■柯賢生（中鐵四院集團(tuán)南寧勘察設(shè)計(jì)院有限公司廣西南寧530003）

不同觀測(cè)時(shí)間對(duì)GPS基線解算精度的影響

■柯賢生
（中鐵四院集團(tuán)南寧勘察設(shè)計(jì)院有限公司廣西南寧530003）

隨著社會(huì)科技不斷發(fā)展與應(yīng)用，GPS技術(shù)在我國測(cè)繪行業(yè)中得到廣泛應(yīng)用，利用GPS技術(shù)建立的高精度控制網(wǎng)具有高速度、高精確度及低工作強(qiáng)度等特點(diǎn)。本文主要從外業(yè)觀測(cè)時(shí)段的選擇，及觀測(cè)時(shí)間長短，對(duì)GPS控制網(wǎng)的精確度，及基線解算精度進(jìn)行系統(tǒng)分析。

觀測(cè)時(shí)間GPS基線解算精度

GPS的測(cè)量數(shù)據(jù)處理，在GPS定位技術(shù)中占據(jù)重要地位，基線解算是重要的處理階段?；€解算的精確度直接影響系統(tǒng)定位及工作效率，工作人員應(yīng)對(duì)GPS基線解算精度影響要素進(jìn)行相應(yīng)分析，保證數(shù)據(jù)的精度，使我國的測(cè)繪事業(yè)進(jìn)一步發(fā)展。

1　GPS基線解算內(nèi)涵

GPS基線解算精度直接影響GPS網(wǎng)的定位精度。GPS基線解算主要是將原始相位觀測(cè)值，進(jìn)行初步加工處理并進(jìn)行平差計(jì)算，從而得到高精度及高準(zhǔn)確度的基線向量。GPS基線解算，是一項(xiàng)復(fù)雜的計(jì)算程序，在計(jì)算過程中要充分考慮相關(guān)因素對(duì)數(shù)據(jù)基線解算值的影響，如在觀測(cè)時(shí)段中信號(hào)中斷而引起的觀測(cè)數(shù)據(jù)粗差的出現(xiàn)與剔除、星位變動(dòng)引起的參數(shù)變化等問題。

觀測(cè)時(shí)段不同，衛(wèi)星的運(yùn)行軌跡和幾何分布情況存在一定差異，就導(dǎo)致GPS基線解算精度也有差異[1]，在常規(guī)地面測(cè)量中，要選擇好的觀測(cè)時(shí)段對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行反復(fù)測(cè)量，增加觀測(cè)數(shù)據(jù)的數(shù)量，有效保證觀測(cè)質(zhì)量。

2　不同觀測(cè)時(shí)間對(duì)GPS基線精度的影響

2.1工程概況分析

本文主要以某地區(qū)的鐵路工程項(xiàng)目為背景，對(duì)鐵路建設(shè)所涉及區(qū)域進(jìn)行定位并進(jìn)行觀測(cè)。本次觀測(cè)采用靜態(tài)定位觀測(cè)方法，并使用接收機(jī)進(jìn)行觀測(cè)，在觀測(cè)過程中，嚴(yán)格按照相關(guān)工作流程，將一部分接收機(jī)的天線高從頂部量至槽口底部，另一部分接收機(jī)至天線相位中心，天線的位置要嚴(yán)格遵守對(duì)中標(biāo)準(zhǔn)。觀測(cè)時(shí)間為連續(xù)觀測(cè)24h，從上午8:10-次日上午7:50。

2.2觀測(cè)時(shí)間與GPS基線結(jié)算精度探討

本次觀測(cè)中選用2條基線并以每隔1h遞增的累計(jì)觀測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行相應(yīng)的基線解算，單位權(quán)中誤差是基線質(zhì)量及準(zhǔn)確度的重要鑒定標(biāo)準(zhǔn)，因此其對(duì)于基線精度的分析具有很重要的作用。一般情況下，單位權(quán)中誤差越小，基線的分量誤差也越小，則觀測(cè)值的效率越高。

圖1　單位權(quán)中誤差-時(shí)間變化曲線

從圖可得知，在綜合觀測(cè)時(shí)間段內(nèi)，觀測(cè)條件及觀測(cè)基線的選擇都基本相同，因此2條基線的單位權(quán)中誤差與時(shí)間所變化的趨勢(shì)相近，同時(shí)根據(jù)時(shí)間的不斷推移，基線的精度并沒有特殊明顯變化，因此得出在一天內(nèi)的時(shí)間中可以有效的保證基線的精度及基線質(zhì)量[2]，但并不是最佳的觀測(cè)時(shí)間。

