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【摘要】GPS的测量较为复杂，需要很多的设备配合，比如地面的接收设备、卫星等，通过建立数学中的三维空间坐标，计算出各设备之间的距离，从而将信息通过卫星传输给地面的接收设备，这就是GPS的测量过程。由于信息传递的过程经过了卫星以及接收设备，在传播的过程中必然会受到诸多因素的干扰，从而产生GPS测量的误差，为了解决这一情况，需要对误差的具体原因进行分析，笔者从这方面入手，具体阐述误差原因并对GPS测量中的误差精度控制提出自己的几点建议。
【关键词】GPS测量；测量误差；精度控制
【 abstract 】 the GPS measurement is relatively complex, need a lot of equipments, such as the ground receiving equipment, satellite, etc., through the establishment of three-dimensional coordinates of mathematics, the distance between the calculated for each device, thus the information transmitted to the ground by satellite receiving equipment, this is the process of GPS measurement. Because the information transmission and satellite receiving equipment, after the process will inevitably in the process of the spread of the interference by many factors, resulting in a GPS measurement error, in order to solve this situation, need to analyze the specific reason for the error, the author from the aspects of the specific reasons for error and the error precision of GPS survey control put forward their own Suggestions.
【 key words 】 the GPS measurement; Measurement error; Precision control
中图分类号：TU71 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
引言
GPS是现今较为流行的通信技术，能够在市场上如此受欢迎，主要是因为其具有高精度、全球性、全能性等优良特性，并且相对于其他同类型产品来说，其观测时间也非常短。因此，自研发出来开始，很多领域开始运用到了GPS。尽管GPS具有诸多优点，但是任何科学技术都有不如人意或者可以改善的地方，GPS则表现为其在测量过程中，具有不稳定性，经常会由于一种或多种因素出现误差。为了改进这一缺点，笔者对GPS测量中的误差精度控制的相应措施予以阐述。
1．GPS定位系统
GPS定位系统是由地面的接收设备、卫星等诸多组成结构组合而成，通过建立数学中的三维空间坐标，计算出各组成结构之间的距离，从而将信息通过卫星传输给地面的接收设备。
1.1空间卫星群的分析
GPS卫星群的布局较为科学化，由二十四颗卫星群组成，在六个特定的轨道上运行。除此之外，其在卫星角度安排上也十分固定，如各面之间相交的角度是六十度，但是地球赤道与轨道之间倾斜的角度則是五十五度。通过这样的角度安排，信号能够覆盖整个地球，并且在任何时间都能够保证能够有四颗卫星向地面发出信号。
1.2地面控制系统的分析
地面控制系统的组成十分复杂，有注入站、主控站以及监控站等，其中注入站三个，主控站一个，监测站五个。不同类型的站用途是不一样的，注入站的主要功能是同卫星相联系，然后将经由主控站计算出的信息全部注入其中。主控站的主要功能就是计算卫星钟改正参数以及卫星星历，其所采用的数据是通过GPS观测出来的。监控站的作用就如它的名称一样，主要是从事监测工作，监测的内容是卫星的工作情况。
1.3用户部分的分析
随着科技的不断进步，有关GPS的技术水平也在不断上升，市场出现了越来越多又轻又小的GPS ，这些GPS的优点在于方便携带。用户部分是GPS直接同客户接触的部分，主要由四部分组成，包括气象仪、计算机、数据处理软件以及接收器。用户使用GPS主要目的是通过收取卫星信号来实现定位导航。
2. GPS测量误差原因
在进行GPS测量时，由于在信息传递的过程经过了卫星以及接收设备，在传播的过程中受到其他因素干扰，因此容易出现GPS测量误差。其中，GPS测量误差的出现又可有以下几个因素，笔者具体阐述。
2.1 流层误差
信号传播的过程中，会因为各种原因而发生GPS测量误差。流层会对GPS的传播产生影响，尤其是在离地面四十千米以下的大气层中，这部分区域对信号的折射能力很强，从而导致传播路径发生偏差，继而不可避免的发生GPS测量误差。对于流层折射，一般情况下会采取的技术手段是运用流层模型以及同步观测数据。
2.2多路径误差
