第一篇：gps测量定位误差
野外地质测量中手持GPS定位的误差分析(精)
四川测绘第29卷第1期2006年3月11 野外地质测量中手持GPS定位的误差分析
刘少杰 宋在超 刘刚(中国地质大学,湖北武汉,430074) [摘 要]GPS在工程测量、导航定位等应用中所具有的优越性和方便性使其应用越来越广泛。在野外地质测量中小巧方便的手持GPS机能够起到辅助定点和导航的重要作用,是新时期实现现代化数字地质调查的基础设备之一。但由于野外地形、树木等多路径环境因素的影响,其测量精度和应用受到限制。针对手持机的特点,通过实际测点分类统计分析各方面因素对误差产生的影响程度,进而得出修正方案,提高测量精度和实用性。
[关键词]地质测量;GPS定位;误差分析;地形因素;数字地质调查;GeoSurvey系统[中图分类号]P22814 [文献标识码]B [文章编号]1001-8379(2006)01-0011-04 ErrorAnalysisofHandheldGPSPositioninginFieldGeologicalSurvey LIUShao-jie SONGZai-chao LIUGang (ChinaUniversityofGeosciences,Wuhan430074,China) Abstract:GPSiswidelyusedmoreandmoreinprojectmeasure,navigationorientation,andsoon.Italsoplayanimportantroleinfieldworkofgeologicalmeasure.TherearekindsoferrorslimitingtheprecisionofhandheldGPSinfield.Basedonstatisticsmethod,wecananalyzetheinfluenceofdifferentaspectssuchasterrain,vegetationandtime,ofpointmeasureinfieldpractice.Andthen,wetrytofindamodifiedschemetoimprovetheprecisionofGPS. Keywords:geologicalsurvey;GPSpositioning;erroranalysis;terrainfactor;digitalgeologicalsurvey;GeoSurvey 1 引言
GPS的英文全称是NavigationSatelliteTimingandRanging/GlobalPositioningSystem。含义就是利用导航卫星进行测时和测距,在海、陆、空进行全方位实 时三维导航与定位,构成全球定位系统[1]。
各种类型的GPS接收机体积越来越小,重量越来越轻,也出现了基于蓝牙无线传输的便携式GPS,便于野外携带和观测[2]。在利用GPS进行定位时,会受到各种各样因素的影响。影响GPS定位精度的因素可分为以下几大类:GPS卫星有关的因素(卫星星历误差、卫星钟差等);与传播途径有关的因素(电离层延迟、对流层延迟、多路径效应等);与接收机有关的因素(接收机天线相位中心偏差、接收机精度等);数据分析的软硬件误差等。本文探讨和分析在野外地质调查工作中GPS手持机误差产生的主要来源和具体类型,提出提高其定位精度的方法。 [4][5][6][9]
若干个样点的坐标,并利用微地形法则将其实际位置标注在地形图手图上,回到室内进行计算和统计分析。实测数据记录项目包括每个点的GPS坐标、地形、高程以及定点时的天气和时间。同时记录该点较其他点的特殊因素(比如某一点的植被较好)。实际操作时,利用中国地质大学资源学院开发的计算机辅助地质调查系统GeoSurvey(图1),对比计算实际点与GPS所定的点的距离误差以及方位角误差,然后分别得出各种地形、高程、天气等因素对GPS定位误差影响。以下是本次试验流程:数据获取y数据转录y统计比较y分析原因y提出校正模型。 2 试验方案设计
