基于GPS动态测量工作中误差的探讨

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GPS定位系统在测绘中的误差及其校正

GPS定位系统在测绘中的误差及其校正

GPS定位系统在测绘中的误差及其校正近年,全球定位系统(GPS)在测绘领域广泛应用,成为现代测绘的重要工具。

然而,GPS定位系统的测量精度不可避免地存在一定的误差,这对于需要高精度测绘数据的应用来说,可能带来一系列问题。

本文将探讨GPS定位系统的误差来源及校正方法,以期提高测绘数据的准确性与可靠性。

一、GPS定位系统误差来源1. 大气层延迟误差:GPS信号在穿过大气层时会发生延迟,导致定位结果产生偏差。

这主要由大气层中的水汽含量、温度、压力等因素所引起。

2. 卫星发射钟误差:GPS卫星发射钟的精确度无法达到理论上的完美,钟的频率可能出现细微偏差,进而影响测量结果。

3. 卫星轨道误差:由于各颗卫星在轨道上的摄动等因素,其运行轨迹不会完全符合理论轨道,从而引起时间误差。

4. 多径效应:接收天线接收到的信号可能会经过多次反射,导致信号延迟,从而产生定位误差。

5. 接收机钟差:GPS接收机内部的时钟精度有限,存在一定的误差,会对定位结果造成影响。

二、GPS定位系统误差的校正方法1. 差分定位法:差分定位法是最常用和最有效的校正方法之一。

它通过同时观测参考站和待测站的GPS信号,利用参考站的已知坐标和观测数据,计算出两个站点间的差异,进而校正待测站点的定位误差。

2. 精密轨道确定法:通过利用卫星轨道参数提供的精密轨道数据,结合接收机的测量结果,计算卫星的真实位置,从而减小轨道误差对定位结果的影响。

3. 多频率接收机技术:多频率接收机可以利用不同频率的信号对多径效应进行抵消,从而提高定位精度。

4. 大气层延迟模型校正:根据大气层的温度、湿度、压力等参数,采用相应的模型对大气层延迟误差进行校正。

5. 时钟差校正:通过与参考源对比,校正接收机内部时钟的误差。

三、GPS定位系统误差校正的应用GPS定位系统的高精度测绘数据广泛应用于地图制作、土地测量、工程测量、导航定位等领域。

对于地图制作来说,GPS定位系统提供的高精度数据能够提高地图的准确性,并为城市规划、交通规划等提供重要依据。

GPS多路径误差处理

GPS多路径误差处理

GPS多路径误差处理南京信息工程大学资源环境与城乡规划管理系,南京 210044摘要:多路径效应是GPS测量中一种主要的误差源,严重损害了GPS的测量精度。

文中就多路径效应对GPS测量误差的影响,分析多路径效应产生的原理和一些特征,介绍消除或减弱多路径误差的方法措施。

重点分析利用信噪比削弱多路径误差的方法,该方法从接收机接收的信噪比中分离多路径信号成分和直达信号成分,得到多路径对直达信号的影响量,通过改正相位观测量,从而达到消除或减弱多路径误差的目的。

关键词:GPS多路径误差、处理方法、信噪比1 引言随着近距差分GPS和民用GNSS系统的发展在各项误差源中,卫星星历误差,对流层、电离层延迟误差,接收机误差等都可以通过模型改正或双差进行消除或者削弱, 动态定位精度已可达亚米级,因此环境影响引起的误差,尤其是多路径误差就成为影响高精度定位和授时的重要因素之一。

对于一般的接收机来说,多路径信号对直视信号是一种干扰,因为多路径信号比直视信号经过了更长的路径才到达接收机,所以到达接收机时的多路径信号不论是载波相位还是码相位都和直视信号不一样,接收机对直视信号和多路径信号的混合信号进行捕获和跟踪,自然会产生误差,尤其是码相位,码相位误差最终会导致伪距误差,所以一般的接收机都会采取一定的抗多径手段来消除多径干扰。

目前,对GPS接收机多路径干扰的研究,主要切入点有:(1)射频前段,通过有效设计以提高天线增益,如扼止环(choke ring)天线;(2)事后数据处理,主要用于差分GPS领域和RTK中;(3)接收机内部信号处理。

接收机内部的处理技术可以消除短时延多路径干扰和长时延多路径干扰,是研究GPS接收机抗多路径的重点。

2 多路径误差的产生机理2.1多路径误差概念及特性一般情况下,除了直接的GPS信号外还有经测站周围各种介质如地表建筑物等一种或多种反射信号进入接收机天线,由于反射信号的振幅远小于正常信号,迭加的结果是使接收信号有一附加干涉延迟,使观测值偏离真值。

GPS在高程测量中的误差来源及应对措施

GPS在高程测量中的误差来源及应对措施

GPS在高程测量中的误差来源及应对措施【摘要】本文通过GPS在高程中的误差分析,对提高GPS测量高程精度的方法及措施进行了详细描述。

【关键词】GPS;大地高;正常高;高程拟合;高程异常一、引言众所周知,GPS作为现代化的三维测量工具,已被越来越广泛地运用到平面测量工作中去,如平面控制测量、地形测量、施工测量等。

但是GPS在实际的工作实践中,却较少运用于高程测量。

这是由于我国幅员辽阔,GPS测高受区域性大地水准面的限制以及仪器和外界条件等诸方面因素的影响,所测高程精度较低,无法满足各项工程建设的需要。

那么GPS测量高程的误差主要有哪些呢?我们又如何采取有效措施来提高高程测量精度呢?二、GPS高程测量原理利用GPS求得的是地面点在WGS-84坐标系中的大地高H84,而我国高程采用正常高。

要想使GPS高程在工程实际中得到应用,必须实现GPS大地高向我国正在使用的正常高的转化。

如图1所示。

有公式:Hr=H84-ζ由上式可知GPS高程测量的结果Hr误差主要由大地高H84的误差和高程异常ζ的误差的组成。

三、影响大地高H84的误差来源1.相位整周模糊度解算对GPS高程的影响。

相位整周模糊度解算是否可靠,直接影响三维坐标的精度。

在控制测量中,无论采用快速静态或实时动态测量技术,都必须精确解算得到相位整周数,然而相位整周数模糊度的解算常常会出现解算错误的可能性,从而会影响高程测量的精度。

2.多路径效应的制约因素:所谓多路径效应是指测站附近反射物反射来自卫星的信号与卫星直接发射的信号同时被接收机接受,这两种信号产生相互影响使其观测值偏离其真值,产生多路径误差。

多路径效应的影响分为直接的和间接的,并能对三维坐标产生分米级影响。

3.电离层延迟对高程测量量的影响:电离层对GPS测量的影响主要有:电离层群延(绝对测距误差);电离层载波相位超前(相对测距误差);电离层多普勒频移(距速误差);振幅闪烁信号衰减;磁暴、太阳耀斑等,这些电离层的变化都会延迟GPS信号的传播路线。

