若遇到特殊的情況，其延遲方面則更為突出。在實(shí)際的操作中可以使用雙拼GPS接收器來進(jìn)行觀察，在電離層干擾嚴(yán)重的區(qū)域不建議使用這種設(shè)備，例如赤道或極低等相關(guān)位置，否則所檢測(cè)到的結(jié)果將偏離事實(shí)。

1.2 對(duì)流層的信號(hào)傳播延遲

對(duì)流層也在某種程度上影響信號(hào)的傳播，這是因?yàn)殡姶挪ㄐ盘?hào)具有一定的特殊性，在通過對(duì)流層的時(shí)候傳播的速度與真空狀況下存在著很大的出入，該過程具體的延遲程度與對(duì)流層的性質(zhì)有關(guān)。根據(jù)對(duì)流層的情況，可以將其分為干濕兩大種大氣分量，每種都對(duì)應(yīng)著不同的影響效果。在其視線方向呈現(xiàn)低仰角狀態(tài)時(shí)，延遲通常為20米左右。在整個(gè)大氣結(jié)構(gòu)上，干大氣分量通常達(dá)到八九成，需要采用相關(guān)的模型進(jìn)行糾正。大氣分量的有關(guān)數(shù)值一般不大，但在維度與高度的變化過程中，會(huì)有所改變。那些維度與高度都高的情況下，它的變化也是否明顯，會(huì)隨著時(shí)間快速改變。在實(shí)際操作中，很難以把握空氣的干濕度，無法實(shí)現(xiàn)準(zhǔn)確的預(yù)測(cè)。所以，在針對(duì)這方面的實(shí)際檢測(cè)過程中，都是干濕氣兩種結(jié)為一體的數(shù)據(jù)結(jié)果，其有效性難以得到準(zhǔn)確的判定。電流層與電離層延遲則不是這種情況，其影響因素多為天頂方向。這些造成延遲的要素之間都有一定的關(guān)聯(lián)，所以采用長(zhǎng)或短基線測(cè)量，都能夠有效地避免干擾，從而獲得相對(duì)準(zhǔn)確的結(jié)果。

1.3 多路徑誤差

在GPS信號(hào)傳播的實(shí)際過程中，很有可能出現(xiàn)信號(hào)在遇到其他物體時(shí)反射到GPS接收天線上的情況，這種情況也就是常說的多路徑誤差的產(chǎn)生過程。該誤差的大小一般取決于反射波自身的強(qiáng)弱情況與用戶接收器的抗反射波性能。用戶在使用的過程中也可以對(duì)接收器進(jìn)行一定操作，從而減少這種誤差，比如將天線加設(shè)半徑達(dá)到0.4m的仰徑板，并將其調(diào)高1-2米。除此之外，用戶還應(yīng)該明確當(dāng)接收機(jī)的天線與周邊水平面呈現(xiàn)垂直角度時(shí)，會(huì)出現(xiàn)鏡反射，在使用的過程中應(yīng)避免這種情況。

1.4 周跳

這一情況的另一種說法是失周。在使用GPS進(jìn)行精密定位的過程中，相關(guān)的觀測(cè)值都屬于相位觀測(cè)者，這種觀測(cè)值指的是接收機(jī)的自身的震蕩與衛(wèi)星載波之間存在著一定的差額。在現(xiàn)實(shí)的檢測(cè)過程中，相關(guān)的結(jié)果中只涵蓋那些不到一周的小數(shù)。這種情況產(chǎn)生的原因大多是GPS接收機(jī)的質(zhì)量因素和外部其他相關(guān)的因素造成的。在對(duì)設(shè)備進(jìn)行動(dòng)態(tài)測(cè)量的過程中，載體移動(dòng)速度可能過快，天線也有可能傾斜，這都是影響測(cè)試結(jié)果的外部因素。由于其他方面因素的干擾，接收機(jī)有時(shí)候難以收到信號(hào)，造成信號(hào)丟失，或者接收機(jī)收到信號(hào)但是存在故障，難以順利解讀信號(hào)，這些都是GPS接收機(jī)本身存在的問題所造成的。工作人員在實(shí)際應(yīng)用的過程中，就重點(diǎn)關(guān)注這些差額產(chǎn)生因素，盡量減少這種誤差對(duì)測(cè)試結(jié)果的影響。