本次试验所用的手持GPS是美国麦哲伦公司(Magellan)于1999年推出的GPS315手持式仪器。其大小如同手机,重量约200克,定点经纬度显示精确到秒级。为了分析不同因素对GPS误差产生的
,,图1 GeoSurvey系统的操作界面
12四川测绘第29卷第1期2006年3月
3 数据分析
按照上述方案,笔者在典型的北京周口店地区对多个样点进行对比研究,从实际出发,针对手持 点号
NO11NO12NO13NO14NO15NO16 坐标
39b41c30dN,115b56c35dE39b41c35dN,39b41c41dE39b41c26dN,115b56c19dE39b41c32dN,115b56c13dE39b41c34dN,115b56c15dE39b41c35dN,115b56c21dE 高程(m)15117884116112148 型GPS的定位误差进行分析。实际取得100余个点位的数据,具体如表1所示。 通过对试验区样本与手图实际值的对比计算, 地形沟谷山腰,平地陡崖下山腰高地山脊 时间16:4017:0015:3815:189:1810:02 天气阴阴阴阴晴晴 植被较好备注
表1 野外原始数据点的记录示例
路径效应。由于接收机周围环境的影响,使得接收机所接收到的卫星信号中还包含有各种反射和折射信号的影响,甚至接受机无法捕获卫星或接收不到卫星的信号,使定位精度大大降低。在城市或在野外使用GPS时,接收机有时仅仅能接收到2-4颗卫星信号(6-8颗卫星时才能做到精确定位),而且时间短促,加之手持型接收机的
定位精度一般也就在20-30m左右(排除以上因素),这样误差达到50米甚至近百米也就不足为奇。在地形因素中,还有一个非常重要的问题)))水。水面对电磁波有 图2 极坐标系内GPS定点相对 于实际点的漂移投影散点图
很强的反射能力,因此在湖面湖边等处,GPS定位的精度也大打折扣。对于多路径效应,目前在手持机方面还没有很成熟的方法加以克服。
可以使用数据的离散程度来衡量在该种地形地貌下误差的大小,使用统计学中的AVEDEV函数来计算某地形下数据绝对偏差的平均值。
AVEDEV:result= 在极坐标系(以距离误差为极半径,以方位误差为极角)内绘出GPS定点相对于实际点的飘移投影散点图(图2)。可以看出GPS点相对于实际点的漂移并非杂乱无章。统计结果显示7212%的漂移的距离误差集中在0)80米范围内,7210%的方位误差集中在0)90b范围内。误差的这种分布规律可以认为是在影响GPS定位精度的众多因素中有一个指导性因素的指示。 地形的影响主要是引起信号传播过程中产生多
E x-x/n x:数据平均值,n:样本数。
表2即反映了各地形因素下的偏差平均值。换句话说,在地形因素影响下,偏差平均值越大,数据越混乱,在这种地形下的GPS误差也就越大。 表2 地形因素下的偏差平均值
四川测绘第29卷第1期2006年3月
(续表2) 误差影响 地形类型
距离误差影响的范围(m)均值(m)距离误差影响的平均偏差 山脊山脚山坡山腰
2512)67174513)1461330)75122313-10410 36160881045915739164
121
44351831817114196 13 方位误差影响的平均偏差 261