GPS测量中坐标纠正与误差分析

GPS测量中坐标纠正与误差分析

GPS测量中坐标纠正与误差分析GPS(Global Positioning System,全球定位系统)已经成为现代测量领域中不可或缺的工具。

通过接收卫星发射的信号,GPS可以准确测量出地球上某一点的经纬度坐标。

然而,在实际应用中,由于多种因素的影响,GPS测量的坐标可能存在一定的误差。

因此,对GPS测量中的坐标进行纠正与误差分析,对于提高测量精度和可靠性至关重要。

首先,我们需要了解GPS测量中可能存在的误差来源。

一般来说,GPS测量误差主要包括:卫星钟差、电离层延迟、大气延迟、多径效应、接收机钟差、观测数据产生与处理中的误差等。

卫星钟差指的是卫星发射信号的时间与卫星自身的时间存在一定的偏差,导致测量结果不准确。

电离层延迟是由于卫星信号在经过大气电离层时受到电离层的影响,造成信号传播速度变化,从而引起测量误差。

大气延迟是由于信号经过大气层时受到大气密度变化的影响,导致测量结果出现偏移。

多径效应指的是卫星信号在传播过程中,除了直接到达接收机外,还存在与地面或建筑物反射后到达接收机的信号,这些多路径信号会导致测量结果产生误差。

接收机钟差是指接收机内部时钟与GPS系统时间存在一定的差异,也会影响到测量结果的精度。

针对以上误差来源,我们可以采取一系列纠正措施来提高GPS测量的准确性。

首先,卫星钟差可以通过测量多颗卫星的信号并进行差分处理来纠正。

差分GPS技术能够消除卫星钟差对测量结果的影响,提高测量的准确性。

其次,电离层延迟和大气延迟可以通过接收机和卫星信号之间的差分处理来消除。

接收机将两颗卫星的信号之间的差异作为电离层和大气延迟的参考,从而进行纠正。

此外,采用多路径抑制技术可以降低多径效应对测量结果的影响。

这种技术包括选择合适的接收机和天线,减少信号的反射和干扰。

最后,接收机钟差可以通过接收机内部的校正机制进行补偿。

除了进行误差纠正,我们还需要进行误差分析,了解测量结果的可信程度和误差范围。

误差分析是通过对测量数据进行统计分析,得出误差的概率分布和置信区间。

GPS测量的主要误差来源及其影响

GPS测量的主要误差来源及其影响

实测星历根据实测资料进行拟合处理而直接得出的星历。

7第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响单点定位星历误差的径向分量作为等价测距误差进入平差计算,配赋到星站坐标和接收机钟差改正数中去,具体配赋方式则与卫星的几何图形有关。

8第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响相对定位利用两站的同步观测资料进行相对定位时,由于星历误差对两站的影响具有很强的相关性,所以在求坐标差时,共同的影响可自行消去,从而获得高精度的相对坐标。

第二节与卫星有关的误差2.星历误差对定位的影响根据一次观测的结果,可以导出星历误差对定位影响的估算式为:--- 基线长;db——卫星星历误差所引起的基线误差;p 一一卫星至测站的距离;ds——星历误差;ds——卫星星历的相对误差。

第二节与卫星有关的误差3.减弱星历误差影响的途径1)建立自己的GPS卫星跟踪网独立定轨2)相对定位3)轨道松弛法9第二节与卫星有关的误差二、卫星钟的钟误差卫星钟采用的是GPS时,但尽管GPS卫星均设有高精度的原子钟御钟和锥钟),它们与理想的GPS时之间仍存在着难以避免的频率偏差或频率漂移,也包含钟的随机误差。

这些偏差总量在Ims 以内,由此引起的等效距离可达300km o11第二节与卫星有关的误差二、卫星钟的钟误差卫星钟差的改正卫星钟差可通过下式得到改正:is aO al(t iff)日2(t W1)相对定位:利用两台或多台接收机对同一组卫星的同步观测值求差时可以有效地减弱电离层折射的影响,即使不对电离层折射进行改正,对基线成果的影响一般也不-6会超过IXIO O16第三节卫星信号传播误差2减弱电离层影响的有效措施2)双接收:如分别用两个已知频率fl和f2发射卫星信号,则两个不同频率的信号就会沿同一路径到达接收机。

公式中积分值虽然无法计算,但对两个频率的信号却是相同的。

第三节卫星信号传播误差二、对流层折射、对流层及其影响2、减弱对流层影响的措施3、用霍普非尔德公式进行对流层折射改正17第三节卫星信号传播误差1、对流层及其影响对流层是高度为50km以下的大气层,由于离地面更近,其大气密度比电离层更大,大气状态变化更复杂。

关于GPS野外测量中常见问题的分析

关于GPS野外测量中常见问题的分析
l l1 ni i
进行相对 定位 ( 又称差分定位) 。这种定位模式采用两台 以上 的
接收机, 同时 对 一 组 相 同 的 卫星 进 行 观 测 , 由参 考 站 将 其 载 波 相 位 观 测 值 的 差 分 改 正 数 据 通 过 数 据 链 G S野 外 测 量 的几 个 问 P 题 及 对 策传 输 至流 动 站 ,各 流 动 站 根 据 对 该 数 据 与 自身 观 测 值
2 . 人 为 引入 的 误 差 问题 之 二 .2 2
的运算实时解算 出流动站所在的位置。可见 G S的精确定位是 P
需 要 接 收 机通 过数 据 链 协 同作 业 来 完 成 的 ,而 数 据 链 的主 要 配
置一 电台则在协 同作业 中成为尽管重要却容 易被忽视的一环 。 G S接收机配置的 电台有两种 : 为发射 电台, P ① 与参考站配
() 1 参考站接 收机 灭线应精确对 中、 整平 , 中 差不应 大 对
于 5 m; a r
21 P . G S数 据 链传输
目前 大 多 数 测 量 型 G S的接 收 机 主 要 采 用 载波 相 位 观 测 值 P
() 格 量 取 参 考 站 接 收 机 火 线 高 , 取 两 次 以 卜 2严 量 并精 确 至
套 使 用 , 于 将 参 考 站 的差 分 改 正 数 据 发 射给 流 动 站 , 用 目前 根 据
G S配 置集 的设 置 G S设 备 界面 菜 单 中 的配 置 集 ,是 G S P P P 工 作 参 数 的集 合 ,配 置 集 设 置 正确 与 否 关 系 到 设 备 能 以 最优 状态投入工作 , 因此 , 每 一 项 野 外 测 量 工 作 开 展 之 前 , 仃 都 在 我 J 应 对 配 置 集 进 行 认 真 地 设 置 及 检 查 。表 1以 徕 片 l3 G S 20 P 为 例 , 出配 置 集 设 置 中应 注 意 的 几 个 问题 及 对 策 。 列