GPS误差的一种重要误差原因是多路径误差。这种误差在整个信号传播过程中都严重影响了GPS测量的精度。在信号传播的过程中，测站周围有很多的反射物，这些反射物同样会对信号起到接收以及折射的效果。信号经过反射物的反射从而进入接收机，此时会严重干扰卫星信号。从而使测量十分不准确。为了能够得到更加准确的测量值，一般采用的方法是在天线中设置抑径板。
2.3 与卫星相关的误差
卫星星历误差用较为通俗的语言解释，即是实际位置同星历给出的位置不一致，两者之间发生误差。卫星星历同单点定位的精度息息相关，会严重影响精密相对定位，是GPS测量出现误差的重要原因。
2.4因接收机而导致的误差
GPS数据发生误差很大一部分原因同接收机相关。与接收机相关的误差中天线相位中心位置的偏差是其中的关键问题。当信号被输入后，该相位中心会随时发生变化，变化的主要依据是信号的输入方向与输入强度的变化，此时实际的相位中心位置会同理论的位置相矛盾。从而使GPS测量发生误差。
3精度控制
3.1卫星星历误差的控制
GPS卫星轨道的预测工作主要是通过GPS跟踪网来实施的。其中对数据影响最大的是坐标误差，较为严重的情况下，坐标误差是其他误差十倍之多。因此要特别注重跟踪站地心坐标的精度，要求要优于0.1m，当对基站松弛轨道进行加权时，要求其坐标值要优于5m。如果能达到以上数据的要求，就能够充分满足我国区域性定位的需求。只要能够将跟踪基站进行数据分析，就能够将轨道根数误差修改而成为正值。通过以上手段，精密星历就能够传送给客户。
3.2流层误差的控制
流层通过折射，会对GPS信号的传播产生重要影响。可以从两个方面进行控制。第一，通过使用模型对GPS信号进行更正，即通过对气象资料的分析研究而建立相应的模型，对流层折射所发生的误差进行预测，从而通过数据处理进行更正。第二，通过同步观测的方法来求差，从而消除流层对GPS信号传播的影响。
3.3观测误差的控制
现今比较通用的太阳光压改正模型是ROCK4模型、标准模型、多项式模型等，这几种模型之间并无过大优劣比较，预测精度的差距都不大，一般都能达到1m定规。为了能够获得更小的误差数值，笔者认为可以将这几种模型混合使用，从而得到更为精确的误差值，甚至精度将会控制在0.1m以内。
3.4减少信号反射障碍物
信号容易反射是发生GPS测量误差的重要原因。信号反射主要体现在两个方面，第一，在接线机天线附近有很多斜面、垂直面、水平面，这些是使得GPS信号发生反射的重要原因。第二，天线有时会被安排在有障碍的地点，比如沙滩、水塘以及山坡等地，这些障碍物都会使得GPS信号发生严重反射，因此在进行GPS定位时，要采取合理的措施避开这些障碍物。
4总 结
GPS在测量过程中具有不稳定性，经常会由于一种或多种因素出现误差。要最大程度的降低这些误差，则需要对这些误差原因进行深入分析，根据分析结果制定相应的解决对策。此外，也要注意规范作业过程，制定具体的制度，这样才能够保证准确数据的获得，才能够保证GPS系统的合理有效。这也是本文写作的目的所在。
参考文献
[１] 华钢,吴江.GPS测量的误差及精度控制[J]. 才智. 2009(06).
[２] 张书生,李龙梅.GPS测量的误差及精度控制[J]. 装备制造. 2009(06)．
[３] 吕代和.GPS测量的几种误差及相应处理方法[J]. 贵州科学. 2009 (S1)．
【关键词】GPS测量；测量误差；精度控制
【 abstract 】 the GPS measurement is relatively complex, need a lot of equipments, such as the ground receiving equipment, satellite, etc., through the establishment of three-dimensional coordinates of mathematics, the distance between the calculated for each device, thus the information transmitted to the ground by satellite receiving equipment, this is the process of GPS measurement. Because the information transmission and satellite receiving equipment, after the process will inevitably in the process of the spread of the interference by many factors, resulting in a GPS measurement error, in order to solve this situation, need to analyze the specific reason for the error, the author from the aspects of the specific reasons for error and the error precision of GPS survey control put forward their own Suggestions.
【 key words 】 the GPS measurement; Measurement error; Precision control
中图分类号：TU71 文献标识码：A文章编号：2095-2104（2013）
引言
