探討GPS靜態觀測數據處理常見的問題和解決辦法

劉星星

摘要：隨著我國科學技術的發展，GPS（全球定位技術）技術越來越嫻熟。GPS靜態測量主要是利用測量型的GPS接收機來進行定位的一種測量方法。所謂靜態測量，主要指的是在GPS進行定位的時候，GPS接收機的天線在系統進行定位的過程中是靜止不能移動的。

但是對于GPS靜態數據的處理還是會有問題出現。本文將簡單介紹GPS 靜態觀測數據處理常見的問題以及相應的解決辦法。

關鍵詞：GPS；靜態數據；處理分析

GPS即是全球定位能夠的簡稱，它在很早以前就已經發明了，在1958年的美國軍方為了更好地發展軍事實力而研制的一個項目，并且在1964年就開始投入使用。隨著科學技術的發展，GPS導航系統已經是以全球二十四顆人造衛星作為基礎，向世界各地發送消息的無限導航定位系統。而對于GPS靜態觀測數據的處理方面，我國還是存在著一些問題。

1. GPS的簡單介紹

1.1 GPS的工作原理以及主要功能

GPS其實主要是用來進行信息的傳遞的一種手段。它的基本原理就是測量出人們發射的人造衛星和用戶接收機之間的距離之后，再綜合其他的23顆衛星測量的數據經過計算就可以知道用戶的接收機的準確位置。而數據的記錄主要依靠的就是通過衛星信號傳播的時間，之后在乘以光速進而得到用戶的接收機到衛星的距離，但是由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛星之間的真實距離，而是偽距（PR），而后再根據導航電文，記錄衛星時間之后再與將其與自己的時鐘作對比便可得知衛星與用戶的距離，再利用導航電文中的衛星星歷數據推算出衛星發射電文時所處位置。GPS主要是定位系統，那么在許多的領域都會涉及到這種技術。最主要的功能就是導航。現在的汽車或者其他運輸工具里一般都會安裝有GPS導航系統，比如汽車中人們促成的“電子狗”。人們在行車到自己不認識的地方或者迷路的時候，只要通過“電子狗”進行設置，就可以通過GPS定位然后通過人工智能指揮駕駛人員到達目的地。其次，GPS可以進行測量。在進行一些特殊工程的時候，由于工程難度大，比如需要開鑿隧道，因此需要測量山的長度，但是又不能通過人工進行測量，這樣就可以通過GPS進行測量，這樣更加方便可靠。最后就是授時。授時主要就是利用無線電波發播標準時間信號，然后用戶就可以根據GPS來精確自己的時間，現在的智能手機、電腦等都具備這項功能。

1.2 GPS靜態觀測技術的簡介及其特點

GPS靜態觀測技術相對較為復雜。在進行該項技術之前，就要做好準備工作。首先，工作人員需要明確觀測的對象所在的區域的情況，了解該觀測區域的主要道路交通狀況，水域的分布狀況，主要的植被的種植分布狀況。除此之外，還需要了解相關地區的民族習俗、人土風情，這對于觀測的工作也是有益處的。要盡可能的收集觀測區域的地形、地貌，以及各種地圖，從而為觀測數據提供參考依據。而干茶地區的自然環境問題也有可能影響觀測數據，因此，要掌握該地區的氣象天氣等外界環境。之后，綜合以上參數來選擇觀測地點，也就是選點。除了考慮準備工作中調查的數據之外，工作人員還要考慮到后期的施工問題，要選擇適合安裝接收機的地點進行安裝，將選點周圍的遮擋物進行清除，防止阻礙或者吸收GPS發射的信號，接著對所選的點位進行埋標，然后點位設定好后就要開始具體的觀測工作，最后進行外業觀測主要的工作。GPS觀測既有動態觀測同時也包括靜態觀測。接下來簡單介紹GPS的靜態觀測的特點。首先，GPS靜態觀測數據的精確度高。人造衛星對于靜物的捕捉能力明顯要比動態的物體的捕捉能力強，因此，對于GPS所測量的數據更加精確；其次，GPS的觀測自動化的程度非常之高，因此，對于工作人員來說更為容易操作；因為物體是靜態的，因此測量所需要的時間也就更短，極大的提高了工作效率。

