控制測量誤差淺析

1、<p><b>　　控制測量誤差淺析</b></p><p>　　摘要：本文闡述了GPS控制測量的特點，分析了影響GPS測量精確度的因素，提出了減少GPS誤差及提高GPS觀測精度的措施。 </p><p>　　關鍵詞：控制測量；誤差；淺析 </p><p>　　中圖分類號：TU7文獻標識碼：A 文章編號： </p>&l

2、t;p>　　GPS定位技術以其精度高、速度快、費用省、操作簡便等優(yōu)良特性被廣泛應用于大地控制測量中。時至今日，可以說GPS定位技術已完全取代了用常規(guī)測角、測距手段建立大地控制網。我們一般將應用GPS衛(wèi)星定位技術建立的控制網叫GPS網。歸納起來大致可以將GPS網分為兩大類：一類是全球或全國性的高精度GPS網，這類GPS網中相鄰點的距離在數干公里至上萬公里，其主要任務是作為全球高招度坐標框架或全國高精度坐標框架，為全球性地球動力學和空

3、間科學方面的科學研究工作服務，或用以研究地區(qū)性的板塊運動或池殼形變規(guī)律等問題。另一類是區(qū)域性的GPS網，包括城市或礦區(qū)GPS網，GPS工程網等，這類網中的相鄰點間的距離為幾公里至幾十公里，其主要任務是直接為國民經濟建設服務?，F(xiàn)如今，GPS在控制測量的應用領域中得到了廣泛的應用，許多地方都會運用到GPS控制測量，比如：衛(wèi)星、工程、交通、導航、石油、科學研究等領域；根據GPS測量的定位特點來分析GPS控制測量的誤差，從而知道是什么因素影響了

4、GPS測量的準確度，從而找到一些常運用到的解決方法。 </p><p>　　1 GPS控制測量的特點 </p><p>　　1.1 GPS測量的含義及分類 </p><p>　　所謂GPS測量，就是一項要求嚴格、技術相對復雜的工作，它要求要對每一個階段的工作，都必須要經過密切的組織和精心的設計后才能進行GPS實施環(huán)節(jié)。GPS在具體的實施上也要遵循一定的原則，不僅要滿

5、足用戶對測量的準確度，還要滿足用戶對測量的可靠性，并且還要盡量地減少時間、經費與人力的消耗等等，以免造成浪費現(xiàn)象。 </p><p>　　如果是按照GPS的控制測量的工作性質來分類，可以分成外業(yè)與內業(yè)兩部分。外業(yè)的工作主要是：選擇點、建立測量的標志、埋石和野外觀測與成果的質量檢核等等。而內業(yè)工作與外業(yè)工作完全不同，那么內業(yè)的工作主要是：GPS的技術設計、GPS在測量后的數據處理和GPS的技術總結等等。GPS控制測

6、量還可以根據它測量實施的工作程序上進行分類，它主要包括以下幾階段：GPS的選點和埋石、GPS網的優(yōu)化設計、以及在外業(yè)進行觀測、成果的檢驗、數據的處理和編制報告。 </p><p>　　1.2 GPS測量所具備的優(yōu)點 </p><p>　　1.2.1 GPS采用技術測量方格網，它的適應性更強。 </p><p>　　1.2.2 GPS測量采用方格網點定位，它的誤差分布

7、較均勻而且它的精確度也較高，它不僅能滿足用戶的要求，而且還擁有較大的儲存空間。 </p><p>　　1.2.3 它采用大的控制網，從而使它的網形優(yōu)化更加的方便。 </p><p>　　1.2.4 它在方格網進行精度測量時采用了點位中誤差，比相對中誤差的精度指標更具有優(yōu)勢。 </p><p>　　2 影響GPS測量精確度的因素 </p><p&g

8、t;　　為了提高測量的精度，只有把誤差降到最低或者是盡量避免誤差的出現(xiàn)才能提高測量的精度。那么影響GPS測量的因素又有哪些呢？ </p><p>　　2.1 噪聲的誤差 </p><p>　　它也是誤差中最主要的因素之一。GPS測量主要是測量衛(wèi)星信號從衛(wèi)星的出發(fā)到接收機接收信號一個時間上的測量，主要是測量時間延遲，并且還要在接收機內復制它從發(fā)射到接收這段距離的信號，還要通過接收機上的時間延

9、遲器來進行相移，把復制到的碼信號和接收到相對應的碼信號進行對比，從而達到它的最大相關，并且還必須要有相移量，這就是衛(wèi)星從發(fā)射的碼信號與到達接收機接受了信號的傳播時間。所以說，接收信號的設備，它的性能也會到影響觀測的精確度。 </p><p>　　2.2 觀測時段的偏差 </p><p>　　觀測時段的長度也會對精度產生一定的影響。除此之外，衛(wèi)星的空間位置也是影響觀測精確度的一個重要因素。