GPS是现今较为流行的通信技术，能够在市场上如此受欢迎，主要是因为其具有高精度、全球性、全能性等优良特性，并且相对于其他同类型产品来说，其观测时间也非常短。因此，自研发出来开始，很多领域开始运用到了GPS。尽管GPS具有诸多优点，但是任何科学技术都有不如人意或者可以改善的地方，GPS则表现为其在测量过程中，具有不稳定性，经常会由于一种或多种因素出现误差。为了改进这一缺点，笔者对GPS测量中的误差精度控制的相应措施予以阐述。
1．GPS定位系统
GPS定位系统是由地面的接收设备、卫星等诸多组成结构组合而成，通过建立数学中的三维空间坐标，计算出各组成结构之间的距离，从而将信息通过卫星传输给地面的接收设备。
1.1空间卫星群的分析
GPS卫星群的布局较为科学化，由二十四颗卫星群组成，在六个特定的轨道上运行。除此之外，其在卫星角度安排上也十分固定，如各面之间相交的角度是六十度，但是地球赤道与轨道之间倾斜的角度則是五十五度。通过这样的角度安排，信号能够覆盖整个地球，并且在任何时间都能够保证能够有四颗卫星向地面发出信号。
1.2地面控制系统的分析
地面控制系统的组成十分复杂，有注入站、主控站以及监控站等，其中注入站三个，主控站一个，监测站五个。不同类型的站用途是不一样的，注入站的主要功能是同卫星相联系，然后将经由主控站计算出的信息全部注入其中。主控站的主要功能就是计算卫星钟改正参数以及卫星星历，其所采用的数据是通过GPS观测出来的。监控站的作用就如它的名称一样，主要是从事监测工作，监测的内容是卫星的工作情况。
1.3用户部分的分析
随着科技的不断进步，有关GPS的技术水平也在不断上升，市场出现了越来越多又轻又小的GPS ，这些GPS的优点在于方便携带。用户部分是GPS直接同客户接触的部分，主要由四部分组成，包括气象仪、计算机、数据处理软件以及接收器。用户使用GPS主要目的是通过收取卫星信号来实现定位导航。
2. GPS测量误差原因
在进行GPS测量时，由于在信息传递的过程经过了卫星以及接收设备，在传播的过程中受到其他因素干扰，因此容易出现GPS测量误差。其中，GPS测量误差的出现又可有以下几个因素，笔者具体阐述。
2.1 流层误差
信号传播的过程中，会因为各种原因而发生GPS测量误差。流层会对GPS的传播产生影响，尤其是在离地面四十千米以下的大气层中，这部分区域对信号的折射能力很强，从而导致传播路径发生偏差，继而不可避免的发生GPS测量误差。对于流层折射，一般情况下会采取的技术手段是运用流层模型以及同步观测数据。
2.2多路径误差
GPS误差的一种重要误差原因是多路径误差。这种误差在整个信号传播过程中都严重影响了GPS测量的精度。在信号传播的过程中，测站周围有很多的反射物，这些反射物同样会对信号起到接收以及折射的效果。信号经过反射物的反射从而进入接收机，此时会严重干扰卫星信号。从而使测量十分不准确。为了能够得到更加准确的测量值，一般采用的方法是在天线中设置抑径板。
2.3 与卫星相关的误差
卫星星历误差用较为通俗的语言解释，即是实际位置同星历给出的位置不一致，两者之间发生误差。卫星星历同单点定位的精度息息相关，会严重影响精密相对定位，是GPS测量出现误差的重要原因。
2.4因接收机而导致的误差
GPS数据发生误差很大一部分原因同接收机相关。与接收机相关的误差中天线相位中心位置的偏差是其中的关键问题。当信号被输入后，该相位中心会随时发生变化，变化的主要依据是信号的输入方向与输入强度的变化，此时实际的相位中心位置会同理论的位置相矛盾。从而使GPS测量发生误差。
3精度控制
3.1卫星星历误差的控制
GPS卫星轨道的预测工作主要是通过GPS跟踪网来实施的。其中对数据影响最大的是坐标误差，较为严重的情况下，坐标误差是其他误差十倍之多。因此要特别注重跟踪站地心坐标的精度，要求要优于0.1m，当对基站松弛轨道进行加权时，要求其坐标值要优于5m。如果能达到以上数据的要求，就能够充分满足我国区域性定位的需求。只要能够将跟踪基站进行数据分析，就能够将轨道根数误差修改而成为正值。通过以上手段，精密星历就能够传送给客户。
3.2流层误差的控制
流层通过折射，会对GPS信号的传播产生重要影响。可以从两个方面进行控制。第一，通过使用模型对GPS信号进行更正，即通过对气象资料的分析研究而建立相应的模型，对流层折射所发生的误差进行预测，从而通过数据处理进行更正。第二，通过同步观测的方法来求差，从而消除流层对GPS信号传播的影响。
3.3观测误差的控制
现今比较通用的太阳光压改正模型是ROCK4模型、标准模型、多项式模型等，这几种模型之间并无过大优劣比较，预测精度的差距都不大，一般都能达到1m定规。为了能够获得更小的误差数值，笔者认为可以将这几种模型混合使用，从而得到更为精确的误差值，甚至精度将会控制在0.1m以内。
3.4减少信号反射障碍物
信号容易反射是发生GPS测量误差的重要原因。信号反射主要体现在两个方面，第一，在接线机天线附近有很多斜面、垂直面、水平面，这些是使得GPS信号发生反射的重要原因。第二，天线有时会被安排在有障碍的地点，比如沙滩、水塘以及山坡等地，这些障碍物都会使得GPS信号发生严重反射，因此在进行GPS定位时，要采取合理的措施避开这些障碍物。
4总 结
GPS在测量过程中具有不稳定性，经常会由于一种或多种因素出现误差。要最大程度的降低这些误差，则需要对这些误差原因进行深入分析，根据分析结果制定相应的解决对策。此外，也要注意规范作业过程，制定具体的制度，这样才能够保证准确数据的获得，才能够保证GPS系统的合理有效。这也是本文写作的目的所在。
参考文献
[１] 华钢,吴江.GPS测量的误差及精度控制[J]. 才智. 2009(06).
[２] 张书生,李龙梅.GPS测量的误差及精度控制[J]. 装备制造. 2009(06)．
[３] 吕代和.GPS测量的几种误差及相应处理方法[J]. 贵州科学. 2009 (S1)．