GPS测量中的钟差分析与校正方法

GPS测量中的钟差分析与校正方法

GPS测量中的钟差分析与校正方法导语:全球定位系统(GPS)作为一种广泛应用于测量、导航和定位的技术,已经成为我们生活中不可或缺的一部分。

然而,在GPS测量中,由于钟差的存在,会对测量结果产生较大的影响。

因此,研究GPS测量中的钟差分析与校正方法,对于提高测量精度和准确性具有重要意义。

一、GPS钟差的概念与影响钟差是指卫星钟和地面接收机钟之间的时间差。

由于卫星钟和地面接收机钟的精度不完全相同,且在转运和存储过程中会受到一系列因素的影响,导致钟差的产生。

GPS信号的传播时间是依靠测量卫星钟和地面接收机钟的差值来进行计算的,而钟差就是这个差值。

钟差对GPS测量结果的影响是很大的。

首先,钟差会导致定位结果的误差,从而影响导航精度;其次,钟差还会产生测距误差,使得测量结果的精度下降。

二、钟差分析方法在GPS测量中,钟差分析是一项基础工作,可以通过对各个卫星钟差进行分析来获得更加准确的测量结果。

1. 基于卫星轨道数据的钟差分析卫星轨道是描述卫星位置和运动状态的重要参数,通过对卫星轨道的分析,可以得到卫星钟差的近似值。

利用卫星轨道数据,可以计算出预测的钟差值,从而在GPS测量中进行校正。

2. 基于接收机测量数据的钟差分析接收机测量数据中包含了卫星信号的到达时间和接收机钟的读数,通过对接收机测量数据的分析,可以计算出实际的钟差值。

这种方法相对精确,但需要进行复杂的算法计算。

3. 综合分析法综合分析法是一种将卫星轨道数据和接收机测量数据进行综合分析的方法,可以得到更加准确的钟差值。

通过将两者的数据进行整合和比较,可以排除各自的误差,从而提高钟差的准确性。

三、钟差校正方法在得到钟差值之后,需要进行校正以提高GPS测量的准确性。

1. 即时校正法即时校正法是指在GPS测量过程中,根据实时的钟差值对测量结果进行修正。

这种方法实时性强,但精度相对较低。

2. 分析校正法分析校正法是指在GPS测量后,通过对钟差进行进一步分析,得到更加准确的校正值。

基于GPS动态测量工作中误差

基于GPS动态测量工作中误差

基于GPS动态测量工作中误差的探讨摘要:随着信息化的不断发展,现代社会的各个方面都开始逐渐实现数字化。

在现代测量中,gps的应用也越来越广泛,使现代测量更加精确、快速,然而,只要是使用工具测量,就会有误差出现,在gps测量中也不会例外。

对其误差的分析也是在测量工作中的一个重要部分。

关键词:gps;动态测量;误差分析中图分类号:p228.4 文献标识码:a 文章编号:误差的出现在测量中是无法避免,只能尽量去减小,而无法消除。

在使用gps进行测量的时候,只能使其误差比传统的测量工具产生的误差较小,但仍是会有一些误差出现,因此,在gps测量中进行误差的分析仍然是十分必要的。

误差的来源及对策1.1卫星的星历误差卫星星历的确定是根据其地面上的监测站对gps的跟踪,由于在地面的监测站会产生一定的误差,另外卫星在空中的时候会受到摄动力的影响,导致所测定的卫星的轨道会有一定的误差出现。

星历误差对单点定位和相对定位产生的影响:gps单点定位中,卫星星历为已知起算数据,而卫星则是空间的已知点,测站坐标必将受到星历误差的影响,可产生达几十米的误差;gps相对定位中,对于相邻的测站,卫星星历误差对其具有很强的相关性,这样就可以采用相位观测量求差的方法,并利用其星历误差的相关性来达到消除星历误差的目的。

从分析得知,星历误差对单点定位的影响要大于对相对定位的影响。

消除卫星星历误差可采用以下三种方法:a.同步求差法,根据星历误差距二十公里以内的两个测站的影响基本相同的特点,将在多个测站同步观测同一颗卫星所得到的测量进行求差。

采用同步求差法能够有效地减弱星历误差所带来的影响。

b.轨道改进法,此方法将卫星轨道参数作为位置参数,并纳入平差模型,轨道偏差改正数以及测站位置可以通过平差来同时求出。

短弧法和半短弧法是日常经常被采用的轨道改进法。

短弧法:在数据处理中,六个轨道偏差改正作为待估参数一同求解,此法虽然工作量大,却能明显消减轨道偏差影响。

卫星导航系统中的定位误差分析与纠正方法

卫星导航系统中的定位误差分析与纠正方法

卫星导航系统中的定位误差分析与纠正方法卫星导航系统是一种基于卫星和接收机的无线电导航系统,可为用户提供位置信息和时间信息。

目前世界上最著名的卫星导航系统是GPS系统。

卫星导航系统广泛应用于航空、航海、汽车等领域,但定位误差一直是制约卫星导航系统精度的主要因素之一。

因此,有效的定位误差分析和纠正方法对于提高卫星导航系统的精度具有重要意义。

一、定位误差的来源在实际应用中,定位误差的来源主要包括以下几个方面:1.多径效应:在卫星导航中,信号从卫星到接收机会经过大气层、地面及建筑物等障碍物的反射,形成多条路径,导致信号到达接收机时时间不同,从而影响信号的接收强度和相位,引起定位误差。

2.大气延迟:卫星信号在传播至地面接收机过程中,会和大气层中的水汽、离子层等物质发生作用,形成信号的延迟和衍射,造成定位误差。

3.时钟误差:由于卫星时钟和接收机时钟存在差异,导致信号的到达时间和时间标准存在误差,引起定位误差。

4.卫星轨道误差:卫星的轨道参数可能存在变化,导致卫星位置计算的误差,进而影响到距离计算和定位精度。

二、定位误差分析方法为了解决卫星导航系统中的定位误差问题,需要对误差源进行定位误差分析。

常用的定位误差分析方法包括以下几种:1.测量方法:通过测量不同地点的接收机接收到相同卫星的时间和位置,验证不同地点的定位误差,并对误差进行分析。

2.数据处理方法:用多条卫星信号计算一个接收机的位置,在数据处理时通过加权、差分、平均等方法消除干扰信号,提高数据质量,减小定位误差。

3.数学模型方法:通过数学建模描述误差的产生过程,并用模型对误差进行分析和预测。

三、定位误差纠正方法为了改善卫星导航系统的定位精度,需要对定位误差进行纠正,常用的纠正方法包括以下几种:1.差分方法:通过使用同时接收同一组卫星数据的两个接收机进行差分计算,除去通用误差项,提高单个接收机的定位精度。

2.观测矩阵法:利用卫星信号和接收机位置观测数据,建立观测矩阵,最小二乘法求解参数,实现对定位误差的纠正。

gps

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一、在GPS 测量中,主要的误差来源有哪几类?如何利用Saastamoinen 模型进行对流层延迟改正?如何利用Klobachar(克劳布赫)模型进行电离层延迟改正?天线相位中心的改正方法有哪些? 答:1.GPS 定位中出现的各种误差从误差源来讲大体可分为下列三类:1.1与卫星有关的误差:(1)卫星星历误差:由卫星星历所给出的卫星位置与卫星的实际位置之差称为卫星星历误差。

(2)卫星钟的钟误差;(3)相对论效应:相对论效应是指由于卫星钟和接收机钟所处的状态不同而引起两台钟之间产生相对钟误差的现象。

1.2 与信号传播有关的误差:(1)电离层延迟; (2)对流层延迟;(3)多路径误差:经某些物体表面反射后到达接收机的信号与直接来自卫星的信号叠加干扰后进入接收机,就将使测量值产生系统误差,这就是所谓的多路径误差。