4828116451111361775 图3和图4分别是不同地形因素下距离误差和方位误差的分布。从上面图表可以非常直观地看出在各个不同地形下误差的大小(注意:对于方位误差,笔者在进行统计时所用的是360b角形式,这不是一种有效的分析地形因素下角度误差的方位表示值,所以超过180b的角进行图4的统计时使用的是其与180b的差值。所以不能单从角度的大小来衡量方位误差的大小)。
度、纬度、高度;若只能收到3颗卫星的信号,它
只能计算出2维坐标:经度和纬度,而且这时经度、纬度也不是一个很准确的值。这时它可能还会显示高度数据,但这数据是无效的。在野外定点时,不推荐使用手持GPS进行高程测量。
从理论上讲时间对GPS野外测量误差没有影响,实践中GPS定位的距离误差不受使用时间影响,而方位误差则在时间因素上成不规律的波动。 4 小结
手持型GPS从野外应用来看,具有方便携带、定位速度快等优点,但是精度不高,且误差易受外界条件干扰。从上面对各因素对距离误差和方位角误差的影响分析可以看出,外界因素中对GPS测量
图3 不同地形因素下距离误差平均值
误差的影响最大的是地形因素(也就是多路径效应),其他因素虽对GPS测量误差也有影响,但不及地形对其影响大。同时,GPS本身的定位精度也制约着其精度的提高,如GPS315,定位精度到秒级,接收机本身有可能产生15)20m的误差。
同时,计算机辅助填图(GeoSurvey)系统是利用投影转换将GPS所测量的经纬度坐标,投影到地图平面的大地坐标的相应位置上,而GPS使用 图4 不同地形因素下角度误差平均值
WGS84世界坐标体系[7],若不经坐标转换直接输入数据存在一定的误差,但误差在比较小(1-3m)的范围内。实际误差的计算需要通过相应的功能软件来实现,本文不再展开讨论。
卫星在运动过程中不停地发送信号,接收机接到信号后也在不停地运算,所以将手持机放在空旷的地方不动,定点后,其坐标数据仍会波动,并且高程的波动值要比经纬度波动值大。实际定位操作中,GPS开机后不宜立即读数,应按GPS手持姿态要求运行几分钟后再读数。
从以上的分析不难得出,在野外使用手持型GPS时,山腰、山脊、山顶、无山平坦处等地形下,GPS所受的影响相对较小。而在陡崖、沟谷等地GPS所受的影响较大。陡崖处的接收机定位误差很大,又无规律可寻,可以考虑使用GPS相对定位代替绝对定位,至于在山腰等处的定位点可以加上修正模型加以更正。
此外,高程、时间不是影响误差的关键因素。在地表范围内甚至不能单纯的说高程是影响GPS定位精度的因素。有个问题必须指出,手持型GPS高程定位能力是比较差的,GPS能够收到4颗及以上卫星的信号时,它能计算出本地的3维坐标:经 5 修正方案探讨
从前面对试验区数据的分析中可以对数据给出简单的修正方案,修正方案根据误差类型可以分两,2, 14四川测绘第29卷第1期2006年3月参考文献 [1] 高成发.GPS测量[M].北京:人民交通出版社,
2000. [2] 杨德麟,等.大比例尺数字测图的原理、方法与应用 [M].北京:清华大学出版社,2001. [3] 胡家华,陈清礼.GPS定位精度的影响因素及差分定
位[J].江汉石油学院学报,1997,19(4):39~42.[4] 王宁宁.GPS定位精度探讨[J].解放军信息工程学
院学报,1996,15(3):29~32. [5] 付水旺.浅谈GPS测量与误差分析[J].采矿技术, 2000,406~408. [6] 常庆生,唐四元,等.GPS测量的误差及精度控制
[J].测绘通报,2000,(4):13~15. [7] 徐卫明,赵俊生.GPS测量坐标转换实用性问题分析 [J].测绘工程,2000,(2):10~15. [8] 袁晓民,张欣,等.GPS测量中若干误差的削弱[J]. 潍坊高等专科学校学报,2000,(4):12~13. [9] 董申保,贾北昌.GPS定位的误差与接收机精度的检 验[J].矿山测量,1997,(4):41~42.[收稿日期]2005-09-20 [作者简介]刘少杰(1983-),男,河南人,中国地质大学资源学院资源勘查工程专业本科生。
