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摘要：文章简要介绍了GPS定位系统的概念，分析了GPS在野外测量中较常出现的几类问题，并结合笔者自身的操作实践，就GPS在野外测量中出现的问题提出了相应的解决对策。
关键词：GPS；野外测量；对策
中图分类号：P2文献标识码： A
在GPS测量过程中，内业工作所需数据大多来自外业测量，GPS测量工作开展也需以野外测量为支撑。怎样开展GPS野外工作，提高观测数据的真实性、有效性，使测量成果更具精度，这是外业测量人员应重视和解决的问题。
一、GPS简介
GPS，即全球卫星定位系统,它拥有导航定位、测速和定时等功能，是一种全球性和全能性的卫星导航系统。GPS融合了现代社会最先进的空间、通信和微电子技术,凭借其准确定位、实时获取信息、用户可轻松接受设备等优势，而受到社会各界的关注。作为“第四代导航系统”GPS当前已在多个领域中得到了应用与普及，其被誉为是继阿波罗登月等之后的第3大航天工程。GPS定位，主要是通过卫星高速运动状态下的瞬间位置为基准，运用空间距离后方汇集的方式来明确测量点的真实位置。GPS测量拥有精度高、仪器操作便捷、全天候作业和三维坐标等多个优点。
二、GPS野外测量中的相关问题与解决
（一）GPS 数据链传输与解决
1.GPS数据链传输问题
现阶段，大部分测量型GPS的接收机，通常都是通过载波相位观测值来实现相对定位（也叫差分定位）。该种定位模式需通过两台或以上的接收机，来观测相同的一组卫星，从参考站将其载波相位观测值的差分数据，通过数据链直接传输到流动站，各流动站则以该数据和自身观测值为基准，确定出流动站所处位置。上述可知，GPS的精确定位，通常都需要通过接收机与数据链来实现，而数据链自身的配置-电台，在该种协作方式中，往往容易被工作人员所忽略。
2.解决办法
GPS接收机主要存在两类配置电台：1)发射电台，常与参考站搭配起来使用，可将参考站的差分改正数据直接传输到流动站，按照不同的使用功能，发射电台可分为固定与可调频率两种；2）接收电台，常被用来搭配流动站一起使用，可接收到参考站发射出来的差分改正数据，以固定频率。上述两种电台的频率只有在完全相同的情况下，数据链方可通信顺畅。笔者此处将以1230型GPS为例，对其数据链无法接通，导致流动站不能进入RTK状态这一问题进行简要分析。通过查看配套设备与仪器后我们发现，接收机自身的设置错误可基本排除，问题原因在于发射电台。据了解，该电台属于可调频率电台，由于销售商没有及时调试电台和接收机，导致发射和接收频率不相同。通过手动调频发射电台，使其和接收电台频率达成一致后，数据链逐步恢复通信，流动站RTK成功。
（二）GPS的误差问题
在使用GPS展开定位操作时，通常会受到多种因素的限制，从而使GPS定位产生误差。笔者将这些误差源归结为：SA、卫星钟差、电离层延迟、多路径效应、接收机钟差、人为引入的误差等等。上述中，大多数误差都只可由GPS运营商或者是GPS设备供应商来解决，GPS用户无法自行处理。仅有人为引起的误差和多路径效应，用户可采取相应的处理措施。
1.GPS仪器的架设
人为引起的误差中，仪器是否得到精准假设十分重要，仪器架设时产生很大误差而引起测量误差，对整个工程测量有很大影响。为此，野外测量中，仪器架设中必须努力做好下列工作：
（1）参考站的接收机天线必须精确、整平，对中误差应小于5mm；
（2）认真测量和记录参考站的接收机天线高度（2次以上），精确到1mm；
（3）GPS天线电缆、电源和通信电缆等应连接正确，接收机天线和电台天线两者间的间距应控制在3m内；
（4）架设好后，应检查2个或以上高于图根精度的已知点，检测和已知成果的平面较差应小于图上0.2mm，高程较差应小于基本等高距的1/5。
2.GPS配置集的设置
存在问题：GPS设备界面菜单中所拥有的配置集，汇集了GPS大部分工作参数，配置集能否正确设置，这与设备的正常使用有很大关系。基于此，在进行每项野外测量工作前，都必须科学设置和查验配置集。下面将以1230型GPS为例，简要分析配置集设置中出现的问题。
解决办法：卫星截止角通常为15°（大于该截止角的卫星信号，其解算精度往往较高），可根据有效卫星数量做出相应调整。例如，某地测量期间，每日11：30 -14：30之间的 15°截止角卫星，仅为5颗，设备显示质量控制CQ值已接近限值，该时段的测量精度相对较低；而在相同的时间内，在另一测量场地中，将截止角调整为10°，该时段则拥有7颗卫星，其测量精度明显高于另一场地。测量区域不同，应根据不同时区进行设定，例如，安哥拉测量时，时区应为东1区。合理设定时区，能使接收机更轻易追踪到卫星信号，提高所测数据的可靠性。