1.3 与接收机有关的误差:(1)接收机钟的误差:与卫星钟一样,接收机钟也有误差; (2)接收机的位置误差;(3)接收机的测量噪声:这是指用接收机进行GPS 测量时,由于仪器设备及外界环境影响而引起的随机测量误差。

2.用萨斯塔莫宁(Saastamoinen)模型进行对流层延迟改正的公式如下:)R H (]tan)05.01255([sin 00227.02δϕ+∙-++=∆W EB e T P ES s ss式中:s h H W 00028.02cos 0026.01)(++=∙ϕϕ,其中ϕ为测站的纬度,s h 为测站高程(以千米为单位)。

B 是s h 的列表函数,R δ是E 和s h 的列表函数。

3.利用Klobachar(克劳布赫)模型进行电离层延迟改正的公式如下:该模型是一个被单频GPS 用户所广为采用的电离层延迟改正模型.该模型将晚间的电离层时延视为常数,取值为5ns,把白天的时延看成时余弦函数中正的部分.于是天顶方向调制在1L 载波(f =1575.42MHz)上的测码的电离层时延g T 可表示为: )14(2cos1059hg t PA T -+⨯=-π振幅A 和周期P 分别为:∑==3)(i im iA ϕα∑==3)(i im iP ϕβ全球定位系统向单频用户接收机提供电离层延迟改正时就采用上述模型。

解决测绘技术中的定位误差的解决方案

解决测绘技术中的定位误差的解决方案

解决测绘技术中的定位误差的解决方案测绘技术在现代社会中扮演着重要的角色,它不仅可以帮助我们准确地绘制地图和测量地球表面的各种特征,还可以应用于建筑设计、城市规划以及资源勘探等领域。

然而,在测绘技术中,定位误差是一个常见的问题,它可能导致测量数据的不准确性,从而影响到项目的成功实施。

为了解决这个问题,我们需要综合运用一系列技术和方法。

首先,我们可以利用全球卫星定位系统(GNSS)来降低定位误差。

GNSS是一种基于卫星发射的信号进行测量的定位系统,它可以提供高精度的位置信息。

通过使用多个卫星的信号,我们可以采用差分GPS技术来消除大部分的定位误差。

差分GPS技术基于至少两个接收器站点,其中一个站点处于已知准确位置上,另一个位于待测区域。

通过对比这两个站点接收到的信号,我们可以准确地计算出定位误差,并进行校正。

这种技术的应用可以大大提高测绘技术的准确性。

此外,我们还可以使用惯性导航系统来解决测绘技术中的定位误差。

惯性导航系统是一种基于陀螺仪和加速度计等传感器的导航系统,它可以通过测量物体的加速度和角速度来确定其位置和方向。

由于惯性导航系统不受GNSS信号的影响,因此它在测绘技术中可以作为一种独立的定位手段。

然而,惯性导航系统也存在累积误差的问题,这可能导致定位结果的偏差。

为了解决这个问题,我们可以使用传感器融合技术,将GNSS和惯性导航系统的定位结果进行融合,从而得到更准确的位置信息。

另外,我们还可以考虑使用基于图像处理技术的视觉定位方法。

视觉定位是一种利用相机拍摄到的场景信息来确定相机位置的方法。

通过分析图像中的特征点和地标等信息,我们可以计算出相机的位置和方向。

相对于GNSS和惯性导航系统,视觉定位方法具有较低的成本和更广泛的适用性。

然而,视觉定位方法在复杂场景和光照条件下可能存在一定的稳定性和准确性问题。

为了提高视觉定位方法的可靠性,我们可以采用多视图几何和深度学习等技术来提高特征提取和匹配的准确性。

GPS测量中的多普勒效应分析与校正方法

GPS测量中的多普勒效应分析与校正方法

GPS测量中的多普勒效应分析与校正方法引言全球定位系统(Global Positioning System,简称GPS)是一种基于卫星定位的导航技术,广泛应用于航空、航海、地质勘探等领域。

然而,由于多种因素的干扰,GPS测量结果可能存在一定的误差,其中多普勒效应是影响GPS测量精度的一个重要因素。

本文将从多普勒效应的原理入手,分析其对GPS测量的影响,并介绍一些常用的校正方法。

一、多普勒效应的原理多普勒效应是指当光源(或声源)相对于观测者运动时,观测者会感受到光(或声)的频率发生变化的现象。

在GPS测量中,卫星和接收机相对运动,导致接收机接收到的GPS信号频率发生变化。

这种频率变化即为多普勒效应。

二、多普勒效应对GPS测量的影响多普勒效应对GPS测量结果有着较大的影响,主要表现在以下几个方面:1. 载波频率变化:多普勒效应导致接收机接收到的GPS信号的载波频率发生变化,从而引起测距误差。

2. 伪距值偏差:多普勒效应还引起GPS伪距测量值的偏差,进而影响定位精度。

因为伪距值是通过接收机接收到的GPS信号传播时间和光速之间的关系计算而得,当多普勒频移发生时,测量的传播时间将发生变化,导致伪距值出现误差。

3. 信噪比下降:多普勒效应会减小接收机接收信号的信噪比,进而影响接收机对GPS信号的解调和解码能力。

三、多普勒效应的校正方法针对多普勒效应对GPS测量的影响,科学家们提出了一些有效的校正方法,以提高GPS测量的精度。

1. 多普勒滤波校正法多普勒滤波校正法利用接收机内部的高精度晶振对多普勒信号进行滤波处理,以消除多普勒效应对载波频率的影响。

该方法通过在接收机端进行频率补偿,使得接收到的GPS信号的频率得以修正,从而减小测距误差。

2. 伪距修正法伪距修正法通过对接收到的GPS信号的频率进行修正,从而消除多普勒效应对伪距测量值的影响。

该方法需要根据接收机和卫星之间的相对运动速度和方向来计算修正值,并将其应用于伪距计算公式中,以减小伪距值的偏差。

GPS动态测量中系统误差的分离方法

GPS动态测量中系统误差的分离方法


一/ ∑(一 √ I
也是 随时 间变化 的 ; 载波 相 位 差 分定 位 中 , 跳 在 周
引 起 的 误 差 在 不 同 历 元 也 是 变 化 的 。 这 些 随 时 间
式 中: e 是第 次 采样 的误 差 ;T为样 本 容 量 ; / z
为系统误 差 ; 为标 准差 。
0 引 言
在 动态测量 数据处 理 中 , 系统 误差是 很棘 手的
问题 , 研究 系统误 差 的有效处 理方 法正受 到越来 越
多的关注 。系统 误差 的特性 非常 复杂 , 既具有延 续 性, 又有偶 然性 , 因而很 难用 统一 的 、 确定 性 的模 型
1 GP S动 态测 量 的误差 特性
关 键 词 :G S 动 态 测 量 ; 差 特 性 ; 据 处 理 P ; 误 数
中图分类 号 : 2 8 4 P 2 .
文献标 志码 : A
文章编 号 :0 89 6 (0 0 0 —0 80 1 0 —2 8 2 1 ) 30 2 —5 评定 一个 GP S动 态测 量 系 统 的性 能 , 必 要 研 究 有 适合 GP S动态 测量 的数 据处理 方法 。
GP S动态 测量 的误 差是 随机 过 程 或 经采 样 以
后形 成 的随机序 列 , 当用户 台处 于 动态 时 , 是 很 这 显然 的 。在 G S动 态 测 量 系统 的鉴 定 试 验 中, P 可 以采 用静 态 目标 试验 动态性 能 , 种方法 尽管 是采 这
用静 止 目标 , 但本 质上不 同于静态 测量 。因 为噪声 引起 的误 差 、 传播 介质 产生 的误差 ( 包括 电离层 、 对 流层折 射 和多径 效应 引起 的误 差) 卫星钟 差 、 星 、 卫