重新设定原点。按照以一定半径的圆内落入的点数目最多为原则。经过尝试,选定(36m,50b)为新的原点,也就是说要对GPS点进行向50b方向偏移36m的修正,修正的数据如表3所示。
表3 原始距离误差与修正后的距离误差对照表距离误差 误差范围<30m30)50m50)100m>100m 所占百分比2513%2411%3713%1313% 修正后的距离误差误差范围<30m30m)50m50m)100m>100m 所占百分比5017%1710%2513%617% 可以看出,经过修正以后,GPS的数据精度大大增加。再考虑地形因素,尤其对于山顶、山脊、山腰等地形下的数据精度非常适用,可以考虑作为开阔地区进行GPS手持接收机测量的一条具有参考价值的修正方法。
第二种方案是利用计算机辅助区域调查系统提供的相对定位方式来消除随机误差,即利用未知点在已知点的相对方位来定点。并且在运用这种相对定位方式时,同一类地形条件之间相对定位更为有效。本文提出的方法对于不同型号的GPS都是适用的。
(上接第16页)
4 总结
本文从遥感图像监督分类的角度探讨了最大似然分类和最小距离法联合的分类器分类技术,该技术能有效提高分类准确率。对于其它分类器如K最近邻法(KNN)、子空间分类法、地统计学分类法、概率松弛法以及非监督分类方法还没有顾及,这将是今后需要进一步探讨的问题。 参考文献
[1] 孙家柄.遥感原理与方法[M].武汉:武汉大学出版 社,2003,P199-208. [2] 贾永红.数字图像处理[M].武汉:武汉大学出版 社,2003,P91-92. [3] 曾志远.卫星遥感图像计算机分类与地学应用研究 [M].北京:科学出版社,2004135-47. [4] 许榕峰,徐涵秋.多步骤分类法在土地利用覆盖专题
提取中的应用[J].福州大学学报,2003,408-412.[5] 骆剑承,王钦敏,等.遥感图像最大似然分类方法的
EM改进算法[J].测绘学报,2002,234-2391[6] 任靖,李春平.最小距离分类器的改进算法)))加权
最小距离分类器[J].计算机应用,2005,-9941 (5):992 [收稿日期]2005-09-28
第二篇：第三章GPS静态定位在测量中的应用
第三章GPS静态定位在测量中的应用 目前，GPS静态定位在测量中被广泛地用于大地测量、工程测量、地籍测量、物探测量及各种类型的变形监测等，在以上这些应用中，其主要还是用于建立各种级别、不同用途的控制网。
第1节 GPS静态定位在测量中的应用
GPS静态定位在测量中主要用于测定各种用途的控制点。其中，较为常见的方面是利用GPS建立各种类型和等级的控制网，在这些方面，GPS技术已基本上取代了常规的测量方法，成为了主要手段。较之于常规方法，GPS在布设控制网方面具有以下一些特点： 测量精度高
GPS观测的精度要明显高于一般的常规测量手段，GPS基线向量的相对精度一般在105~109之间，这是普通测量方法很难达到的。
选点灵活、不需要造标、费用低
GPS测量，不要求测站间相互通视，不需要建造觇标，作业成本低，大大降低了布网费用。
全天侯作业
在任何时间、任何气候条件下，均可以进行GPS观测，大大方便了测量作业，有利于按时、高效地完成控制网的布设。
观测时间短
采用GPS布设一般等级的控制网时，在每个测站上的观测时间一般在1~2个小时左右，采用快速静态定位的方法，观测时间更短。
观测、处理自动化
