5)观测卫星选择包括观测卫星个数选择和分布选择。GPS的定位原理需要接收机接受到至少4颗卫星的信号，在外业测量中，一般接收机接收并记录的卫星个数均超过4个。一般在一个完整的较长的观测时间内均可记录到6颗以上的卫星，这其中有的是一直被锁定的，有的是没有在全部时间中被锁定的，还有发生周跳的，不论是锁定时间还是卫星个数对基线解算的精度均有影响。同时在卫星数相同的时候，卫星在空中的分布对解算精度同样有影响。 GPS高程解算实验 本文采用广西某地山区GPS控制网中的三条基线作为实验基线。数据采集实用Trimble5700接受机，高度截止角为15度，采样间隔为20"，观测卫星个数为均大于8颗，观测时间为均大于50 min，GDOP均小于等于6。

　　实验采用广泛应用的TGO1.6作为平台，通过改变参数设置对比实验。实验数据涉及基线斜距、变化率、参考方差、RMS、水平精度和垂直精度。本文主要以基线长度差、垂直精度和RMS为主要判定依据。实验根据TGO的特点分为两个部分。其中电离层和对流层实验为实验1，其余三个因素为实验2。

　　实验1：

　　TGO在解算时默认加入双差改正且无法改变，为更好的对比电流层和对流层改正的效果，顾选择较长的基线。同时TGO参数设置为对10km以上的基线加入电离层改正，所以选择两条分别为5142.521m的J1基线和10747.626m的J2基线作为对比实验基线。

实验2：

　　实验中，为了尽可能保持基线两端的接收的卫星数据一致，顾选择较短的J3基线作为实验基线，基线长为910.917m。

　　图1和图2为分别为基线两端A点和B点的在观测时间段内 图1 A点信号图 图2 B点信号图

　　的卫星信号图，从图中看出全部9颗卫星的信号只有SV2、SV4、SV7和SV10四颗卫星的信号质量最好。

实验设置一组基准数据，参数设置为：无电离层改正、Saastamoinen对流层改正模型、高度角15度全部7颗卫星全时解算。特别注意在卫星个数的实验中，最后留下图3中SV2、SV4、SV7和SV10四颗卫星。

　　三次实验的卫星禁用顺序再A、B两点相同，均为：

图3 均匀分布 (1)禁用SV29 和SV30;(2)禁用SV24和SV5：(3)禁用SV13。图3和图4为卫星天空分布的平面投影图,在卫星分布实验中设置图3和图4的均匀分布和线性分布两个对比实验组，特别注意两者之间的差别。

　　图4 线性分布

　　表1 实验1数据表 条件 基线 基线斜距: 变化率 参考方差 RMS: 水平精度: 垂直精度 : 无电离 层改正 J1 5142.521m 5.2 1.454 .014m .003m .005m J2 10747.627m 9.8 30.032 .019m .037m .026m 有电离 层改正 J1 5142.556m 2.4 5.628 .031m .011m .020m J2 10747.626m 4.8 1.395 .012m .001m .002m 无对流 层改正 J1 5142.531m 5.0 1.811 .016m .003m .006m J2 10747.637m 4.3 1.508 .013m .001m .003m 有对流 层改正 J1 5142.521m 5.2 1.454 .014m .003m .005m J2 10747.626m 4.8 1.395 .012m .001m .002m 表2 实验2数据表 条件： 基线斜距: 变化率 参考方差 RMS: 水平精度: 垂直精度 : 基准值 910.197m 2.9 8.962 .010m .003m .011m

　　高度角

　　20度 910.196m 11.8 9.200 .010m .003m .011m 30度 910.196m 11.8 10.844 .009m .004m .016m 40度 910.203m 11.6 7.934 .007m .007m .049m 时间 长短 10分钟 910.202m 4.5 9.160 .009m .006m .030m 20分钟 910.199m 2.8 10.982 .010m .005m .025m 30分钟 910.198m 2.3 10.944 .011m .004m .020m 40分钟 910.196m 2.0 10.950 .011m .004m .016m 卫星 个数 7颗 910.197m 2.7 6.276 .009m .003m .012m 5颗 910.197m 2.8 7.130 .007m .004m .017m 4颗 910.197m 10.8 7.235 .007m .004m .020m 卫星 分布 均匀 910.197m 10.8 7.235 .007m .004m .020m 线性 910.152m 9.7 10.232 .013m .025m .033m 总结 表1中数据说明在大于10km的长基线解算中加入电离层模型改正可以有效的提高垂直精度，但在小于10km的短基线解算中双差改正足以消除误差加入电离层改正反而会降低垂直精度。而对流层模型不论基线长短，在解算是都在垂直精度方面有微小提高，但在斜距的对比中可以明显看出加入对流层改正精度更高。

　　表2中数据显示卫星高度角、观测时间越长、参与解算卫星个数和分布均对垂直精度有明显影响。卫星高度角越大于，参与计算的卫星个数变少，垂直精度降低比较明显，这符合卫星个数实验中体现的参与解算的卫星越多，垂直精度越高的结论。同时可以发现观测时间长且卫星分布越均匀，垂直精度越高。

　　根据本文的实验，在GPS内业数据处理时，为了提高高程精度，总结出一下经验： 在长基线的解算中，必须加入电离层改正模型，在小于10km的短基线解算中双差改正可以保证高程精度。 基线解算中无论长短均加入对流层改正模型可以提高高程精度。 在能保证数据质量的情况下，尽量减小卫星高度角。 观测的时间越长，卫星个数越多，天空分布越均匀，高程精度越高。

　　参考文献

　　[1] 黄劲松,李征航编著.GPS测量与数据处理,[M].武汉大学出版社.2004

　　[2] 刘大杰,施一民,过静珺编著.全球定位系统(GPS)的原理和数据处理.[M].2006

　　[3] 黄劲松,魏二虎编著.GPS测量操作与数据处理.[M].武汉大学出版社.2004

　　[4] 张红斌.GPS基线处理应注意的几个问题.[J].物探装备.2003

　　[5] 黄声享.提高GPS基线质量的某些因素.[J].工程勘察.1995

　　[6] 谢劭峰.观测卫星选择对GPS基线解算质量的影响.[J].海洋测绘.2005

　　[7] 李玉宝.GPS基线向量解误差分析.[J].西南工学院学报.2001

　　[8] 曹云,胡友键.GPS短基线测量的误差来源.[J].城市勘测.2004

 2/2   首页 上一页 1 2