肖瀟

摘 要：當(dāng)前，在世界范圍內(nèi)，GPS測量作為一種測量技術(shù)被廣泛應(yīng)用于各類勘測工作之中。這一測量技術(shù)相比于傳統(tǒng)的測量技術(shù)更為方便精確。但是由于一系列影響因素的存在，目前GPS測量還存在著許多誤差。這些誤差的存在嚴(yán)重影響了數(shù)據(jù)的真實可靠性，對后續(xù)的工作或?qū)嶒灥榷紟砹瞬恍〉膯栴}。正是由于這些影響因素的存在，使得GPS測量技術(shù)無法發(fā)揮其在多項工作中的重要作用。因此，找出問題并探尋應(yīng)對的措施具有現(xiàn)實意義。本文通過分析并研究GPS測量的誤差影響以及目前存在的一些問題，從實際情況出發(fā)，提出一些應(yīng)對措施，以望能更好得完善GPS測量這一測量技術(shù)，保證測量數(shù)據(jù)的真實性、準(zhǔn)確性。

關(guān)鍵詞：GPS測量；測量誤差；應(yīng)對措施；探索研究

GPS測量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送來的信息，計算同一時刻地面接收設(shè)備到多顆衛(wèi)星之間的偽距離，采用空間距離后方交會方法，來確定地面點的三維坐標(biāo)。因此，對于GPS衛(wèi)星、衛(wèi)星信號傳播過程和地面接收設(shè)備都會對GPS測量產(chǎn)生誤差。主要誤差來源可分為：與GPS衛(wèi)星有關(guān)的誤差；與信號傳播有關(guān)的誤差；與接收設(shè)備有關(guān)的誤差。本文通過對GPS測量誤差的分析和誤差的來源的研究，從而得出GPS測量的誤差影響。先概述GPS的基本概念，接著分析誤差來源，最后得出相應(yīng)的措施。在當(dāng)前技術(shù)條件下，無論是何種測量技術(shù)都會存在一定的測量誤差，其間的差別只是誤差的大小以及誤差是否處于合理范圍之內(nèi)。GPS測量技術(shù)是當(dāng)前一種較為先進(jìn)、方便的測量技術(shù)。相比于傳統(tǒng)測量方式，它所測量出來的數(shù)據(jù)更加準(zhǔn)確，適用范圍更加廣泛。在當(dāng)前，如何降低測量數(shù)據(jù)的誤差值是應(yīng)該被給予重視的問題。只有盡可能地降低測量誤差，將測量誤差控制在合理范圍之類，才能保證數(shù)據(jù)的可用性。當(dāng)前隨著建筑業(yè)等的飛速發(fā)展，對測量數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性的要求也越來越高。所以在此現(xiàn)狀之下，加強(qiáng)對GPS測量的誤差影響的研究，不斷探索相應(yīng)的解決措施具有重要的價值。本文對GPS測量的幾種誤差進(jìn)行研究分析，并提出幾點對應(yīng)的降低誤差的措施，望能不斷完善GPS測量這一測量技術(shù)。

1 造成測量誤差的主要因素

在GPS的實際測量操作中，由于其依托于衛(wèi)星技術(shù)等多項技術(shù)。特別是衛(wèi)星技術(shù)，在衛(wèi)星傳播過程中導(dǎo)航電文的參數(shù)值存在誤差，包括衛(wèi)星時鐘誤差和星歷誤差。其次，GPS測量技術(shù)主要靠GPS信號的傳導(dǎo)，但是在實際的信號傳送過程中，由于傳播介質(zhì)的不單純性，會造成一些難以避免的誤差。除此之外，還與GPS測量的工具有關(guān)，包括接收機(jī)自身發(fā)出的噪音引起的誤差和多徑效應(yīng)[1]。

2 GPS測量的誤差影響及應(yīng)對措施

2.1 與控制段有關(guān)的誤差影響和應(yīng)對措施

對于該類因素導(dǎo)致的誤差，一般被業(yè)內(nèi)歸類于系統(tǒng)誤差。這其中主要包含鐘差、頻偏等等影響因素。在實際的測量中，這些因素造成的誤差一般在1ms之內(nèi)，但是當(dāng)信號被接收機(jī)接受后，在距離上的體現(xiàn)的偏差較大，一般偏差大概為300km。這一距離的誤差無法滿足當(dāng)前對于測量精確度的要求。目前，對于該類因素造成的GPS測量誤差，一般有鐘差改正法和差分法兩種方法來降低測量的誤差。在GPS測量中，一般是將衛(wèi)星星歷作為起始數(shù)據(jù)，后續(xù)的數(shù)據(jù)都是基于這一數(shù)據(jù)來進(jìn)行測算。在將衛(wèi)星星歷傳送到測站坐標(biāo)的時候，衛(wèi)星星歷的誤差會影響到測量的數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