2 提高GPS測(cè)量精度的相關(guān)措施

(1)很多操作人員在運(yùn)用GPS相關(guān)設(shè)備進(jìn)行工作的時(shí)候，都會(huì)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行相應(yīng)的準(zhǔn)確度測(cè)試。通常會(huì)對(duì)已知點(diǎn)的坐標(biāo)進(jìn)一步分析與研究，確保各個(gè)已知點(diǎn)在坐標(biāo)數(shù)據(jù)上保持準(zhǔn)確性，這樣做能夠加強(qiáng)GPS的精確度。具體的檢驗(yàn)過程可以按照如下程序進(jìn)行操作:一是操作人員要認(rèn)真核對(duì)已有的數(shù)據(jù)與資料;二是借助更精確的設(shè)備，如測(cè)距儀等，對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行核算;三是對(duì)已知點(diǎn)進(jìn)行分組計(jì)算，找出精度最高的已知點(diǎn)。

(2)針對(duì)那些精度要求高的項(xiàng)目，在進(jìn)行GPS內(nèi)部的檢測(cè)過程中，可以在網(wǎng)內(nèi)設(shè)置一級(jí)光電測(cè)距導(dǎo)線，利用該導(dǎo)線的閉合坐標(biāo)進(jìn)行精度檢測(cè)。這種檢測(cè)方法不僅能夠獲得GPS的控制精度結(jié)果，還能夠得到已知點(diǎn)的精度情況。

(3)利用GPS技術(shù)進(jìn)行城市測(cè)量工作具有多方面優(yōu)勢(shì)，其精度與準(zhǔn)確度都非常高，對(duì)于測(cè)量位置的要求相對(duì)較低，給工作人員提供了很大方便。相關(guān)工作人員應(yīng)具備專業(yè)的GPS測(cè)量技術(shù)，能夠針對(duì)觀測(cè)所得的數(shù)據(jù)進(jìn)行準(zhǔn)確度與精度方面的判斷。因?yàn)槊恳皇д`都有可能造成觀測(cè)成果和內(nèi)業(yè)計(jì)算成果的錯(cuò)誤，造成返工或不可彌補(bǔ)的損失。

(4)工作人員在室外進(jìn)行施工時(shí)，當(dāng)溫度低于零下的時(shí)候，要對(duì)設(shè)備進(jìn)行預(yù)熱。這樣能避免測(cè)試的結(jié)果因設(shè)備溫度過低而產(chǎn)生一定誤差，確保測(cè)試結(jié)果的準(zhǔn)確性。

3 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，對(duì)于如何提高GPS測(cè)量精度在地形測(cè)量上的應(yīng)用來說，GPS測(cè)量誤差的主要原因以及提高GPS測(cè)量精度的相關(guān)措施等的關(guān)系是緊密相連且不可分割的，而就目前來說，因?yàn)楦黝愒虻拇嬖冢珿PS測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)量上的應(yīng)用還存在不少問題，這是地形測(cè)量隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)不斷進(jìn)步的必然產(chǎn)物，也是順應(yīng)時(shí)代發(fā)展的必然選擇。而充分的將GPS測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)量上的應(yīng)用發(fā)揮出來是一項(xiàng)有著一定難度的工作，這離不開社會(huì)各界的大力支持，也離不開地形測(cè)量中健全而完善的測(cè)量精度管理體系，而在這個(gè)過程中，GPS測(cè)量技術(shù)在地形測(cè)量上的應(yīng)用觀念的及時(shí)轉(zhuǎn)變更是離不開的。

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