采用GPS布设控制网，观测工程和数据处理过程均是高度自动化的。
第2节 布设GPS基线向量网的工作步骤
布设GPS基线向量网主要分测前、测中和测后三个阶段进行。
一、 测前工作
项目的提出
一项GPS测量工程项目，往往是由工程发包方、上级主管部门或其他单位或部门提出，由GPS测量队伍具体实施。对于一项GPS测量工程项目，一般有如下一些要求： 测区位置及其范围
测区的地理位置、范围，控制网的控制面积。
用途和精度等级
控制网将用于何种目的，其精度要求是多少，要求达到何种等级。
点位分布及点的数量
控制网的点位分布、点的数量及密度要求，是否有对点位分布有特殊要求的区域。 提交成果的内容
用户需要提交哪些成果，所提交的坐标成果分别属于哪些坐标系，所提交的高程成果分别属于哪些高程系统，除了提交最终的结果外，是否还需要提交原始数据或中间数据等。
时限要求
对提交成果的时限要求，即何时是提交成果的最后期限。
投资经费。
对工程的经费投入数量。
技术设计
负责GPS测量的单位在获得了测量任务后，需要根据项目要求和相关技术规范进行测量工程的技术设计。关于技术设计的具体内容将在错误!未找到引用源。中作详细介绍。
测绘资料的搜集与整理
在开始进行外业测量之前，现有测绘资料的搜集与整理也是一项极其重要的工作。需要收集整理的资料主要包括测区及周边地区可利用的已知点的相关资料(点之记、坐标等)和测区的地形图等。
仪器的检验
对将用于测量的各种仪器包括GPS接收机及相关设备、气象仪器等进行检验，以确保它们能够正常工作。
踏勘、选点埋石
在完成技术设计和测绘资料的搜集与整理后，需要根据技术设计的要求对测区进行踏勘，并进行选点埋石工作。
二、 测量实施
实地了解测区情况
由于在很多情况下，选点埋石和测量是分别由两个不同的队伍或两批不同的人员完成的，因此，当负责GPS测量作业的队伍到达测区后，需要先对测区的情况作一个详细的了解。主要需要了解的内容包括点位情况(点的位置、上点的难度等)、测区内经济发展状况、民风民俗、交通状况、测量人员生活安排等。这些对于今后测量工作的开展是非常重要的。
卫星状况预报
根据测区的地理位置，以及最新的卫星星历，对卫星状况进行预报，作为选择合适的观测时间段的依据。所需预报的卫星状况有卫星的可见性、可供观测的卫星星座、随时间变化的PDOP值、随时间变化的RDOP值等。对于个别有较多或较大障碍物的测站，需要评估障碍物对GPS观测可能产生的不良影响。
确定作业方案
根据卫星状况、测量作业的进展情况、以及测区的实际情况，确定出具体的作业方案，以作业指令的形式下达给各个作业小组，根据情况，作业指令可逐天下达，也可一次下达多天的指令。作业方案的内容包括作业小组的分组情况，GPS观测的时间段以及测站等。
外业观测
各GPS观测小组在得到作业指挥员所下达的作业指令后，应严格按照作业指令的要求进行外业观测。在进行外业观测时，外业观测人员除了严格按照作业规范、作业指令进行操作外，还要根据一些特殊情况，灵活地采取应对措施。在外业中常见的情况有不能按时开机、仪器故障和电源故障等。
数据传输与转储
在一段外业观测结束后，应及时地将观测数据传输到计算机中，并根据要求进行备份，在数据传输时需要对照外业观测记录手簿，检查所输入的记录是否正确。数据传输与转储应根据条件，及时进行。
基线处理与质量评估
对所获得的外业数据及时地进行处理，解算出基线向量，并对解算结果进行质量评估。作业指挥员需要根据基线解算情况作下一步GPS观测作业的安排。
重复确定作业方案、外业观测、数据传输与转储与基线处理与质量评估四步，直至完成所有GPS观测工作。
三、 测后工作
结果分析(网平差处理与质量评估)