3.坐标转换方法的选择
在外业施测之前，通常会转换流动站的坐标，将接收机所使用的WGS84坐标系统转变为当地坐标系统或者是独立坐标系统。如此一来，流动站测量到的数据，便可通过当地或者是独立坐标的方式予以反应。测量任务不同，所选择的坐标转换方法也会有所不同。下面将做简要解析：
大区域或线路测量等，受地球曲率的影响，适宜选择7参数法（经典法）来实现坐标转换。针对普通的小区域或独立坐标系统，测量时可将测区看做一个平面，忽略地球曲率带来的影响，而不用一味选择7参数法。采用一步法进行坐标转换的系统，结合笔者在安哥拉、朝鲜等区域的工作实践，应配备全站仪等仪器来对GPS定位成果的高程精度、平面等进行测量，其精度要比7参数法更高。
4.多路径效应问题
多路径效应的产生，往往是受接收机周边环境影响，接收机接收到的卫星信号中还含有多种反射与折射信号。多路径效应是GPS测量中极为重要的误差源。虽然现阶段很多GPS生产商都已针对多路径效应研发了各种新技术，测量人员也必须在参考站站址期间，通过各种措施来减少多路径效应带来的影响。
1）站点周边必须有利于安装接收设备和进行操作，无大型障碍物，且场内的障碍物高度角应低于15°。
2）应尽可能设置在相对制高点上，以便与播发差分更改信号。
3）尽可能远离大区域平静水域。
4）尽量避开山坡、小凹地进行选址。
5）选站时，测站周边环境，如地形、植被等，应尽量与与大环境相适应，避免气象元素产生各种代表性误差。
6）尽量避开功率偏大的无线电发射源（如电视台、微波站等），间隔应大于200m；同时，应避免靠近高压输电线或者是无线信号传送渠道，间距应大于50m。
7）避免周边有大型建筑等卫星信号反射强的物体。
三、结论
GPS技術已在野外工程测量、区域查分系统碎部测量及放样等领域中得到广泛应用。虽然当前GPS技术还存在不少问题，影响了野外测量的精确度，但只要操作人员客观看待并采取有效的措施，这些问题都能得到缓解与消除。未来，GPS技术还将在工程测量中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]陆怀贵.探究GPS野外测量的几个问题及对策.地球.2014
[2]吴龙飞. GPS"外作业流程及相关注意事项[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014,(03):258.
[3]勖.GPS"外测量的几个问题及对策[J].广西城镇建设,2013,(06):105-107.
关键词：GPS；野外测量；对策
中图分类号：P2文献标识码： A
在GPS测量过程中，内业工作所需数据大多来自外业测量，GPS测量工作开展也需以野外测量为支撑。怎样开展GPS野外工作，提高观测数据的真实性、有效性，使测量成果更具精度，这是外业测量人员应重视和解决的问题。
一、GPS简介
GPS，即全球卫星定位系统,它拥有导航定位、测速和定时等功能，是一种全球性和全能性的卫星导航系统。GPS融合了现代社会最先进的空间、通信和微电子技术,凭借其准确定位、实时获取信息、用户可轻松接受设备等优势，而受到社会各界的关注。作为“第四代导航系统”GPS当前已在多个领域中得到了应用与普及，其被誉为是继阿波罗登月等之后的第3大航天工程。GPS定位，主要是通过卫星高速运动状态下的瞬间位置为基准，运用空间距离后方汇集的方式来明确测量点的真实位置。GPS测量拥有精度高、仪器操作便捷、全天候作业和三维坐标等多个优点。
二、GPS野外测量中的相关问题与解决
（一）GPS 数据链传输与解决
1.GPS数据链传输问题
现阶段，大部分测量型GPS的接收机，通常都是通过载波相位观测值来实现相对定位（也叫差分定位）。该种定位模式需通过两台或以上的接收机，来观测相同的一组卫星，从参考站将其载波相位观测值的差分数据，通过数据链直接传输到流动站，各流动站则以该数据和自身观测值为基准，确定出流动站所处位置。上述可知，GPS的精确定位，通常都需要通过接收机与数据链来实现，而数据链自身的配置-电台，在该种协作方式中，往往容易被工作人员所忽略。
2.解决办法
GPS接收机主要存在两类配置电台：1)发射电台，常与参考站搭配起来使用，可将参考站的差分改正数据直接传输到流动站，按照不同的使用功能，发射电台可分为固定与可调频率两种；2）接收电台，常被用来搭配流动站一起使用，可接收到参考站发射出来的差分改正数据，以固定频率。上述两种电台的频率只有在完全相同的情况下，数据链方可通信顺畅。笔者此处将以1230型GPS为例，对其数据链无法接通，导致流动站不能进入RTK状态这一问题进行简要分析。通过查看配套设备与仪器后我们发现，接收机自身的设置错误可基本排除，问题原因在于发射电台。据了解，该电台属于可调频率电台，由于销售商没有及时调试电台和接收机，导致发射和接收频率不相同。通过手动调频发射电台，使其和接收电台频率达成一致后，数据链逐步恢复通信，流动站RTK成功。
