探討GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理常見的問題和解決辦法

劉星星

摘要：隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS（全球定位技術(shù)）技術(shù)越來越嫻熟。GPS靜態(tài)測量主要是利用測量型的GPS接收機(jī)來進(jìn)行定位的一種測量方法。所謂靜態(tài)測量，主要指的是在GPS進(jìn)行定位的時候，GPS接收機(jī)的天線在系統(tǒng)進(jìn)行定位的過程中是靜止不能移動的。

但是對于GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)的處理還是會有問題出現(xiàn)。本文將簡單介紹GPS 靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理常見的問題以及相應(yīng)的解決辦法。

關(guān)鍵詞：GPS；靜態(tài)數(shù)據(jù)；處理分析

GPS即是全球定位能夠的簡稱，它在很早以前就已經(jīng)發(fā)明了，在1958年的美國軍方為了更好地發(fā)展軍事實(shí)力而研制的一個項(xiàng)目，并且在1964年就開始投入使用。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)已經(jīng)是以全球二十四顆人造衛(wèi)星作為基礎(chǔ)，向世界各地發(fā)送消息的無限導(dǎo)航定位系統(tǒng)。而對于GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)的處理方面，我國還是存在著一些問題。

1. GPS的簡單介紹

1.1 GPS的工作原理以及主要功能

GPS其實(shí)主要是用來進(jìn)行信息的傳遞的一種手段。它的基本原理就是測量出人們發(fā)射的人造衛(wèi)星和用戶接收機(jī)之間的距離之后，再綜合其他的23顆衛(wèi)星測量的數(shù)據(jù)經(jīng)過計(jì)算就可以知道用戶的接收機(jī)的準(zhǔn)確位置。而數(shù)據(jù)的記錄主要依靠的就是通過衛(wèi)星信號傳播的時間，之后在乘以光速進(jìn)而得到用戶的接收機(jī)到衛(wèi)星的距離，但是由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是偽距（PR），而后再根據(jù)導(dǎo)航電文，記錄衛(wèi)星時間之后再與將其與自己的時鐘作對比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時所處位置。GPS主要是定位系統(tǒng)，那么在許多的領(lǐng)域都會涉及到這種技術(shù)。最主要的功能就是導(dǎo)航。現(xiàn)在的汽車或者其他運(yùn)輸工具里一般都會安裝有GPS導(dǎo)航系統(tǒng)，比如汽車中人們促成的“電子狗”。人們在行車到自己不認(rèn)識的地方或者迷路的時候，只要通過“電子狗”進(jìn)行設(shè)置，就可以通過GPS定位然后通過人工智能指揮駕駛?cè)藛T到達(dá)目的地。其次，GPS可以進(jìn)行測量。在進(jìn)行一些特殊工程的時候，由于工程難度大，比如需要開鑿隧道，因此需要測量山的長度，但是又不能通過人工進(jìn)行測量，這樣就可以通過GPS進(jìn)行測量，這樣更加方便可靠。最后就是授時。授時主要就是利用無線電波發(fā)播標(biāo)準(zhǔn)時間信號，然后用戶就可以根據(jù)GPS來精確自己的時間，現(xiàn)在的智能手機(jī)、電腦等都具備這項(xiàng)功能。

1.2 GPS靜態(tài)觀測技術(shù)的簡介及其特點(diǎn)

GPS靜態(tài)觀測技術(shù)相對較為復(fù)雜。在進(jìn)行該項(xiàng)技術(shù)之前，就要做好準(zhǔn)備工作。首先，工作人員需要明確觀測的對象所在的區(qū)域的情況，了解該觀測區(qū)域的主要道路交通狀況，水域的分布狀況，主要的植被的種植分布狀況。除此之外，還需要了解相關(guān)地區(qū)的民族習(xí)俗、人土風(fēng)情，這對于觀測的工作也是有益處的。要盡可能的收集觀測區(qū)域的地形、地貌，以及各種地圖，從而為觀測數(shù)據(jù)提供參考依據(jù)。而干茶地區(qū)的自然環(huán)境問題也有可能影響觀測數(shù)據(jù)，因此，要掌握該地區(qū)的氣象天氣等外界環(huán)境。之后，綜合以上參數(shù)來選擇觀測地點(diǎn)，也就是選點(diǎn)。除了考慮準(zhǔn)備工作中調(diào)查的數(shù)據(jù)之外，工作人員還要考慮到后期的施工問題，要選擇適合安裝接收機(jī)的地點(diǎn)進(jìn)行安裝，將選點(diǎn)周圍的遮擋物進(jìn)行清除，防止阻礙或者吸收GPS發(fā)射的信號，接著對所選的點(diǎn)位進(jìn)行埋標(biāo)，然后點(diǎn)位設(shè)定好后就要開始具體的觀測工作，最后進(jìn)行外業(yè)觀測主要的工作。GPS觀測既有動態(tài)觀測同時也包括靜態(tài)觀測。接下來簡單介紹GPS的靜態(tài)觀測的特點(diǎn)。首先，GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)的精確度高。人造衛(wèi)星對于靜物的捕捉能力明顯要比動態(tài)的物體的捕捉能力強(qiáng)，因此，對于GPS所測量的數(shù)據(jù)更加精確；其次，GPS的觀測自動化的程度非常之高，因此，對于工作人員來說更為容易操作；因?yàn)槲矬w是靜態(tài)的，因此測量所需要的時間也就更短，極大的提高了工作效率。