对外业观测所得到的基线向量进行质量检验，并对由合格的基线向量所构建成的GPS基线向量网进行平差解算，得出网中各点的坐标成果。如果需要利用GPS测定网中各点的正高或正常高，还需要进行高程拟合。
技术总结
根据整个GPS网的布设及数据处理情况，进行全面的技术总结。
成果验收
第三篇：《全球定位系统(GPS)测量规范》GB T 18314-2009 简介概要
GB/T 18314―2009《全球定位系统(GPS)测量规范》简介
GB/T 18314―2009《全球定位系统(GPS)测量规范》代替GB/T 18314―2001《全球定位系统(GPS)测量规范》。
本标准规定了利用全球定位系统(GPS)静态测量技术，建立GPS控制网的布设原则、测量方法、精度指标和技术要求。本标准适用于国家和局部GPS控制网的设计、布测和数据处理。
本标准的内容包括：范围、规范性引用文件、术语和定义、基本规定、级别划分和测量精度、布设的原则、选点、埋石、仪器、观测、外业成果记录、数据处理、成果验收与上交资料，以及附录A(资料性附录)大地坐标系有关说明、附录B(规范性附录)选点与埋石资料及其说明、附录C(规范性附录)气象仪表的主要技术要求、附录D(规范性附录)测量手簿记录及有关要求、附录E(资料性附录)归心元素测定与计算和附录F(规范性附录)同步观测环检核。
第四篇：gps系统的误差来源分析
关键字：gps 接收机 相位 误差 定位 卫星 位置 影响 信号 天线
摘 要：GPS 系统的定位误差直接影响着GPS定位精度，按其产生的来源、性质及对系统的影响等进行了介绍和初步分析,提出了相应的措施以便消除或削弱它们对测量结果的影响。
关键词：GPS误差 精度 卫星星历 电离层 对流层
一、GPS 定位技术
GPS 全球卫星定位系统是美国国防部为满足军事部门对海上、陆地和空中设施进行高精度导航和定位的要求而建立的。该系统具有全球性、全天候、连续性等三维导航和定位能力,并具有良好的抗干扰性和保密性。它已成为美国导航技术现代化的最重要标志,并被视为20 世纪美国继阿波罗登月计划和航天飞机计划之后的又一重大科技成就。在航空、航天、军事、交通、运输、资源勘探、通信、气象等几乎所有的领域中,它都被作为一项非常重要的技术手段，用于导航、定时、定位和进行大气物理研究等。GPS 的主要特点有：
(1)全球覆盖连续导航定位:由于GPS 有24 颗卫星,且分布合理,轨道高达20200km,所以在地球上和近地空间任何一点,均可连续同步地观测4颗以上卫星,实现全球、全天候连续导航定位。
(2)高精度三维定位: GPS 能连续地为各类用户提供三维位置、三维速度和精确时间信息。GPS提供的测量信息多,既可通过伪码测定伪距,又可测定载波多普勒频移、载波相位。
(3)抗干扰性能好、保密性强; GPS 采用数字通讯的特殊编码技术,即伪噪声码技术,因而具有良好的抗干扰性和保密性。
二、GPS 定位的误差来源分析
GPS 测量是通过地面接收设备接收卫星传送来的信息，计算同一时刻地面接收设备到多颗卫星之间的伪距离，采用空间距离后方交会方法，来确定地面点的三维坐标。因此，对于GPS卫星、卫星信号传播过程和地面接收设备都会对GPS 测量产生误差。主要误差来源可分为:与GPS卫星有关的误差;与信号传播有关的误差;与接收设备有关的误差。
1.与卫星有关的误差
(1)卫星星历误差
卫星星历误差是指卫星星历给出的卫星空间位置与卫星实际位置间的偏差,由于卫星空间位置是由地面监控系统根据卫星测轨结果计算求得的,所以又称为卫星轨道误差。它是一种起始数据误差,其大小取决于卫星跟踪站的数量及空间分布、观测值的数量及精度、轨道计算时所用的轨道模型及定轨软件的完善程度等。星历误差是GPS 测量的重要误差来源.