1.3 GPS靜態觀測數據處理常見的問題

雖然GPS技術發展迅速，但是對于GPS靜態觀測數據的處理仍然存在著一些問題。首先就是在GPS測量時存在誤差。衛星鐘的鐘差會使得偽碼測距和載波相位測距產生誤差。衛星鐘偏差總量可達到l ms，產生的等效距離誤差可達到300km。還有衛星本身的位置與廣播星歷提供的位置存在誤差同樣島主數據處理有問題。其次，就是在測量的時候接收機的數據粘連。任何物品都是有保質期的，GPS接收機也不例外，一旦GPS接收機使用了一定的時間之后，就會出現問題，而接收機數據粘連就是最為普遍的問題。這樣就很難讀出基線，甚至沒有辦法解出位點。還有就是靜態測量的時候記錄燈與衛星指示燈不雙閃而導致的數據錯誤。如果記錄燈與衛星指示燈不雙閃就不會記錄上任何數據，原始數據即為空白。其實，最主要的問題就是地形的起伏對于投影的變形問題。GPS測量得到的是空間三維直角坐標，需經過坐標變換、高斯投影后才能得到所需的參考橢球面上的高斯平面直角坐標，但是如果地形起伏不定的話，對于投影或有一定的影響，會使得投影變大或者縮小，不是原來的形狀和大小。

2. 對GPS靜態觀測數據處理方法的思考

2.1對GPS觀測數據的誤差處理

雖然在GPS靜態觀測數據處理的時候會有誤差存在，但是我們應該盡量減小誤差，使得數據更加精確。首先是將野值剔除。所謂野值，就是測量的數據中不正常的數據。一般每一個GPS接收機本身都有其自身的測量精度，而且接收機觀測到的數據不是固定不變的，而是有測量誤差的，因此，在對GPS靜態觀測數據進行處理之前要除去誤差較大的數據，保證數據的準確性。其次，就是要將零值同樣除去。零值就是接收器所記錄的數據全都為零的情況，這樣的數據不具有任何意義，因此要剔除掉。此外，測量出的重復值也需要剔除掉。只有把這些數據全部剔除，才能保證觀測數據的精確度。

2.2對GPS靜態觀測數據處理方法的思考

對于GPS靜態粘連的處理相對簡單，主要是通過對軟件進行修改，將dat 文件轉換成 O 文件（即觀測文件）和N文件（即星歷文件），之后，要把這兩個文件中的不是本次所記錄的數據進行刪除清理，之后再將本次記錄的數據導入到 TGO 軟件之中。選擇出粘連的數據之后，調出本時段中正常接收機的這兩個文件，參照其時段，根據實際情況估計問題接收機的時段，把時段外的觀測數據刪除。 對于靜態測量時記錄燈與衛星指示燈不雙閃的問題，首先要明確解決思路，而已把將靜態測量改為快速靜態測量，之后再利用配套的接收機手簿記錄觀測數據。可以采用尺度強制約束法，合理控制已知點間的尺度，從而消除形變的問題。

2.3加強GPS靜態測量相關儀器的護養

GPS接收機是測量精密的儀器，因此，要正確地使用接收機。隨著使用時間的增加，GOS接收機也出現一些問題，因此要注意GPS接收機的養護問題。不能隨便地拆卸零件，除非要修理儀器的時候，否則會使GPS接收機的儀器內部有大量灰塵，而且會損壞部分零件。倘若碰到儀器出現問題，不應該擅自修理，要找熟悉儀器結構的人來修理或者送到修理部去修理。

3.結束語

GPS對人們的生活有很大的幫助，雖然目前我國在GPS靜態觀測數據處理方面還存在著一些問題，但是相信隨著科學技術的發展，GPS靜態觀測數據處理一定會更加完善。

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