對于星歷誤差而引起的GPS測量誤差，我們可以采用相位觀測量求差的方法來盡可能的減少測量的誤差。通過這種方式，我們能計算出準(zhǔn)確性較高的相對坐標(biāo)。當(dāng)我們進(jìn)行距離較長，對測量的精確性要求較高的測量時，可以選擇精密的星歷來進(jìn)行初始點的定位，來盡量降低測量過程中形成的誤差。

2.2 與衛(wèi)星傳播有關(guān)的誤差影響及應(yīng)對措施

GPS測量是依靠衛(wèi)星的信號傳播的，但是在信號傳遞的過程當(dāng)中，由于傳遞介質(zhì)的不單純性，會造成一些誤差。主要是大氣層對衛(wèi)星信號的折射影響。當(dāng)我們討論這一影響因素時，應(yīng)從兩類折射情況進(jìn)行分析。

電離層折射：

電離層是大氣層中的一個電離區(qū)域，離地面大約50km一直向上大約1000km的高層大氣都屬于電離層的范圍。在這一區(qū)域內(nèi)，存在著數(shù)量龐大的自由電子和離子，對無線電波的傳播速度會造成一定影響[2]。電離層也是衛(wèi)星信號必經(jīng)的一塊大氣區(qū)域，所以為了降低GPS測量的誤差影響，必須要減少電離層折射對測量的干擾。

在當(dāng)前技術(shù)水平下，我們主要采用的方法是利用傾斜因子系數(shù)來進(jìn)行計算分析，盡可能減少電離層折射給測量數(shù)據(jù)帶來的偏差。除此之外，還能選擇合適的時間段，測量人員在觀測站進(jìn)行同步的觀測，然后采用同步觀測量求差的方法來進(jìn)行應(yīng)對。

2.3 對流層折射

相比于電離層對衛(wèi)星信號傳播速度的改變，對流層折射對GPS測量的影響主要在于對信號頻率造成的誤差。當(dāng)前，世界范圍內(nèi)對于對流層傳播的研究較多，且與通信技術(shù)的聯(lián)系日益密切，并在這一領(lǐng)域出現(xiàn)了不少的優(yōu)秀研究成果。對于降低對流層折射對GPS測量造成的誤差，目前主要是利用對流層模型以及相應(yīng)的映射函數(shù)來盡可能地降低GPS測量的誤差影響。

3 與接收機(jī)有關(guān)的誤差影響及應(yīng)對措施

在實際的測量過程當(dāng)中，由于測量器具的精度、質(zhì)量或一些其他因素的影響，總是存在一些誤差。在GPS測量中，主要是接收機(jī)對于誤差形成的影響較大。在當(dāng)前技術(shù)條件之下，接收機(jī)無法達(dá)到我們所希望的理想狀態(tài)。在實際的使用過程之中，接收機(jī)對于信號變化的追蹤難以同步進(jìn)行反應(yīng)，出現(xiàn)一點的延遲和偏差。主要是由于一些噪音對信號的干擾，導(dǎo)致出現(xiàn)接收機(jī)對信號接收出現(xiàn)誤差。當(dāng)這些看似細(xì)小的誤差反應(yīng)在數(shù)據(jù)上時，就會造成較為嚴(yán)重的偏差，達(dá)不到測量精度的要求。

針對這一方面的誤差，我們主要是采用差分法，或者是在求解的時候?qū)⒔邮諜C(jī)的鐘差作為獨立未知數(shù)[3]。

參考文獻(xiàn)

[1]陳志川.研究GPS測量的誤差影響及應(yīng)對措施[J].科技傳播，2013，（2）：282.

[2]楊祥平，楊旭.GPS測量的誤差來源分析與應(yīng)對措施[J].城市建設(shè)理論研究，2013，（12）：175.

[3]朱云峰.GPS定位誤差分析與應(yīng)對措施[J].葛洲壩集團(tuán)科技，2015，（1）：54-55.

（作者單位：中國石油大學(xué)）