(2)卫星钟差
卫星钟差是指GPS卫星时钟与GPS标准时间的差别。为了保证时钟的精度，GPS卫星均采用高精度的原子钟，但它们与GPS标准时之间的偏差和漂移和漂移总量仍在1ms～0.1ms以内，由此引起的等效误差将达到300km～30km。这是一个系统误差必须加于修正。
(3)SA干扰误差
SA误差是美国军方为了限制非特许用户利用GPS进行高精度点定位而采用的降低系统精度的政策，简称SA政策，它包括降低广播星历精度的ε技术和在卫星基本频率上附加一随机抖动的δ技术。实施SA技术后，SA误差已经成为影响GPS定位误差的最主要因素。虽然美国在2000年5月1日取消了SA，但是战时或必要时，美国可能恢复或采用类似的干扰技术。
(4)相对论效应的影响
这是由于卫星钟和接收机所处的状态(运动速度和重力位) 不同引起的卫星钟和接收机钟之间的相对误差。
2.与传播途径有关的误差
(1)电离层折射
在地球上空距地面50～100 km 之间的电离层中,气体分子受到太阳等天体各种射线辐射产生强烈电离,形成大量的自由电子和正离子。当GPS 信号通过电离层时,与其他电磁波一样,信号的路径要发生弯曲,传播速度也会发生变化,从而使测量的距离发生偏差,这种影响称为电离层折射。对于电离层折射可用3 种方法来减弱它的影响: ①利用双频观测值,利用不同频率的观测值组合来对电离层的延尺进行改正。②利用电离层模型加以改正。③利用同步观测值求差,这种方法对于短基线的效果尤为明显。
(2)对流层折射
对流层的高度为40km 以下的大气底层,其大气密度比电离层更大,大气状态也更复杂。对流层与地面接触并从地面得到辐射热能,其温度随高度的增加而降低。GPS 信号通过对流层时,也使传播的路径发生弯曲,从而使测量距离产生偏差,这种现象称为对流层折射。减弱对流层折射的影响主要有3 种措施: ①采用对流层模型加以改正,其气象参数在测站直接测定。②引入描述对流层影响的附加待估参数,在数据处理中一并求得。③利用同步观测量求差。
(3)多路径效应
测站周围的反射物所反射的卫星信号(反射波)进入接收机天线,将和直接来自卫星的信号(直接波) 产生干涉,从而使观测值偏离,产生所谓的“多路径误差”。这种由于多路径的信号传播所引起的干涉时延效应被称作多路径效应。减弱多路径误差的方法主要有: ①选择合适的站址。测站不宜选择在山坡、山谷和盆地中,应离开高层建筑物。②选择较好的接收机天线,在天线中设置径板,抑制极化特性不同的反射信号。
3.与GPS 接收机有关的误差
(1)接收机钟差
GPS 接收机一般采用高精度的石英钟,接收机的钟面时与GPS 标准时之间的差异称为接收机钟差。把每个观测时刻的接收机钟差当作一个独立的未知数,并认为各观测时刻的接收机钟差间是相关的,在数据处理中与观测站的位置参数一并求解，可减弱接收机钟差的影响。
(2)接收机的位置误差
接收机天线相位中心相对测站标石中心位置的误差,叫接收机位置误差。其中包括天线置平和对中误差,量取天线高误差。在精密定位时,要仔细操作,来尽量减少这种误差影响。在变形监测中,应采用有强制对中装置的观测墩。相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。在实际工作中若使用同一类天线,在相距不远的两个或多个测站同步观测同一组卫星,可通过观测值求差来减弱相位偏移的影响。但这时各测站的天线均应按天线附有的方位标进行定向,使之根据罗盘指向磁北极。
(3)接收机天线相位中心偏差
在GPS 测量时,观测值都是以接收机天线的相位中心位置为准的,而天线的相位中心与其几何中心,在理论上应保持一致。但是观测时天线的相位中心随着信号输入的强度和方向不同而有所变化,这种差别叫天线相位中心的位置偏差。这种偏差的影响可达数毫米至厘米。而如何减少相位中心的偏移是天线设计中的一个重要问题。
三、GPS的最新发展与改进
面对导航市场的迅速发展和强大的竞争压力，美国政府不得不作出反映，计划在未来10年内对GPS做一系列的调整和改进。对GPS的改进将对GPS系统的3个部分进行，其中对星座部分的改进最大。
1.GPS星座的改进
(1)改善星座的分布(2)增强卫星的自主导航能力(3)取消SA政策(4)增加民用频率(5)频率复用(6)增强卫星发射信号的功率
2.地面监控部分的改进
卫星位置的精度直接影响到用户的定位精度，而地面监控站的数量和分布部分地决定了GPS卫星定轨的质量。目前GPS共有5个监控站，卫星位置的精度为1m～2m。美国军方正计划将国家制图局(NIMA)的7个GPS监控站纳入目前的控制网，使将来的监控站的分布更加均匀、密度更大，为了计算卫星的位置提供更多的、更及时的高质量观测数据。预计在未来10年，卫星星历的精度将达到亚米级，甚至达到厘米级，同时，向卫星上传数据的频率也将更高。
3.用户接受部分的改进
由于用户的用途不同，用户接受机的改进也是多样化的。接收机的硬件部分正朝多样化、小型化、模块化、集成化、操作简单等方向发展，例如出现了一些新的接收机可根据用户的需求用软件设定单频GPS、双频GPS等模式。接收机的面板上只有
一、两个按钮和若干个显示灯组成，可完成接收机的基本操作。GPS的数据解算软件将基于数据库，朝着图形化、智能化等方向发展。这些发展的最终的目的是让一般用户更方便的使用GPS。
参考文献
[1] 徐绍铨等.GPS测量原理及应用.武汉测绘科技大学出版社.1998.10.