GPS测量中的常见误差分析与控制方法

GPS测量中的常见误差分析与控制方法

GPS测量中的常见误差分析与控制方法GPS(Global Positioning System,全球定位系统)是基于卫星导航的定位技术,广泛应用于航海、地质勘探、测绘等领域。

然而,在实际使用中,GPS测量中常常存在误差,这些误差可能会影响测量结果的准确性与可靠性。

因此,对GPS测量中的常见误差进行分析与控制是非常重要的。

首先,我们来分析GPS测量中的常见误差类型。

主要的误差类型包括:天线相位中心偏移误差、信号传播速度误差、多径效应、大气延迟误差和钟差等。

下面我们一一进行分析:1. 天线相位中心偏移误差:天线作为GPS接收机的输入端,如果天线的相位中心与接收机定位点不重合,就会引入相位中心偏移误差。

这会导致测量结果在高程方向上产生偏差。

为了控制这种误差,可以通过校准天线相位中心来减小误差的影响。

2. 信号传播速度误差:GPS测量是基于接收到卫星发射的信号来计算距离的,而信号传播速度的误差会导致距离测量的偏差。

这主要与大气密度、温度和湿度等因素有关。

为了减小这种误差,常见的方法是采用差分GPS技术,通过同时观测一个已知坐标点上的控制接收机与流动接收机接收到的GPS信号,从而减小误差的影响。

3. 多径效应:多径效应是指GPS信号到达接收机时,除了直射路径外,还经过了其他路径的反射导致信号时间延迟。

这会导致距离测量的误差。

为了控制多径效应,可以选择开阔的测量环境,避免信号反射,或者采用自适应滤波等技术来抑制多径干扰。

4. 大气延迟误差:大气延迟误差主要是指GPS信号在穿过大气层时,由于大气折射效应而导致的误差。

这会引起距离测量的偏差。

为了减小大气延迟误差的影响,通常可以通过接收多个卫星信号来进行差分定位,从而减小误差的影响。

5. 钟差:GPS测量中的时钟误差会导致卫星与接收机之间的时间差量测量的误差。

为了控制钟差误差,可以利用差分技术进行校正,或者采用精密的时钟来减小误差。

综上所述,针对GPS测量中的常见误差,我们可以采取一系列措施来进行误差的分析与控制。

基于工程实例的GPS控制测量技术探讨

基于工程实例的GPS控制测量技术探讨

基于工程实例的GPS控制测量技术探讨摘要:本文基于笔者多年从事GPS控制测量的相关经验,以GPS 应用于某隧道控制网布测为研究对象,分析探讨了在类似工程中,GPS 控制网的布设原则,重点研究了贯通误差的计算方法和贯通精度的估算,全文是笔者长期工作实践基础上的理论升华,相信对从事相关工作的同行有着重要的参考价值和借鉴意义。

关键词:GPS 长大隧道控制网贯通误差长大隧道控制网,一般都受地形和开挖口布局的限制,难以按最优化进行设计。

控制网均成带状,长、宽之比多大于1/10,网的结构很不理想,而且常常位于极其困难的崇山峻岭中,高差常达几百米至千米。

这就给控制网的布测带来极大的困难。

某隧道全长4.6km,采用GPS控制网,对其两端的16个控制点进行测量,在短短8天的工作中得到各基线的数据,在内业工作中编成了相应的工程处理软件,对各点进行平差,求出了各点的方差阵、高斯坐标、独立坐标、方位角及其中误差。

以在此基础上对两个隧道进行横向贯通精度的比较分析,得出了GPS隧道控制点的选点方案,布网的原则。

通过此次GPS测量技术的探讨,进一步说明GPS在工程控制测量中的优势,在将来的工程领域中,利用其特点将发挥其事半功倍的效果。

1 基于GPS控制网布设的优点在传统的办法中,建立隧道施工控制网通常采用三角测量方法,近几年来又采用精密导线法。

但是,这些常规方法受到通视条件、图形条件、地形条件等诸多因素的影响。

所以,控制网在选点布网及观测等诸多过程中受到限制。

而隧道一般在山区,其地形复杂,采用常规测量办法其难度不难想象。

而GPS建立隧道控制网时,由于GPS观测不受通视条件限制其网形也不像常规控制网那么严格,故在隧道测量中采用卫星测量是一种有效的办法。

GPS在测量中的应用,有如下几个优点:a.观测站之间不需要通视。

这就减少了测量工作中的经费和时间问题,同时也使点位的选择变得十分灵活。

b.定位精度高。

在小于50km的基线上,其相对精度可以达到1PPm-2PPm,随着基线的加长,其定位相对精度就越高。

动态GPS测量中误差的分析与解决方案

动态GPS测量中误差的分析与解决方案
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动 态 GP S测 量 中误 差 的分析 与解 决方案
(、 1黑龙江源泉国土资源勘查设计有限公司, 黑龙江 哈 尔滨 10 0 2 黑龙江源泉. 500 、 国土资源勘 查设计有1  ̄司 , %/ 黑龙江 哈 尔滨 10 0 ) x 5 0 0

