趙新曙+++易鳴鏑

摘 要：GPS全球定位系統(tǒng)的誕生標志著空間信息的成功轉(zhuǎn)換。GPS接收機是GPS定位系統(tǒng)的重要組成部分。GPS接收機的質(zhì)量和運行狀態(tài)，對測量工作有重要的影響。GPS接收機精度監(jiān)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(yè)的方法，執(zhí)行國家行業(yè)標準。GPS接收機的檢定工作需要定期進行，對采集的數(shù)據(jù)細致分析，以保證GPS接收機能夠維持正常的運轉(zhuǎn)。文章從三方面闡述了GPS接收機的檢定方法。

關(guān)鍵詞：GPS接收機；檢定方法；質(zhì)量評估；測試方法

引言

GPS全球定位系統(tǒng)主要依靠的是衛(wèi)星技術(shù)，通過地面的監(jiān)控設(shè)備實施信息的交換。GPS全球定位系統(tǒng)主要由三個部分構(gòu)成。主要包括空間星座部分，地面監(jiān)控部分和用戶設(shè)備部分。空間星座部分就是衛(wèi)星部分。GPS信號接收機目前的產(chǎn)品種類已經(jīng)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(zhì)量評估內(nèi)容

1.1 GPS接收機的外觀和各部件的完整性

關(guān)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(fā)布的《全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)第一部分：全球定位系統(tǒng)GPS接收機設(shè)備性能標準、測試方法和要求的測試結(jié)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(xiàn)階段的接收機型號和測試結(jié)果具有相應(yīng)的限制[2]。判斷GPS接收機質(zhì)量的首要參考標準就是外觀的統(tǒng)一性，除此還要重視各部件的完整性。在設(shè)備初始化過程中就可以發(fā)現(xiàn)很多問題。例如GPS接收機的硬件情況和軟件工作情況，內(nèi)部噪聲的大小等。GPS的外觀判斷能夠?qū)υO(shè)備的基礎(chǔ)性能起到提示的作用。

1.2 信息數(shù)據(jù)的處理功能

GPS接收機的主要工作任務(wù)就是對衛(wèi)星傳輸?shù)臄?shù)據(jù)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(tǒng)。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(shù)據(jù)的處理能夠顯現(xiàn)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(shù)據(jù)的處理需要有成熟的技術(shù)作為支持。數(shù)據(jù)處理過程，是一個循環(huán)的過程，對待出現(xiàn)的任何變量，都要進行必要的調(diào)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(shè)計是衡量接收機質(zhì)量的重要參考標準。天線相應(yīng)的中心位置只有保持一致性才能對信號接收系統(tǒng)起到積極作用。現(xiàn)代的GPS接收機多為一個機器多個天線的設(shè)計，這種設(shè)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(shè)備，所以就需要做好一致性的協(xié)調(diào)。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(nèi)部聲音的控制和調(diào)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(tǒng)接收機的校準規(guī)范，GPS接收機的測量誤差應(yīng)該小于標準差。精度要求是接收機的重要質(zhì)量評估標準，但是，GPS定位系統(tǒng)在運行過程中，精度出現(xiàn)差異也可以有衛(wèi)星因素或者地面控制技術(shù)造成。誤差的出現(xiàn)要及時查找出原因。GPS接收機的質(zhì)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(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)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(wěn)定性檢測

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

在這個環(huán)節(jié)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(tài)，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(tǒng)和儀表的工作情況。特別是在鎖定衛(wèi)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(nèi)容，內(nèi)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?？梢酝ㄟ^零基線測試方法和超短基線測試方法。天線相位的穩(wěn)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(zhuǎn)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(xiàn)周跳頻率升高，而GPS基線解的整周模糊倍率則變得較低?；€誤差出現(xiàn)。硬件性能檢定是新購?fù)度胧褂玫臋C器設(shè)備必要的檢測內(nèi)容。

