摘 要：數(shù)字化技術(shù)的應(yīng)用大大的拓展了各行各業(yè)的經(jīng)營(yíng)業(yè)務(wù)領(lǐng)域，尤其是從GPS技術(shù)應(yīng)用以來，許多行業(yè)的勞動(dòng)強(qiáng)度都得到了解放，工作的效率也得到了大幅提高。在測(cè)繪行業(yè)中，這幾年也逐漸引進(jìn)了GPS技術(shù)，并且這種技術(shù)的應(yīng)用已經(jīng)得到了測(cè)繪工作者的喜愛和認(rèn)可，在較長(zhǎng)的一段時(shí)間里GPS技術(shù)將成為測(cè)繪行業(yè)的主流技術(shù)。但GPS技術(shù)在面臨測(cè)高的問題中還存在一定的制約，還有待進(jìn)一步的研究和解決。本文就GPS測(cè)高中可能存在的影響因素進(jìn)行分析并提出解決的方法和措施。

關(guān)鍵詞：GPS測(cè)量 精度 應(yīng)用

中圖分類號(hào)：G64 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）02（b）-0040-01

1 影響GPS測(cè)高精度的因素

1.1 衛(wèi)星的非均勻分布

高度的測(cè)量相對(duì)于平面位置的確定來說存在一些差異的地方。在平面測(cè)量定位的過程中，我們可以通過觀測(cè)時(shí)間段來確保衛(wèi)星的分布基本呈對(duì)稱狀態(tài)。對(duì)稱的分布狀態(tài)能消除或削弱距離測(cè)量中的偏差及衛(wèi)星信號(hào)傳播過程中的大氣延遲誤差、星歷誤差等，這樣就能提高位置確定的精準(zhǔn)性。但是測(cè)高的過程中，衛(wèi)星總會(huì)處在一種不對(duì)稱分布的狀態(tài)，這樣給高度的測(cè)量造成不可避免的系統(tǒng)誤差[1]。

1.2 對(duì)流層延遲的影響

大氣的狀態(tài)對(duì)測(cè)高的精度存在一定的影響，理想的大氣狀態(tài)下測(cè)高較特殊大氣狀態(tài)下的測(cè)高精度高?？紤]到這一影響因素，我們?cè)跍y(cè)高的過程中往往會(huì)采用對(duì)流延遲修正的方法。但實(shí)際的大氣狀況較為復(fù)雜，并不是一個(gè)簡(jiǎn)單的模型就能代替的，這個(gè)模型在修正上也存在一定的誤差，因此，測(cè)高的精度受到了對(duì)流層延遲改正的殘差影響后效果會(huì)不如平面位置的精度。

1.3 星歷誤差

星歷誤差也是造成GPS測(cè)高精度降低的一個(gè)因素，我國(guó)的GPS技術(shù)還處于發(fā)展不太成熟的階段，現(xiàn)今民用的GPS技術(shù)廣播星歷的誤差和測(cè)量精度都有待進(jìn)一步改善[2]。

1.4 基線起算點(diǎn)的坐標(biāo)誤差

解算基線向量時(shí)須用到該基線向量的一個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)作為起算點(diǎn)數(shù)據(jù)。該起算點(diǎn)的坐標(biāo)誤差會(huì)影響基線向量的解算結(jié)果。在一般情況下，若起算點(diǎn)的水平坐標(biāo)有10 m的誤差會(huì)使解算出來的基線向量在垂直面上旋轉(zhuǎn)2.9×10-7弧度，或者說使10km長(zhǎng)的基線向量的高差將產(chǎn)生2.9 mm的誤差[3]。

1.5 其它誤差

除了上述因素之外，還有許多因素影響測(cè)高的精度，如多徑誤差問題，天線的相位誤差等等。這些誤差因素的累積作用使得GPS的測(cè)高精度受到了較大影響，要提高GPS的測(cè)高精度就要注意改善這些制約因素對(duì)測(cè)高的影響。

2 提高GPS測(cè)高精度的方法與措施

針對(duì)以上這些影響GPS測(cè)高精度的制約因素，我們可以采用適當(dāng)?shù)姆椒▉硐蛘邷p弱各種影響作用。

2.1 改善衛(wèi)星不對(duì)稱對(duì)測(cè)高的制約

測(cè)高過程中GPS的衛(wèi)星分布不對(duì)稱已經(jīng)是不可改變的固有物理特性。這一固有物理特性我們不能夠改變，但是我們可以縮小測(cè)距誤差來減少這種衛(wèi)星不對(duì)稱分布給測(cè)高帶來的不利影響。此外還可以改變基線的長(zhǎng)度，嚴(yán)格按照專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)限制來操作，調(diào)整基線誤差信號(hào)的相關(guān)性來減少衛(wèi)星不對(duì)稱分布對(duì)測(cè)高的影響。