GPS基線向量解算主要是指利用GPS的相應(yīng)接收機(jī)將相位觀測(cè)量作為最基本的觀測(cè)量從而建立觀測(cè)量與基線向量之間的關(guān)系，最后通過最小二乘原理實(shí)現(xiàn)對(duì)基線的解算精度的求解，在一天24h觀測(cè)中，由于會(huì)受到衛(wèi)星鐘差及大氣折射誤差等因素影響，因此要對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)研究，從而檢測(cè)出在該24h之內(nèi)的最佳觀測(cè)時(shí)間段。

為了更好的研究觀測(cè)時(shí)間段對(duì)基線精度的影響，本文將24h內(nèi)的觀測(cè)數(shù)據(jù)及觀測(cè)時(shí)間分別按4h均分成6個(gè)時(shí)段，按照6h將其分為4各時(shí)段[3]，按照8h分為3個(gè)時(shí)段分別對(duì)其中一條基線進(jìn)行基線精度的研究。解算的單位權(quán)中誤差值如下表所示：

據(jù)上表顯示，在不同時(shí)間段中，單位權(quán)中誤差值也有所不同，在4h中，觀測(cè)時(shí)間段在16-20h之內(nèi)解算精度達(dá)到最高，單位權(quán)中誤差值為4.3，而在4-8h內(nèi)，其解算精度最差，單位權(quán)中誤差值為33.7；在6h中，在18-24h內(nèi)其階段精度最高，單位權(quán)中誤差值為5.1，在6-12h內(nèi)解算精度達(dá)到最低65.4；在8h中，在16-24h內(nèi)解算精度最高，單位權(quán)中誤差達(dá)到6.9，而精度最差的是1-8h，單位權(quán)中誤差值達(dá)到了20.7。

根據(jù)上述對(duì)同一條基線不同時(shí)間段的單位權(quán)中誤差值的分析中得出，在不同時(shí)間段中GPS基線的精度有很大差距，上述表格[4]，4h中在第16-20h內(nèi)的基線精度最高，因此基線的精度并不會(huì)隨著觀測(cè)時(shí)間的增多而提高，同時(shí)24h的觀測(cè)時(shí)間雖然可以保證基線的質(zhì)量，但卻不是最佳觀測(cè)時(shí)間，只有對(duì)數(shù)據(jù)根據(jù)不同時(shí)間段進(jìn)行分析與基線的解算，才能在一天時(shí)間中選取最佳觀測(cè)時(shí)段及較短的觀測(cè)時(shí)間，從而達(dá)到應(yīng)用效果。

基線解算精度的影響因素主要有兩方面，一方面是架站的位置選擇，若位置選擇不當(dāng)，有信號(hào)遮擋因素存在，影響天線對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的接收；另一方面則是天氣因素的影響，天氣突變對(duì)基線解算精度具有很大影響，在這種天氣情況下，工作人員應(yīng)立即停止觀測(cè)，對(duì)精度影響降到最低。

3　結(jié)束語

基線解算精度的高低與觀測(cè)條件及觀測(cè)時(shí)段等具有密切關(guān)系，觀測(cè)的條件與觀測(cè)精度成正比例，所以，在監(jiān)測(cè)人員對(duì)基線解算精度進(jìn)行控制時(shí)，應(yīng)選擇比較好的觀測(cè)時(shí)段，縮短監(jiān)測(cè)時(shí)間，保證結(jié)果的高精度。

[1]李征航，黃勁松.GPS測(cè)量與數(shù)據(jù)處理［M］.武漢：武漢大學(xué)出版社，2010.

[2]夏開旺，田林亞.GPS觀測(cè)時(shí)間選取對(duì)控制網(wǎng)平面精度的影響［J］.工程勘察，2012（11）：68_70.

[3]李月祥,袁立明.觀測(cè)時(shí)間對(duì)GPS基線解算精度的影響[J].科技信息,2012,16:367-368.

[4]藍(lán)悅明,湯文娟,韓柯慧,葉玲潔.觀測(cè)時(shí)間對(duì)基線解算質(zhì)量和GPS網(wǎng)精度的影響分析[J].測(cè)繪地理信息,2014,03:8-10.

P2[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-117-1