硬件性能檢測主要是對芯片的質(zhì)量、耐用性、并行通道數(shù)、定位時間和精度、數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)質(zhì)量分析，對耐用性進行無故障時間衡量。在并行通道數(shù)檢測上采用陸地應(yīng)用標準、海上應(yīng)用標準和空中應(yīng)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(jù)靜態(tài)和動態(tài)兩種進行測量。在數(shù)據(jù)記錄檢測上需要衡量內(nèi)置存儲容器指標的大小。檢測周跳要根據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)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(shù)據(jù)進行標準格式的轉(zhuǎn)換，然后對基線進行統(tǒng)一的解算。GPS后處理軟件功能的檢測需要采用專業(yè)的數(shù)據(jù)處理軟件進行，需要從數(shù)學和力學角度去檢測[3]。endprint

軟件性能檢測需要進行天線設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、地圖投影和精度估算等方式。軟件檢測需要進行數(shù)據(jù)分析，在數(shù)據(jù)計算分析過程中，需要采用精度計算。把接收到的數(shù)據(jù)信息保存完好，為相關(guān)工作提供數(shù)據(jù)信息參考。根據(jù)GPS接收機的檢定結(jié)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(chǔ)條件

在檢定GPS接收機的過程中，首要的任務(wù)就是要做好檢定工作的各項準備。主要包括相關(guān)工具的準備，如數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，天線，軟件，電池設(shè)備等。在測試前應(yīng)該調(diào)整好接收機的機座，保證電池存儲充足，根據(jù)設(shè)定好的衛(wèi)星高度角進行數(shù)據(jù)采集。準備工作的充足能夠為檢定工作帶來優(yōu)質(zhì)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(shù)據(jù)采集過程的規(guī)劃化和專業(yè)化

數(shù)據(jù)采集是檢定過程中的一項重要工作。數(shù)據(jù)采集一般是通過野外作業(yè)，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(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理，通過軟件將數(shù)據(jù)傳到電腦上，在軟件平臺上進行GPS數(shù)據(jù)處理[6]。整個數(shù)據(jù)采集過程都需要專業(yè)的具體操作。例如基線點的測試，精度檢測等。數(shù)據(jù)采集過程能夠產(chǎn)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(shù)據(jù)分析

GPS接收的檢定過程中，需要對系統(tǒng)要進行實時校準。在數(shù)據(jù)結(jié)果的技術(shù)上，進行必要的分析。進行數(shù)據(jù)分析需要實時查看衛(wèi)星數(shù)據(jù)的質(zhì)量，軟件數(shù)據(jù)功能，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(guī)范的數(shù)據(jù)分析。

4 結(jié)束語

GPS全球定位系統(tǒng)已經(jīng)在各個領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成績。依靠GPS定位系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)掌握信息資料，服務(wù)于各項生產(chǎn)工作。GPS接收機的質(zhì)量評估能夠保證信號在接收過程中，維持良好的狀態(tài)。做好GPS接收機的檢定工作，就是從根本上解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端質(zhì)量，保證了全球定位系統(tǒng)工作的精確性。

參考文獻

[1]張健，曹瑞基，張惠，等.CORS網(wǎng)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(shù)據(jù)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(xiàn)就職于北京衛(wèi)星導航中心，研究方向為衛(wèi)星導航和接收機技術(shù)。

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

軟件性能檢測需要進行天線設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、地圖投影和精度估算等方式。軟件檢測需要進行數(shù)據(jù)分析，在數(shù)據(jù)計算分析過程中，需要采用精度計算。把接收到的數(shù)據(jù)信息保存完好，為相關(guān)工作提供數(shù)據(jù)信息參考。根據(jù)GPS接收機的檢定結(jié)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(chǔ)條件

在檢定GPS接收機的過程中，首要的任務(wù)就是要做好檢定工作的各項準備。主要包括相關(guān)工具的準備，如數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，天線，軟件，電池設(shè)備等。在測試前應(yīng)該調(diào)整好接收機的機座，保證電池存儲充足，根據(jù)設(shè)定好的衛(wèi)星高度角進行數(shù)據(jù)采集。準備工作的充足能夠為檢定工作帶來優(yōu)質(zhì)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(shù)據(jù)采集過程的規(guī)劃化和專業(yè)化