[2] 张守信等.GPS技术与应用.国防工业出版社.2004.1.
[3] 张小红等.GPS定位技术在不同领域的应用[J].武汉:测绘信息与工程.2001,1.
第五篇：垂直度误差、位置度误差的测量
任务五 垂直度误差、位置度误差的测量 【课题名称】
平面零件的误差测量 【教学目标与要求】
一、 知识目标
了解线、面垂直度误差和面对称度误差的检测工具及测量方法。
二、 能力目标
能够正确使用百分表进行测量，并准确计算误差值。
三、 素质目标
熟悉平面零件形位误差的检测原理、测量工具和使用方法，并能准确计算其误差。
四、 教学要求
能够按照误差要求正确地选择检测工具，并能够掌握测量工具的使用方法，对工件进行准确的测量。 【教学重点】
百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【难点分析】
百分表的使用，各种形位误差的检测方法。 【分析学生】
该内容的难度较大，比较难理解，需要多做解释，学生才能够掌握。
【教学设计思路】 本次课内容较多，且内容难懂，建议分成2学时，以保证有更多的练习机会，由于实训条件所限，可以分组进行测量，对于垂直度的检测也应先讲测量原理和方法，再让学生实测，最后介绍如何调零位计算误差值，边讲边练再总结提高。 【教学安排】
2学时
先讲后练，以练为主，加强巡视指导。 【教学过程】
一. 复习旧课
在形状和位置误差中，直线度、平面度的误差在平面零件中出现比较多，大家是否还能记住这些形位公差的含义呢?
二、 导入新课
需要应用什么测量工具来检测零件的垂直度和对称度呢?对于测量出来的数值又需要进行怎么样的处理才能得出正确的误差值?这是本次课程的主要内容。
三、讲授新课
垂直度和对称度误差的测量应用百分表或千分表作为量具，用标准平扳为基准面，借助于表座、方箱或直角尺座工具，将被测工件安放在基准面上进行检测。
线与面和面与面之间垂直度的检测方法相同，后者需要多测量几次。
1.测量平面之间的垂直度，需要借助于方箱或直角尺座，将被测工件固定起来，分别检测其平面对标准平板的垂直度，即可测量出这两平面间的垂直度。
2.测量工件平面间的对称度的方法。先检测a表面的三个坐标点a
1、a2和a3的数值，翻转工件，使c面处于a面的位置，再测量三个坐标点c
1、c2和c3点的数值，上下两平面对应点a1与c1，a2与c2，a3与c3的数值差即是a和c平面之间对称度的差值。
测量时应当注意保持百分表的表杆垂直于被测表面，其检测结果才是准确的数值。
3.位置度的测量要先找好基准，以基准来确定工件的位置度是否存在误差。
具体测量步骤教材。
四、小结
平面之间的平行度、垂直度和对称度误差都是位置误差，都可用百分表或千分表来测量。测量时应保证表杆垂直于被测表面，标准平板、方箱和直角尺座的精度都应当比较高，否则会影响测量的结果。移动百分表时，应注意保持平稳，速度尽可能慢些，同时被测表面应当保持平整干净。
五、布置作业
填好检测记录，计算误差数值。