2.2 建立綜合的對(duì)流層延遲誤差補(bǔ)償模型

對(duì)流層延遲對(duì)測(cè)高的影響可以采取一些措施來進(jìn)行誤差補(bǔ)償。在日常生活中，對(duì)各種不同氣象條件下的對(duì)流層延遲進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，設(shè)立一個(gè)精確的模型來反映誤差的敏感程度。這需要綜合考慮到溫度和適度的影響，對(duì)不同的溫度和濕度給出具體的誤差補(bǔ)償方案和參數(shù)值，兩者進(jìn)行結(jié)合考慮，綜合擬定最終的誤差補(bǔ)償方案。在進(jìn)行對(duì)流層的延遲誤差修正過程中還要考慮到地域因素的隱形關(guān)系，不同的地域可能會(huì)有不同的大氣情況，其中的一些參數(shù)和狀態(tài)并不是完全一致的。這需要根據(jù)具體的情況進(jìn)行的分析，在確定適合當(dāng)?shù)貐^(qū)域的誤差參數(shù)。在同一地區(qū)進(jìn)行觀測(cè)的過程中，我們可以輪流將一些參數(shù)進(jìn)行設(shè)定，將其中的某一參數(shù)設(shè)定為未知，然后再根據(jù)所得的參考數(shù)據(jù)進(jìn)行反推，逐個(gè)確立各影響因素給對(duì)流層帶來的延遲結(jié)果呈哪種具體的數(shù)學(xué)關(guān)系。這可能要進(jìn)行大量的數(shù)據(jù)的和模型的擬合。對(duì)測(cè)量的儀器也必須進(jìn)行重視，保證其精度和靈敏度，一旦發(fā)現(xiàn)儀器出現(xiàn)問題就要進(jìn)行更換或修理。對(duì)技術(shù)人員要進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)和考核。選擇測(cè)站時(shí)應(yīng)注意使測(cè)站附近的小環(huán)境盡可能和周圍的大環(huán)境保持一致以減少測(cè)站上的氣象元素的代表性誤差[4]。

2.3 減小星歷誤差

在進(jìn)行精密定位時(shí)用ds/s=db/b來計(jì)算衛(wèi)星星歷誤差的影響。在這里ds和s分別代表星歷誤差以及衛(wèi)星到測(cè)點(diǎn)的距離，而db和b分別為基線誤差和基線長(zhǎng)。當(dāng)衛(wèi)星位置有25 m的誤差時(shí)會(huì)使基線產(chǎn)生1 ppm的相對(duì)誤差。在GPS測(cè)高定位中，精密的星歷是不可缺少的。精密的星歷系統(tǒng)需要投入大量的科研精力和經(jīng)費(fèi)。在這方面我國(guó)近年來已經(jīng)著手GPS衛(wèi)星的跟蹤建網(wǎng)研究，在這方面已經(jīng)取得了一定的成績(jī)。目前，對(duì)于20 km以下的短基線而言星歷誤差的影響一般可忽略不計(jì)。

2.4 降低基線起算點(diǎn)坐標(biāo)誤差

解算基線向量時(shí)，必須要采用高精度的起算點(diǎn)坐標(biāo)，這樣能降低誤差影響。在進(jìn)行起算點(diǎn)的坐標(biāo)定位過程中盡量不去使用單點(diǎn)定位的形式獲取坐標(biāo)結(jié)果，單點(diǎn)定位會(huì)造成很大的誤差影響高程分量的精度計(jì)算?？梢圆捎糜幸韵聝煞N形式來獲取基線向量，一是解算出基線向量后，再將網(wǎng)中所有測(cè)站的單點(diǎn)定位結(jié)果通過基線向量傳遞到同一點(diǎn)上取中數(shù)后作為全網(wǎng)的起算坐標(biāo)，然后再通過基線向量求出各站較為準(zhǔn)確的測(cè)站坐標(biāo)，重新解算基線向量。這種方法的精度取決于網(wǎng)中的測(cè)站數(shù)及觀測(cè)的時(shí)段數(shù)，一般可達(dá)米級(jí)精度；二是與附近的已知點(diǎn)聯(lián)測(cè)求得較為精確的起始坐標(biāo)。我國(guó)高精度GPS空間定位網(wǎng)布設(shè)完畢后將為聯(lián)測(cè)工作提供極大的方便，這個(gè)問題將會(huì)得到較好的解決。

2.5 采用雙頻改正的方式降低電離層延遲誤差

電離層延遲誤差也是一個(gè)對(duì)GPS測(cè)高精度影響較大的因素，曾被認(rèn)為是造成GPS定位影響最大的因素。在這方面很多學(xué)者和專家都進(jìn)行了一些研究來進(jìn)行改善。目前，我們可以采用雙頻改正甚至多頻改正的方式措施來彌補(bǔ)單頻工作的不足之處，這樣能有效將誤差的程度大大降低[5]。

3 結(jié)語(yǔ)

綜上所述，要改善GPS中影響測(cè)高的因素，就必須針對(duì)衛(wèi)星的不對(duì)稱分布產(chǎn)生的影響、對(duì)流層延遲、星歷誤差等因素的特點(diǎn)逐個(gè)采取改進(jìn)的方案，逐步提高GPS的測(cè)高精度。相信經(jīng)過這一系列的措施，充分利用科技手段就能精準(zhǔn)的進(jìn)行GPS測(cè)高和定位。

參考文獻(xiàn)

[1]郭革新，赫建忠.GPS測(cè)高的局限性與可能性評(píng)述[J].全球定位系統(tǒng)，2000.

[2]葛章發(fā)，黃倫春.影響GPS測(cè)高因素的探討[C].地理空間信息技術(shù)及其應(yīng)用論壇論文集，2005.

[3]翟俊素.GPS測(cè)高精度的探討[J].山西焦煤科技，2004.

[4]邵曉茹.GPS測(cè)高的限制性與可行性研究[J].中國(guó)新技術(shù)新產(chǎn)品，2009.

[5]顧勇毅，張亮.論GPS測(cè)高的限制性與可行性[J].科技信息（科學(xué)教研），2007.