數(shù)據(jù)采集是檢定過程中的一項重要工作。數(shù)據(jù)采集一般是通過野外作業(yè)，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(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理，通過軟件將數(shù)據(jù)傳到電腦上，在軟件平臺上進行GPS數(shù)據(jù)處理[6]。整個數(shù)據(jù)采集過程都需要專業(yè)的具體操作。例如基線點的測試，精度檢測等。數(shù)據(jù)采集過程能夠產(chǎn)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(shù)據(jù)分析

GPS接收的檢定過程中，需要對系統(tǒng)要進行實時校準。在數(shù)據(jù)結(jié)果的技術(shù)上，進行必要的分析。進行數(shù)據(jù)分析需要實時查看衛(wèi)星數(shù)據(jù)的質(zhì)量，軟件數(shù)據(jù)功能，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(guī)范的數(shù)據(jù)分析。

4 結(jié)束語

GPS全球定位系統(tǒng)已經(jīng)在各個領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成績。依靠GPS定位系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)掌握信息資料，服務(wù)于各項生產(chǎn)工作。GPS接收機的質(zhì)量評估能夠保證信號在接收過程中，維持良好的狀態(tài)。做好GPS接收機的檢定工作，就是從根本上解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端質(zhì)量，保證了全球定位系統(tǒng)工作的精確性。

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[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(xiàn)就職于北京衛(wèi)星導航中心，研究方向為衛(wèi)星導航和接收機技術(shù)。

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

軟件性能檢測需要進行天線設(shè)備、網(wǎng)絡(luò)、地圖投影和精度估算等方式。軟件檢測需要進行數(shù)據(jù)分析，在數(shù)據(jù)計算分析過程中，需要采用精度計算。把接收到的數(shù)據(jù)信息保存完好，為相關(guān)工作提供數(shù)據(jù)信息參考。根據(jù)GPS接收機的檢定結(jié)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(chǔ)條件

在檢定GPS接收機的過程中，首要的任務(wù)就是要做好檢定工作的各項準備。主要包括相關(guān)工具的準備，如數(shù)據(jù)傳輸設(shè)備，天線，軟件，電池設(shè)備等。在測試前應(yīng)該調(diào)整好接收機的機座，保證電池存儲充足，根據(jù)設(shè)定好的衛(wèi)星高度角進行數(shù)據(jù)采集。準備工作的充足能夠為檢定工作帶來優(yōu)質(zhì)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(shù)據(jù)采集過程的規(guī)劃化和專業(yè)化

數(shù)據(jù)采集是檢定過程中的一項重要工作。數(shù)據(jù)采集一般是通過野外作業(yè)，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(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理，通過軟件將數(shù)據(jù)傳到電腦上，在軟件平臺上進行GPS數(shù)據(jù)處理[6]。整個數(shù)據(jù)采集過程都需要專業(yè)的具體操作。例如基線點的測試，精度檢測等。數(shù)據(jù)采集過程能夠產(chǎn)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(shù)據(jù)分析

GPS接收的檢定過程中，需要對系統(tǒng)要進行實時校準。在數(shù)據(jù)結(jié)果的技術(shù)上，進行必要的分析。進行數(shù)據(jù)分析需要實時查看衛(wèi)星數(shù)據(jù)的質(zhì)量，軟件數(shù)據(jù)功能，數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)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(guī)范的數(shù)據(jù)分析。

4 結(jié)束語

GPS全球定位系統(tǒng)已經(jīng)在各個領(lǐng)域取得了優(yōu)異的成績。依靠GPS定位系統(tǒng)能夠在短時間內(nèi)掌握信息資料，服務(wù)于各項生產(chǎn)工作。GPS接收機的質(zhì)量評估能夠保證信號在接收過程中，維持良好的狀態(tài)。做好GPS接收機的檢定工作，就是從根本上解決了數(shù)據(jù)傳輸?shù)慕K端質(zhì)量，保證了全球定位系統(tǒng)工作的精確性。

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[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(shù)據(jù)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(xiàn)就職于北京衛(wèi)星導航中心，研究方向為衛(wèi)星導航和接收機技術(shù)。

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