流动站上要能正确地输入接收机 的天线 高 度, 而一定要注意计量单位的正确( 、 米 英尺1 。因为 G S所测出的位置还要经过坐标的转换才 可以达 P 到用户所要求的坐标形式 ,若是在基准站之上直 接的输入地方基准下坐标 ,则在流动站当中也要 进行投影并将其变换成平面的坐标 ;若是在基准 站之上输入 WGS一 8 4或是经转换后的 WGS一 8 坐标 ,而刚在流动站上还是要输入由 WGS 4 一 8 4到当地的坐标基准 当中 3 个或是 7转换 的参 数,因此在一般的情况之下要输 入地方 的基准椭 球参数和其转换参数 ,再进行投影的变换即可 以 得到平面的坐标 。流动站当中控制参数也要设置 的恰当,如 P O D P值—般就没成 6或是小于 6截 , 止 的高度角和 P O D P的值变化相反 ,而截 止高度 角大则 P O D P也大 ,一般情况下截止的高度角要 设为 1D 1。而且一定要小于或是等于基准站 o 或 5, 上 的截 止高度 角 。 2 接收 机 钟精度 控 制 2 接收机的天线附近水平面 、斜面与垂直面都 能 G S的信号产生镜反射。而天线附近的地形和 P 事物, 例如池塘、 建筑物、 树木 、 沙滩、 山谷、 水沟、 山 坡和道路等都可以构成镜反射。 所 在选择 G S P 的点 位 时要 特别 的 去注 意避 这些 事物 和 地 形 。解 决 接 收机 钟 差 的办法 有 如下 的几 种 :单 点 的定 位 时 ,就是 要将 钟 差作 为 —个 未知 数 在方 程 当 中求 解; 而在载波相位相对的定位当中 , 要采用对观测 值 的求差( 星间单差 , 星站间双差) , 方法 能有效地 去除接收机钟差。 高精度定位时, 要用外接频标的 方法 , 为接收机提供高精度的时间标准。 2 . 据通 讯 链 3数 数据的传输率是指基准站与流动站之问数据 的传输速率 。而数据的更新率就是指基准站的信 息更新速度或是流动站所得到的信息速度。传输 率的依赖于更新率,而更新率 的确定和误差影响 或是数据本身的直接相关。 实时差分在 R D测量 T 当中, 一般采要用 R C C 14格式 , T MS 一0 大约由每 个历元 8 0比特的信息组成 , 0 包括时算 , 每颗 卫星 的伪距离改正项 以及改正项的变化率, S 在 A政策 的影响下 ,卫星伪距离改正变化率在 5 秒之内还 是能够准确的预测 , 所以 R D数据更新率最慢为 T 5秒 。 就是 说要 求 5秒 内要把 80比特 的信息 由 也 0 基准站传给流动站 ,即数据的传输率 为 10 P 6BS ∞irP rscn 对 于二进制传辅 , t e end e 数据的传输率 就等于波特率 ,也就是说 ,T R D的波特率不低于 10R K测量 中要求基准站每一秒都把数据传送 6 ,T 给流动站,即数据更新率为一秒一次 ,由于 R K T 要把基准站上 的所有的观测数据传送给流动站 , 所以数据量大,不少得的厂就家采用压缩的技术 来减少 比 其特数, T R K的数据传输率 比R D要大 T 得多了,从而 R K的波特率要大 , T 一般不低于 40 8 0波特 , 常常要 求 9 0 6 0以上 ,

GPS-RTK测量方法研究与精度分析

GPS-RTK测量方法研究与精度分析

GPS-RTK测量方法研究与精度分析Measurement Method and Precision Analysisof the GPS-RTK测绘与地理信息学院测绘工程张廷雷201003215李建章摘要RTK(Real Time Kinematic)是一种利用GPS载波相位观测值进行实时动态相对定位的技术。

RTK测量操作简便、自动化程度高、高效、方法灵活,较之于传统测量手段的众多优点,使其在城市建设、各类工程测量中越来越具有重要的作用和地位,但是,RTK 测量技术也受地形、卫星、电台、测区控制点分布、转换参数求取等各种因素的制约。

特别是所求转换参数的精度,在很大程度上直接决定了RTK测量结果的质量!本论文结合RTK定位技术的现状,论述了RTK测量原理、RTK定位技术的现状等,通过实验,验证分析了四种常用RTK测量模式及其精度,并在此基础上探究小范围内控制点不足的测区与周围控制点充足测区之间的坐标传递及转换方案,并探讨方案的可行性及精度,针对性提出了相应的操作流程及注意事项,分析了各方案的适用程度,进一步完善了现场特殊问题的应对方案,最后拟定相应的的数据处理及成果形成方案。

本论文讲了RTK定位技术的原理、 RTK误差来源及测量精度;陈述了复杂地形下影响RTK高程精度的因素和需要采取的相应措施;对常用四种RTK测量模式进行了探讨及精度分析;阐述了RTK定位技术的应用前景。

结合校内实验阐述了测量过程中遇到的问题,提出了不同境况RTK测量存在的问题和所采取的相关方法和手段。

最后对各种实测成果进行了概括论述,讲了通过实测得到的相关结论,主要包括:基准站安置到已知点和未知点以及现有控制点WGS84坐标是否已知四种情况下RTK测量精度分析、小范围内控制点不足的测区与周围控制点充足测区之间的坐标传递及转换方案可行性及精度。

关键词:GPS-RTK;测量模式;精度分析;影响因素AbstractRTK (Real Time Kinematic) is a real-time dynamic relative positioning technique using a GPS carrier phase observations. RTK measurement has the advantages of simple operation, high degree of automation, high efficiency, flexible, many advantages compared with the traditional methods, in the city construction, all kinds of engineering measurement has become more and more important role, however, the RTK measurement technique is also affected by topography, satellite,radio, a test area restricted distribution, transformation parameter staking various factors. Especially the transformation precision,quality largely determines the results of RTK measurements! In this paper, combining with the current situation of RTK positioning technology, discusses the principle of RTK measurement, RTK positioning technology of the status , through the experiment,verify the analysis of four kinds of commonly used RTK measurement-model and its accuracy, and on this basis to explore within a small range of control points of test area and control points around the adequacy measurement coordinate zone between the transfer and conversion scheme, and discusses the feasibility and accuracy of the scheme, put forward the corresponding operation process and the matters needing attention, and analyzed the application degree of each scheme, and further improve the program to deal with special problem son-site, finally, draws up the corresponding data processing and results in the formation of scheme.RTK principle, error source and the measuring accuracy of this thesis about the RTK positioning technology; representations over complex terrain factors influencing RTK height precision and corresponding measures need to be taken; on four kinds of common RTK measurement mode is analyzed and precision; application of RTK positioning technology. Combined with the experiment described in the measurement process, puts forward some methods have different circumstances RTK measurement problems and measures and means. At the end of the measured results is reviewed, about the relevant conclusions, obtained mainly includes: base station placement to the known and unknown point and the existing control point WGS84 coordinate is known to the four cases RTK measurement accuracy analysis, control measure and control points around the adequacy measurement coordinate zone between the transfer and conversion feasibility and accuracy is not enough small range KEYWORDS: GPS-RTK; Measurement model; Accuracy analysis; Influencing factors目录第一章绪论 (1)第一节引言 (1)第二节国内外研究现状 (4)第三节研究的背景及意义 (6)第四节研究的主要内容和目标 (8)第二章RTK定位技术概述 (10)第一节 GPS测量原理 (10)一、GPS系统组成 (10)二、GPS工作原理 (11)三、GPS误差来源及应对措施 (13)第二节 RTK测量原理及特点 (14)一、RTK工作原理 (14)二、求差法载波相位GPS原理及双差模型 (15)(一)求差法 (15)(二)双差模型 (16)三、RTK测量的技术特点 (17)第三节 RTK误差来源及处理措施 (19)一、RTK的误差来源 (19)二、影响因素处理措施 (20)第四节 RTK定位技术类型及应用前景 (22)一、常规RTK (22)二、网络RTK原理及分析对比 (23)三、基于CORS系统的网络RTK的应用前景 (25)第三章理论公式及验证方法讨论 (27)第一节 RTK定位结果精度验证方法及公式 (27)第二节实验总体设计 (28)一、静态控制网实验设计 (28)二、RTK实验设计 (29)第三节实验仪器 (30)一、静态测量及RTK测量仪器 (30)二、约束平差测边仪器 (30)第四章几种常用RTK模式下精度验证实验及分析 (32)第一节静态控制网测量 (32)一、GPS静态网建立 (32)二、GPS静态观测 (32)第二节控制点WGS84坐标已知时的精度验证分析 (35)一、基准站安置到已知点(模式一have84-y) (35)(一)实验方案及步骤 (35)(二)数据处理及精度分析 (36)二、基准站安置到未知点(模式二have84-n) (38)(一)实验方案及步骤 (38)(二)数据处理及精度分析 (38)第三节控制点WGS84坐标未知时的精度验证分析 (39)一、基准站安置到已知点(模式三no84-y) (40)(一)实验方案及步骤 (40)(二)数据处理及精度分析 (40)二、基准站安置到未知点(模式四no84-n) (41)(一)实验方案及步骤 (41)(二)数据处理及精度分析 (41)第四节同一工程转换参数合理利用问题 (43)第五节不同模式的综合分析 (45)总结 (47)致谢 (49)参考文献 (50)第一章绪论本章介绍了 GPS-RTK 定位技术的研究现状及其局限性,阐明了本文研究的背景和意义,确定了本文研究的主要内容和目标。