10、</p><p>　　2.3 衛(wèi)星軌道誤差 </p><p>　　衛(wèi)星軌道誤差就是計算所得出的衛(wèi)星位置同具體的衛(wèi)星位置之間錯產生的偏差。在衛(wèi)星進行運行過程中因為各種不同的攝動力對其產生影響，衛(wèi)星就會產生繁瑣的運行軌道，對所有的攝動力予以精確測定，并且將衛(wèi)星運行的軌道予以準確預報方面具有很大的難度。當下，利用廣播星歷對衛(wèi)星位置精度進行計算也只有5～10 m。差分相對定位并不是影響衛(wèi)星軌道誤差

11、的主要來源，但是在不斷變大的基線距離下，將會逐漸對其產生影響。對基線進行長距離的測量而言，一方面可以利用亞米的精密星歷，同時還可利用短弧法，把一些衛(wèi)星軌道的參數當作未知數，并同基線向量放在一起進行解算。 </p><p><b>　　2.4 周跳誤差 </b></p><p>　　在精密GPS的相對定位中主要利用相位觀測值進行觀測，相位觀測值為接收機本機通過振蕩而出現(xiàn)

12、的相位同接收到的衛(wèi)星載波相位之間出現(xiàn)的落差，在進行測量的過程中，僅僅可以測到在1周以內的小數方面（可精確至0.01周）。在條件完美的情況下，接收機將衛(wèi)星予以鎖定之后能夠持續(xù)進行跟蹤，這樣就可以測量出整數部分在內的全部相位的變化量，所以全部的歷元的相位觀測量同接收機至衛(wèi)星的距離之間所差的載波波長的一個整數倍數，它的值不是靈活可變的，此整數就是整周的模糊度，能夠在解算過程中同其他參數在一起求出。然而在具體的觀測中，接收機通常因為一些因素短時

13、間對衛(wèi)星短失去跟蹤，在此期間內就不會有效測出相位的變化，稱為周跳。在短距離進行GPS的基線定位的時候，將會基本將大氣軌道的誤差予以抵消，電離層以及對流層出現(xiàn)延遲的現(xiàn)象是因為它們具有相關性這樣就會將一些影響予以消除，周跳大小可以保證整數特性在一定數值上，進行處理的時候不會太復雜。 </p><p>　　3 減少GPS誤差及提高GPS觀測精度的措施 </p><p>　　3.1 要建立相對獨立

14、的GPS以及衛(wèi)星的測軌網，還要精確到測量GPS衛(wèi)星，以供非特許的用戶使用。 </p><p>　　3.2 可以采用差分定位的技術，差分定位就是在點上建立一個基準站，再進行GPS衛(wèi)星跟蹤觀測，還要測量每個衛(wèi)星的偽距觀測值并對它作出正確的改正值；然后再通過差分的數據傳輸系統(tǒng)，及時的發(fā)送到流動站；經過流動站來觀測GPS衛(wèi)星的偽距，然后再以修正后的差分進行一個定位的解算。并且利用GPS測量可以消除或者減弱影響，有效地減弱

15、電離層與對流層的延遲誤差，從而對觀測結果產生影響。 </p><p>　　3.3 采用了對載波相位的直接測量技術，讓它的相對定位更具有精確度。 </p><p>　　3.4 針對衛(wèi)星在觀測時間上較短的現(xiàn)象，可以采用刪除衛(wèi)星的觀測數據的方法，不參加基線的結算，從而可以確?；€解算的質量。 </p><p>　　3.5 可以建立比較獨立的定位系統(tǒng)。不過它的耗資量大，它的

16、技術也相對復雜，這種定位方法對正處在發(fā)展中的國家來說還算是相對困難的，不太建議發(fā)展中的國家采用此種方法。 </p><p><b>　　4 結束語 </b></p><p>　　在當前，正因為GPS測量具有較高的定位精確度，比常規(guī)的控制測量具有更高的工作效率，外業(yè)的勞動強度也相對較小以及實施測量的成本較低，而且還可以實行全天的等候觀測等多方面的優(yōu)點，使得GPS測量取代

17、了常規(guī)的測量方法，現(xiàn)已成為主要的發(fā)展趨勢。國家利用GPS的各大優(yōu)點來進行數據的更新，這使得GPS更具有高效、高速、高精度和不受惡劣環(huán)境以及氣候影響等諸多優(yōu)勢，堅信在未來的幾年里，GPS測量的連續(xù)觀基準站定會遍布全國各地，在任何的一個地區(qū)都會實現(xiàn)實時的測量，這種科學、便捷的GPS測量工具定會在時空的領域中取得卓越的成績。 </p><p><b>　　參考文獻： </b></p>

18、<p>　　[1] 劉建賢.GPS測量的誤差分析與探討[J].科技傳播，2010，（12）. </p><p>　　[2] 張清志，陳智粱，劉宇平等.GPS測量誤差分析[J].沉積與特提斯地質，2011，2（3）. </p><p>　　[3] 殷襯弟.淺談GPS精密測量技術[J].山西建筑，2011，（30）. </p><p>　　[4] 劉新黨.咸