GPS测量的设计与实施(4)

GPS接收机是完成测量任务的关键设备，其性能、型号、精度、数量与测量的精度有关。

观测中所选有的接收机，必须对其性能与可靠性进行检验，合格后方可参加作业。对新购和经修理后的接收机，应按规定进行全面的检验。接收机全面检验的内容，包括一般性检视、通电检验和实测检验。

1．一般检验：主要检查接收机设备各部分及附件是否齐全、完好，紧固部分是否松动与脱落，使用手册及资料是否齐全等。另外天线底座的圆水准器和光学对中器，应在测试前进行检验和校正。对气象测量仪表(通风干湿表、气压表、温度表)等应定期送气象部门检验。

2．通电检验：接收机通电后有关信号灯、按键、显示系统和仪表的工作情况，以及自测试系统的工作情况，当自测正常后，按操作步骤检验仪器的工作情况。

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3．实测检验：测试检验是GPS接收机检验的主要内容。其检验方法有：用标准基线检验：已知坐标、边长检验；零基线检验；相位中心检验等。以上各项测试检验应按作业时间的长短，至少每年测试一次。

a) 用零基线检验接收机内部噪声水平

用零基线检验采用“GPS功率分配器”，将同一天线输出信号分成相同的两路或多路信号送到接收机，将后将观测数据进行双差处理求得坐标增量，以检验固有误差。由于这种方法所测得的坐标增量可以消除卫星几何图形的影响、天线相位中心偏移、大气传播延迟、信号多路径效应误差及仪器对中误差等，所以检验接收机钟差、信号通道时延、延迟锁相环误差及机内噪声等电性能所引起的定位误差的一种有效方法。零基线测试方法如下：

? 选择周围高度角10度以上无障碍物的地方安放天线，用“GPS功

率分配器”连接GPS接收机。

? 连接电源，GPS接收机同步接收四颗以上卫星1~1.5个小时。 ? 交换功分器与接收机接口，再观测一个小时。

? 用随机软件计算基线坐标增量和基线长度。基线误差应小于1毫

米。否则应送厂检修或降低级别使用。 b) 天线相位中心稳定性检验

该项检验可在标准基线、比较基线场或GPS检测场上进行。 ? 检测时可以将GPS接收机带天线两两配对，臵于基线的两端点。

天线 要精确对中，定向指标指向下北，观测一个时段。然后交换接收机与天线再观测一个小段。

? 按上述方法在与该基线垂直的基线上(不具备此条件，可憎针一个

接收机天线固定指北，其它接收机天线绕轴顺时针转动90度，180度，270度)进行同样观测。

? 观测结束，用随机软件解算各时段三维坐标。计算各时段坐标差和

基线长。其误差不应超过仪器标称精度的2倍固定误差，否则应送厂检修或降低级别使用。

c) GPS接收机不同测程精度指标的测试

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该项测试应在标准检定场进行。检定场应在有短边和中长边。基线精度应达到1?10?5。

检测时天线应严格整平对中，对中误差小于?1mm。天线指向正北、天线高量至1mm，测试结果与基线长度比较，应优于仪器标称精度。

d) 仪器的高低温实验

对于有特殊要求需对GPS接收机进行高、低温测试。其测试方法可将天线架设在室外，GPS接收机主机放在高低温箱中进行测试者在野外实地高、低温测试。

e) 用于天线基座的光学对点器在作业中应经常检验，确保对中的准确

性，其检校参照控制测量中光学对点器检校方法。

七、技术设计书的编写

资料怀念完毕后，编写技术设计，主要编写内容如下： 1．任务来源及工作量

包括GPS项目的来源、下达任务的项目、用途及意义；GPS测量点的数量(包括新定点数、约束点数、水准数、检查点数)；GPS点的精度指标及坐标、高程系统。

2．测区概况

测区隶属的行政管辖、测区范围的地理坐标，控制面积；测区的交通状况和人文地理；测区的地形及气候状况；测我控制点的分布及对控制点的分析、利用和评价。

3．布网方案

GPS网点的图形及基本连接方法；GPS网结构特征的测算位布设图的绘制。

4．选点与埋标

GPS点位的基本要求；点位标志的选用及埋设方法；点位的编号等。 5．观测

对观测工作的基本要求；观测纲要的制定；对数据采集提出注意的问

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题。

6．数据处理

数据处理的基本方法及使用的软件；起算点坐标的决定方法；闭合差检验及点位精度的评定指标。

7．完成任务的措施

要求措施具体，方法可靠，能在实际工作中贯彻执行。

第三节 GPS测量的外业实施

GPS测量外业实施包括GPS点的选埋、观测、数据传输及数据预处理等工作。 一、选点

由于GPS测量观测站之间不一定要求相互通视，而且图形结也比较灵活，所以选点工作比常规控制测量的选点要简便。但由于点位的选择对于保证观测工作的顺利进行和保证测量结果的可靠性有着重要的意义，所以在选点工作开始前，除收集和了解有关测区的地理情况和原有测量控制点分布及标架、标型、标石完好状况，决定其适宜的点位外，选点工作还应遵守以下原则：

1．点位应设在易于安装接收设备、视野开阔的较高点上； 2．点位目标要显著，视场周围15度以上不应有障碍物，以减少GPS信号被遮挡或障碍物吸收。

3．点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等)其距离不小于200米；远离高压输电线，其距离不得小于50米。以避免电磁场对GPS信号的干扰。

4．点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体，以减弱多路径效应的影响。

5．点位应选择在交通方便、有利于其它观测手段扩展与联测点位。 6．地面基础稳定，易于点位的保存。

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7．选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定位。 8．网形应有利于同步观测边、点联结。

9．当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。

10． 当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及觇标是否安全可用性作一检查。符合要求方可利用。

二、标志埋设

GPS网点一般应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位，点的标石和标志必须稳定、坚固以利长期保存和利用。在基岩露头地区，也可直接在基岩上嵌入金属标志。

每个点位标石埋设结束后，应提供如下资料： 1．点之记

2．GPS网的选点网图；

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