GPS多路径误差处理

GPS多路径误差处理

GPS多路径误差处理南京信息工程大学资源环境与城乡规划管理系,南京 210044摘要:多路径效应是GPS测量中一种主要的误差源,严重损害了GPS的测量精度。

文中就多路径效应对GPS测量误差的影响,分析多路径效应产生的原理和一些特征,介绍消除或减弱多路径误差的方法措施。

重点分析利用信噪比削弱多路径误差的方法,该方法从接收机接收的信噪比中分离多路径信号成分和直达信号成分,得到多路径对直达信号的影响量,通过改正相位观测量,从而达到消除或减弱多路径误差的目的。

关键词:GPS多路径误差、处理方法、信噪比1 引言随着近距差分GPS和民用GNSS系统的发展在各项误差源中,卫星星历误差,对流层、电离层延迟误差,接收机误差等都可以通过模型改正或双差进行消除或者削弱, 动态定位精度已可达亚米级,因此环境影响引起的误差,尤其是多路径误差就成为影响高精度定位和授时的重要因素之一。

对于一般的接收机来说,多路径信号对直视信号是一种干扰,因为多路径信号比直视信号经过了更长的路径才到达接收机,所以到达接收机时的多路径信号不论是载波相位还是码相位都和直视信号不一样,接收机对直视信号和多路径信号的混合信号进行捕获和跟踪,自然会产生误差,尤其是码相位,码相位误差最终会导致伪距误差,所以一般的接收机都会采取一定的抗多径手段来消除多径干扰。

目前,对GPS接收机多路径干扰的研究,主要切入点有:(1)射频前段,通过有效设计以提高天线增益,如扼止环(choke ring)天线;(2)事后数据处理,主要用于差分GPS领域和RTK中;(3)接收机内部信号处理。

接收机内部的处理技术可以消除短时延多路径干扰和长时延多路径干扰,是研究GPS接收机抗多路径的重点。

2 多路径误差的产生机理2.1多路径误差概念及特性一般情况下,除了直接的GPS信号外还有经测站周围各种介质如地表建筑物等一种或多种反射信号进入接收机天线,由于反射信号的振幅远小于正常信号,迭加的结果是使接收信号有一附加干涉延迟,使观测值偏离真值。

水下地形测量的GPS误差控制对策

水下地形测量的GPS误差控制对策

水下地形测量的GPS误差控制对策水下地形测量是指在水下环境中,利用GPS技术对水下地形进行测量和定位。

由于水下环境复杂多变,水下地形测量的GPS误差控制成为了一个重要的问题。

本文将从水下地形测量中GPS误差的原因、影响以及对策方面进行分析和探讨。

一、水下地形测量中GPS误差的原因1. 信号传输路径受阻由于水的折射作用,GPS信号在水下传输路径受阻,导致信号传输的损失和延迟,从而影响GPS测量的精度。

2. 水下多路径效应水下环境中存在大量水下结构、岩石等物体,GPS信号在传输过程中会发生多次反射,导致多路径效应,造成信号的混叠和衰减,影响GPS定位的准确性。

3. 水下环境干扰水下环境中存在海浪、海流等干扰因素,这些因素会对GPS信号的传输和接收造成干扰,进而影响GPS测量的精度和稳定性。

1. 测量精度下降GPS误差会导致水下地形测量的精度下降,影响测量结果的准确性和可靠性。

3. 测量成本增加由于GPS误差导致测量精度下降和稳定性降低,可能需要增加测量设备和费用,从而增加测量成本和投入。

1. 优化GPS测量设备通过优化GPS测量设备的硬件和软件,提高信号的传输和接收性能,降低GPS误差的影响。

2. 加强水下环境管理加强水下环境的管理和维护工作,减少水下结构、岩石等物体对GPS信号传输的干扰,降低多路径效应的影响。

3. 开展水下地形测量前的地质勘探在进行水下地形测量前,开展地质勘探工作,了解水下地形的情况和特点,为GPS测量提供准确的参考和依据。

4. 采用多传感器融合技术采用多传感器融合技术,将GPS和其他传感器的数据进行融合和处理,提高水下地形测量的精度和稳定性。

5. 加强数据处理和分析加强对GPS测量数据的处理和分析工作,充分利用数据处理软件和算法,减小GPS误差的影响,提高水下地形测量的可靠性和准确性。

6. 强化人员培训和管理加强水下地形测量人员的培训和管理工作,提高人员的技术水平和责任意识,保障GPS测量工作的质量和稳定性。

基于GPS动态测量工作中误差的探讨

基于GPS动态测量工作中误差的探讨

基于GPS动态测量工作中误差的探讨【摘要】RTK技术与GPS静态定位技术相比,一方面,RTK实时动态测量具有高效与灵活的特点。

另一方面,RTK所具有的实时动态定位系统结构以及数据采集处理等技术工艺比较复杂。

与流动站实时定位所存在的相关的误差,对RTK的作业精度与可靠性都会带来直接的影响。

因而,有必要对这些误差影响进行必要的研究,进而更好地把RTK技术所具有的优势进行有效发挥,为GPS 测量生产实践提供必要的参考。

【关键词】动态测量定位减少误差数据拟合1 油田GPS—RTK井位测量的误差分析误差分析存在两类:一类是和信号传播相关的误差,具体包括电离层折射、多路径效应以及信号干扰等等,另外一类是GPS卫星与仪器相关的误差,具体包括卫星星历误差、卫星钟差以及观测误差等等。

从固定基准站的层面来看,同GPS卫星与仪器相关的误差能够通过校正方法来实现削弱的效果,同信号传播相关的误差将随移动站至基准站的距离的增加而加大,所以RTK的有效作业半径是有限的(一般为10km内)。

