【摘 要】全球定位系統(tǒng)（GPS）具有在海、陸、空進(jìn)行全方位實(shí)時(shí)三維導(dǎo)航與定位能力的衛(wèi)星導(dǎo)航與定位系統(tǒng)，而對(duì)GPS接收機(jī)設(shè)備檢測驗(yàn)收是測繪生產(chǎn)的基礎(chǔ)，是GPS測量順利完成的重要保證。本文以常規(guī)GPS接收機(jī)設(shè)備為例，介紹了GPS接收機(jī)設(shè)備檢測驗(yàn)收技術(shù)的推廣應(yīng)用。

【關(guān)鍵詞】GPS接收機(jī)；檢測驗(yàn)收技術(shù)；推廣應(yīng)用

1 GPS接收機(jī)的原理及檢測的目的

GPS是Globle Position System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱。它是由美國投資建成的一套導(dǎo)航定位系統(tǒng)。該系統(tǒng)具有全能性、全球性、全天候、連續(xù)性和實(shí)時(shí)性的功能，能為各類用戶提供精密的三維坐標(biāo)、速度和時(shí)間。目前，GPS技術(shù)在國內(nèi)外各行各業(yè)都得到了不同程度的應(yīng)用，在大地控制測量、精密工程測量及變形監(jiān)測、線路勘測及隧道貫通、海洋、氣象及其它領(lǐng)域都得到應(yīng)用。

GPS接收機(jī)檢測的目的是了解儀器性能、工作特性及其可能達(dá)到的精度水平。它是制定GPS作業(yè)計(jì)劃的依據(jù)，也是GPS定位測量順利完成的重要保證。

2 GPS接收機(jī)的檢測項(xiàng)目與檢定周期

對(duì)于新購置的和修理后的GPS接收機(jī)的檢定項(xiàng)目有：接收機(jī)系統(tǒng)檢視、接收機(jī)通電檢驗(yàn)、內(nèi)部噪聲水平測試、接收機(jī)天線相位中心穩(wěn)定性測試、接收機(jī)野外作業(yè)性能及不同測程精度指標(biāo)的測試、接收機(jī)頻標(biāo)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)、接收機(jī)高低溫性能測試、GPS接收機(jī)附件檢驗(yàn)、數(shù)據(jù)后處理軟件驗(yàn)收和測試、接收綜合性能的評(píng)價(jià)。

對(duì)于使用中的GPS接收機(jī)的定期檢定項(xiàng)目有：接收機(jī)系統(tǒng)檢視、接收機(jī)通電檢驗(yàn)、內(nèi)部噪聲水平測試、接收機(jī)頻標(biāo)穩(wěn)定性和數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)、GPS接收機(jī)附件檢驗(yàn)。

3 GPS接收機(jī)檢測的內(nèi)容

3.1 GPS 接收機(jī)的檢測

GPS 接收機(jī)檢視項(xiàng)目：GPS接收機(jī)及天線外觀是否良好，型號(hào)是否正確，主機(jī)與配件是否齊全；需固緊的部件是否松動(dòng)和脫落；設(shè)備使用手冊(cè)和后處理軟件手冊(cè)是否齊全；后處理軟盤數(shù)是否齊全。

GPS 接收機(jī)通電檢驗(yàn)：GPS接收機(jī)與電源正確連接后，看電源信號(hào)燈工作是否正常；按鍵和顯示系統(tǒng)工作是否正常；利用自測試命令檢測儀器工作是否正常；檢驗(yàn)接收機(jī)鎖定衛(wèi)星時(shí)間的快慢，接受信號(hào)的信噪比及信號(hào)失鎖情況。

GPS接收機(jī)實(shí)測檢驗(yàn)項(xiàng)目：GPS接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平的測試；接收機(jī)天線相位中心穩(wěn)定性測試；接收機(jī)野外作業(yè)性能及不同測程精度指標(biāo)的測試；接收機(jī)頻標(biāo)穩(wěn)定性檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)；接收機(jī)高低溫性能測試。

3.2 GPS接收機(jī)附件檢驗(yàn)項(xiàng)目

電池、電纜和充電機(jī)的檢驗(yàn)：電池電容量的檢驗(yàn)；電纜型號(hào)及接頭是否配套和完好；充電機(jī)功能是否完好。

天線連接件及天線高量尺的檢驗(yàn)：天線與基座連接件是否完好及配套；基座光學(xué)對(duì)中器的檢驗(yàn)；天線或基座圓水準(zhǔn)器的檢驗(yàn)；天線高量尺是否完好及尺長精度。