1.3 GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理常見的問題

雖然GPS技術(shù)發(fā)展迅速，但是對于GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)的處理仍然存在著一些問題。首先就是在GPS測量時存在誤差。衛(wèi)星鐘的鐘差會使得偽碼測距和載波相位測距產(chǎn)生誤差。衛(wèi)星鐘偏差總量可達(dá)到l ms，產(chǎn)生的等效距離誤差可達(dá)到300km。還有衛(wèi)星本身的位置與廣播星歷提供的位置存在誤差同樣島主數(shù)據(jù)處理有問題。其次，就是在測量的時候接收機(jī)的數(shù)據(jù)粘連。任何物品都是有保質(zhì)期的，GPS接收機(jī)也不例外，一旦GPS接收機(jī)使用了一定的時間之后，就會出現(xiàn)問題，而接收機(jī)數(shù)據(jù)粘連就是最為普遍的問題。這樣就很難讀出基線，甚至沒有辦法解出位點(diǎn)。還有就是靜態(tài)測量的時候記錄燈與衛(wèi)星指示燈不雙閃而導(dǎo)致的數(shù)據(jù)錯誤。如果記錄燈與衛(wèi)星指示燈不雙閃就不會記錄上任何數(shù)據(jù)，原始數(shù)據(jù)即為空白。其實(shí)，最主要的問題就是地形的起伏對于投影的變形問題。GPS測量得到的是空間三維直角坐標(biāo)，需經(jīng)過坐標(biāo)變換、高斯投影后才能得到所需的參考橢球面上的高斯平面直角坐標(biāo)，但是如果地形起伏不定的話，對于投影或有一定的影響，會使得投影變大或者縮小，不是原來的形狀和大小。

2. 對GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理方法的思考

2.1對GPS觀測數(shù)據(jù)的誤差處理

雖然在GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理的時候會有誤差存在，但是我們應(yīng)該盡量減小誤差，使得數(shù)據(jù)更加精確。首先是將野值剔除。所謂野值，就是測量的數(shù)據(jù)中不正常的數(shù)據(jù)。一般每一個GPS接收機(jī)本身都有其自身的測量精度，而且接收機(jī)觀測到的數(shù)據(jù)不是固定不變的，而是有測量誤差的，因此，在對GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理之前要除去誤差較大的數(shù)據(jù)，保證數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。其次，就是要將零值同樣除去。零值就是接收器所記錄的數(shù)據(jù)全都為零的情況，這樣的數(shù)據(jù)不具有任何意義，因此要剔除掉。此外，測量出的重復(fù)值也需要剔除掉。只有把這些數(shù)據(jù)全部剔除，才能保證觀測數(shù)據(jù)的精確度。

2.2對GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理方法的思考

對于GPS靜態(tài)粘連的處理相對簡單，主要是通過對軟件進(jìn)行修改，將dat 文件轉(zhuǎn)換成 O 文件（即觀測文件）和N文件（即星歷文件），之后，要把這兩個文件中的不是本次所記錄的數(shù)據(jù)進(jìn)行刪除清理，之后再將本次記錄的數(shù)據(jù)導(dǎo)入到 TGO 軟件之中。選擇出粘連的數(shù)據(jù)之后，調(diào)出本時段中正常接收機(jī)的這兩個文件，參照其時段，根據(jù)實(shí)際情況估計(jì)問題接收機(jī)的時段，把時段外的觀測數(shù)據(jù)刪除。 對于靜態(tài)測量時記錄燈與衛(wèi)星指示燈不雙閃的問題，首先要明確解決思路，而已把將靜態(tài)測量改為快速靜態(tài)測量，之后再利用配套的接收機(jī)手簿記錄觀測數(shù)據(jù)?？梢圆捎贸叨葟?qiáng)制約束法，合理控制已知點(diǎn)間的尺度，從而消除形變的問題。

2.3加強(qiáng)GPS靜態(tài)測量相關(guān)儀器的護(hù)養(yǎng)

GPS接收機(jī)是測量精密的儀器，因此，要正確地使用接收機(jī)。隨著使用時間的增加，GOS接收機(jī)也出現(xiàn)一些問題，因此要注意GPS接收機(jī)的養(yǎng)護(hù)問題。不能隨便地拆卸零件，除非要修理儀器的時候，否則會使GPS接收機(jī)的儀器內(nèi)部有大量灰塵，而且會損壞部分零件。倘若碰到儀器出現(xiàn)問題，不應(yīng)該擅自修理，要找熟悉儀器結(jié)構(gòu)的人來修理或者送到修理部去修理。

3.結(jié)束語

GPS對人們的生活有很大的幫助，雖然目前我國在GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理方面還存在著一些問題，但是相信隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，GPS靜態(tài)觀測數(shù)據(jù)處理一定會更加完善。

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