2 RTK流动站相关的误差影响特性分析在GPS测量时,观测值是以接收机天线的相位中心位置作为基础的,天线的相位中心和它的几何中心从理论的层面上应维持一致。

但在对天线的相位中心进行观测时,应随着信号输入强度与方向的不同而存在一定的变化,此类差别被称作天线相位中心的位置偏差。

此类偏差所导致的影响甚至能达到厘米。

正因为如此,接收机天线相位中心的偏差,对RTK定位精度有着较大的影响。

实际操作中,用观测值的求差的方式来削弱相位中心偏移所带来的负面影响,必要时对天线检验进行校正。

RTK动态作业时载体瞬时姿态改正精度作为重要的误差来源,在进行动态观测操作时,在多类因素的作用下,无法确保流动站的单杆能够达到完全竖直的状态。

在待定点P上无法实时确定天线动态瞬时姿态,如图1所示。

设地面坡度或天线对中杆单杆高度为h时,倾斜姿态角θ使P点铅垂方向A偏移B,即引起平面ΔP和高程Δh误差,θ很小时,可推出两项误差改正模型。

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基于GPS动态测量工作中误差的探讨【摘要】rtk技术与gps静态定位技术相比,一方面,rtk 实时动态测量具有高效与灵活的特点。

另一方面,rtk所具有的实时动态定位系统结构以及数据采集处理等技术工艺比较复杂。

与流动站实时定位所存在的相关的误差,对rtk的作业精度与可靠性都会带来直接的影响。

因而,有必要对这些误差影响进行必要的研究,进而更好地把rtk技术所具有的优势进行有效发挥,为gps测量生产实践提供必要的参考。

【关键词】动态测量定位减少误差数据拟合
1 油田gps—rtk井位测量的误差分析
误差分析存在两类:一类是和信号传播相关的误差,具体包括电离层折射、多路径效应以及信号干扰等等,另外一类是gps卫星与仪器相关的误差,具体包括卫星星历误差、卫星钟差以及观测误差等等。

从固定基准站的层面来看,同gps卫星与仪器相关的误差能够通过校正方法来实现削弱的效果,同信号传播相关的误差将随移动站至基准站的距离的增加而加大,所以rtk的有效作业半径是有限的(一般为10km内)。

2 rtk流动站相关的误差影响特性分析
在gps测量时,观测值是以接收机天线的相位中心位置作为基础的,天线的相位中心和它的几何中心从理论的层面上应维持一致。

但在对天线的相位中心进行观测时,应随着信号输入强度与方向的不同而存在一定的变化,此类差别被称作天线相位中心的位置
偏差。

此类偏差所导致的影响甚至能达到厘米。

正因为如此,接收机天线相位中心的偏差,对rtk定位精度有着较大的影响。

实际操作中,用观测值的求差的方式来削弱相位中心偏移所带来的负面影响,必要时对天线检验进行校正。

rtk动态作业时载体瞬时姿态改正精度作为重要的误差来源,在进行动态观测操作时,在多类因素的作用下,无法确保流动站的单杆能够达到完全竖直的状态。

在待定点p上无法实时确定天线动态瞬时姿态,如图1所示。

设地面坡度或天线对中杆单杆高度为h时,倾斜姿态角θ使p点铅垂方向a 偏移b,即引起平面δp和高程δh误差,θ很小时,可推出两项误差改正模型。

3 拟合方法转换
通过gps相对定位的方式所得到的三维基线向量,以gps网平差为基础可以得到高精度的大地高差。

若网中有一点或者多点有着精确的gs-84坐标系的大地高程,则在gps网平差后,能够求得各gps点的大地高gs-84大地h84高是由地面点沿通过该点的椭球面法线到参考椭球面的距离,是一个几何量,不具有物理上的意义它通过与水准测量资料重力测量资料等相结合,来确定测点的正常高,具有重要的意义但在实际应用中,地面点高程采用正常高系统。

二次曲面拟合法是在拟合区域内的水准重合点之间,按削高补低的原则平滑出一个二次多项式曲面来代表拟合区域的似大地水
准面,供内插使用拟合范围越大,高程异常的变化则会更加复杂,削高补低的误差也越大平面拟合法使用范围比较窄,要求拟合区域
地势平坦区域范围较小,似大地水准面接近一个平面,它通过少量的已知固定点拟合出简单的平面模型来近似表示似大地水准面多
面函数拟合是一种纯数学曲面逼近方法,它的出发点是在每个数据点上同各个已知数据点分别建立函数关系,这种关系表现为一规则的数学曲面,将这些有规律的数学曲面按一定的比例迭加起来,就能够实现较好的拟合效果。

采用的已知水准点越多,相对来说拟合精度就越高。

结合实测量gps高程测量应用的组成gps水准混合网进行平差,并将其精度与四等水准测量精度指标进行比较,经实际工作验证,拟合出的正常高程能够满足一般工程四等水准测量精度要求,在一定程度上降低了生产成本。

4 油田gpsrtk井位测量的质量控制
4.1 对坐标参数转换的要求
gps卫星星历是以wgs一84大地坐标系为根据而建立的,
gps-rtk使用的坐标系统是wgs-84坐标系统。

目前求解坐标转换参数的方法有两种:一是将测区控制点的wgs84坐标和54北京坐标直接键人手簿来自动求取转换参数。

二是控制点若无wgs84坐标,可采取现场采集的方法,通过键入一定数量控制点的地方坐标,然后到这些控制点上用rtk采集wgs84坐标,通过点校正拟合出最佳转换参数(又称求参),其转换参数的准确性通过多次实践,我们认为,求参控制点的精度及分布是影响定位精度很重要的一环,一般要求控制点在测区内要分布均匀,平面起算点5个以上。

4.2 参考站选择要求
针对rtk定位原理中的两种信号传播的重要性,油田井位测量参考站位置的选择尤为重要,参考站除应当满足gps观测条件外,还应满足“电磁波通视”———即电磁波能从参考站通过直射、绕射和反射等传播方式有效地到达流动站,通常规定参考站应选择在地势开阔或高层建筑物的楼顶上,周围没有无线电干扰和多路径效应,以利于接收卫星信号和数据链信号。

4.3 油田井位测量时段要求
进行井位测量时应满足gps观测要求,安排观测时间时应排除点位几何图形强度因子(pdop)值大的时间段(可以通过卫星预报的信息来查看),经分析出现粗差的时候往往是pdop值较大的时间段,一般中午时分不易进行rtk测量,或者测量效率很低,所以要尽量早出工,晚收工,利用良好时段进行rtk井位测量,不仅效率快,而且精度高。

4.4 仪器机内精度设置
要求设置机内精度时保留一定的精度储备,这样可以使收敛较慢的点位观测精度会提高。

一般做控制时机内精度指标预设为点位中误差±2.0cm,高程中误差±2.0cm。

3.6.rtk观测架站要求为减少仪器对中误差和加快初始化收敛,要求油田井位测量时,rtk观测时间应不少于3min。

4.5 解决盲点问题
如果导致盲点的主要原因是数据链信号接收问题,首先可提高
参考站和流动站天线的架设高度,流动站天线可采用长垂准杆架设以保证成果精度。

若不行再考虑搬站;如果盲点地区致盲的主要原因是接收卫星状况不良,则应该在盲点周围加测根控制点,以便用全站仪补测。

参考文献
[1]杨帆,张予杰,gps-rtk技术在油田井位测量中的应用[j].《全球定位系统》.2005.02.
[2]王利,郑玮.rtkgps测量中坐标转换参数求解若干方法讨论[j].西安工程学院学报;2002.01.。

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