數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)錄設(shè)備及軟件：GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)傳輸接口配件及軟件是否齊全，數(shù)據(jù)傳輸性能是否完好。

4 GPS接收機(jī)檢驗(yàn)的方法和技術(shù)要求

4.1 接收機(jī)系統(tǒng)內(nèi)部噪聲水平測試

該測試可根據(jù)具體情況采用以下二種方法之一進(jìn)行。并盡可能采用零基線測試方法。

零基線測試方法：用零基線測試比對(duì)時(shí)，對(duì)1.5小時(shí)觀測值，基線分量及長度應(yīng)在1mm以內(nèi)，接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平應(yīng)滿足廠商指標(biāo)。

超短基線測試方法：用超短基線測試時(shí)，對(duì)1.5小時(shí)觀測值，基線分量與地面測量值之差應(yīng)小于儀器固定誤差，接收機(jī)內(nèi)部噪聲水平應(yīng)滿足廠商指標(biāo)。

4.2 天線相位中心穩(wěn)定性測試

天線相位中心穩(wěn)定性測試是測定天線相位中心與廠家提供的天線相位中心位置之差，可以采用下述方法之一進(jìn)行。

相對(duì)測定法：天線在不同方位下測定的基線變化應(yīng)小于2倍固定誤差。

旋轉(zhuǎn)天線法：較為嚴(yán)格測定相位中心的方法為“旋轉(zhuǎn)天線法”，該法需要在專門的微波暗室內(nèi)利用固定的微波反射源測定天線相位方向圖，從而確定天線平均相位中心，以及天線相位中心隨衛(wèi)星高度和方位變化的規(guī)律。

天線相位中心的偏差應(yīng)小于儀器固定誤差。

4.3 GPS接收機(jī)頻標(biāo)穩(wěn)定性檢驗(yàn)和數(shù)據(jù)質(zhì)量的評(píng)價(jià)

GPS接收機(jī)頻標(biāo)的穩(wěn)定性，對(duì)觀測數(shù)據(jù)的質(zhì)量有著重大的影響，主要表現(xiàn)為觀測值殘差大小和噪聲水平，小周跳，特別是半周周跳出現(xiàn)的頻率。它是考核接收機(jī)性能和譴責(zé)的可達(dá)到的精度水平的一個(gè)重要的指標(biāo)。對(duì)于高精度GPS測量和地球動(dòng)力學(xué)研究方面的應(yīng)用，頻標(biāo)穩(wěn)定性及其對(duì)觀測值噪聲的影響分析將具有給為重要的意義。

考核的主要指標(biāo)為：數(shù)據(jù)的噪聲水平；周跳出現(xiàn)的頻率；低仰角情況下，數(shù)據(jù)質(zhì)量的變化；低仰角情況下，多路徑效應(yīng)的影響。檢驗(yàn)的方法是：通過對(duì)較長觀測時(shí)間段、不同測程的觀測數(shù)據(jù)的結(jié)果作殘差統(tǒng)計(jì)分析，以確定數(shù)據(jù)的平均噪聲水平，周跳出現(xiàn)的頻率，以及低仰角條件下觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量的變化和多路徑效應(yīng)的影響。在沒有專門的標(biāo)準(zhǔn)測試軟件之前，暫時(shí)可用高精度GPS分析軟件做此項(xiàng)工作。

4.4 GPS接收機(jī)高低溫性能的測試

此項(xiàng)測試可以在野外不同氣候條件下進(jìn)行，亦可以在專用的高低溫實(shí)驗(yàn)箱中進(jìn)行。在高低溫實(shí)驗(yàn)箱中測試時(shí)，其溫度均勻度應(yīng)≤±2℃，其波動(dòng)度應(yīng)≤±0.5℃。在高溫為+30℃及低溫-10℃之間進(jìn)行接收機(jī)內(nèi)噪聲水平測試。

5 結(jié)論

通過對(duì)GPS接收機(jī)設(shè)備檢測驗(yàn)收，使得我們更進(jìn)一步了解儀器的性能、工作特性以及儀器可能達(dá)到的精度水平?？梢愿玫刂贫℅PS作業(yè)計(jì)劃，使GPS測量順利完成。

參考文獻(xiàn)：

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