（二）GPS的误差问题
在使用GPS展开定位操作时，通常会受到多种因素的限制，从而使GPS定位产生误差。笔者将这些误差源归结为：SA、卫星钟差、电离层延迟、多路径效应、接收机钟差、人为引入的误差等等。上述中，大多数误差都只可由GPS运营商或者是GPS设备供应商来解决，GPS用户无法自行处理。仅有人为引起的误差和多路径效应，用户可采取相应的处理措施。
1.GPS仪器的架设
人为引起的误差中，仪器是否得到精准假设十分重要，仪器架设时产生很大误差而引起测量误差，对整个工程测量有很大影响。为此，野外测量中，仪器架设中必须努力做好下列工作：
（1）参考站的接收机天线必须精确、整平，对中误差应小于5mm；
（2）认真测量和记录参考站的接收机天线高度（2次以上），精确到1mm；
（3）GPS天线电缆、电源和通信电缆等应连接正确，接收机天线和电台天线两者间的间距应控制在3m内；
（4）架设好后，应检查2个或以上高于图根精度的已知点，检测和已知成果的平面较差应小于图上0.2mm，高程较差应小于基本等高距的1/5。
2.GPS配置集的设置
存在问题：GPS设备界面菜单中所拥有的配置集，汇集了GPS大部分工作参数，配置集能否正确设置，这与设备的正常使用有很大关系。基于此，在进行每项野外测量工作前，都必须科学设置和查验配置集。下面将以1230型GPS为例，简要分析配置集设置中出现的问题。
解决办法：卫星截止角通常为15°（大于该截止角的卫星信号，其解算精度往往较高），可根据有效卫星数量做出相应调整。例如，某地测量期间，每日11：30 -14：30之间的 15°截止角卫星，仅为5颗，设备显示质量控制CQ值已接近限值，该时段的测量精度相对较低；而在相同的时间内，在另一测量场地中，将截止角调整为10°，该时段则拥有7颗卫星，其测量精度明显高于另一场地。测量区域不同，应根据不同时区进行设定，例如，安哥拉测量时，时区应为东1区。合理设定时区，能使接收机更轻易追踪到卫星信号，提高所测数据的可靠性。
3.坐标转换方法的选择
在外业施测之前，通常会转换流动站的坐标，将接收机所使用的WGS84坐标系统转变为当地坐标系统或者是独立坐标系统。如此一来，流动站测量到的数据，便可通过当地或者是独立坐标的方式予以反应。测量任务不同，所选择的坐标转换方法也会有所不同。下面将做简要解析：
大区域或线路测量等，受地球曲率的影响，适宜选择7参数法（经典法）来实现坐标转换。针对普通的小区域或独立坐标系统，测量时可将测区看做一个平面，忽略地球曲率带来的影响，而不用一味选择7参数法。采用一步法进行坐标转换的系统，结合笔者在安哥拉、朝鲜等区域的工作实践，应配备全站仪等仪器来对GPS定位成果的高程精度、平面等进行测量，其精度要比7参数法更高。
4.多路径效应问题
多路径效应的产生，往往是受接收机周边环境影响，接收机接收到的卫星信号中还含有多种反射与折射信号。多路径效应是GPS测量中极为重要的误差源。虽然现阶段很多GPS生产商都已针对多路径效应研发了各种新技术，测量人员也必须在参考站站址期间，通过各种措施来减少多路径效应带来的影响。
1）站点周边必须有利于安装接收设备和进行操作，无大型障碍物，且场内的障碍物高度角应低于15°。
2）应尽可能设置在相对制高点上，以便与播发差分更改信号。
3）尽可能远离大区域平静水域。
4）尽量避开山坡、小凹地进行选址。
5）选站时，测站周边环境，如地形、植被等，应尽量与与大环境相适应，避免气象元素产生各种代表性误差。
6）尽量避开功率偏大的无线电发射源（如电视台、微波站等），间隔应大于200m；同时，应避免靠近高压输电线或者是无线信号传送渠道，间距应大于50m。
7）避免周边有大型建筑等卫星信号反射强的物体。
三、结论
GPS技術已在野外工程测量、区域查分系统碎部测量及放样等领域中得到广泛应用。虽然当前GPS技术还存在不少问题，影响了野外测量的精确度，但只要操作人员客观看待并采取有效的措施，这些问题都能得到缓解与消除。未来，GPS技术还将在工程测量中发挥更大的作用。
参考文献：
[1]陆怀贵.探究GPS野外测量的几个问题及对策.地球.2014
[2]吴龙飞. GPS"外作业流程及相关注意事项[J].中小企业管理与科技(上旬刊),2014,(03):258.
[3]勖.GPS"外测量的几个问题及对策[J].广西城镇建设,2013,(06):105-107.