GPS高程测量误差探析

GPS(RTK)控制测量平面及高程精度分析摘要：近年来随着gps发展采用载波相位实时动态差分技术进行相对定位的gps rtk方法,能够在野外实时地得到厘米级定位精度,可以极大地提高作业效率。

本文对gps rtk的精度进行试验研究,利用实测数据对其校正精度进行对比分析,并探讨影响校正精度的主要因素。

关键词：gps rtk 控制测量控制点精度1、gps(rtk)控制测量为了确定动态gps(rtk)控制测量的精度,笔者在哈尔滨对已布设了d级gps控制网进行了动态gps(rtk)测量和静态gps测量成果的比较。

并联测了四等水准的1个d级gps点，进行了水准测量和用动态gps(rtk)测量高程的比较。

设计方案如下：使用南方9600 gps 接收机进行动态gps(rtk)测量的实验。

选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。

基准站设定在测区中央,地势较高,周围无遮挡物,对d级gps控制网进行了动态gps(rtk)测量，并且联测了四等水准的1个d级gps点。

共观测了15个重复点。

本次观测采用南方9600 gps接收机进行动态gps(rtk)测量的实验。

1.1 对测区转换参数的确定选择3个分部比较均匀地已知点进行解算转换参数。

操作：工具→计算七参数为了获得更精确的七参数坐标转换，这时用户需要知道三个已知点的地方坐标和这三个点的wgs-84坐标，可以计算出七个参数，即wgs-84坐标转换到地方坐标的七个转换参数，用户单击确定，就会输入到七参数对话框中。

可以直接输入三个已知点的地方坐标和这三个点的wgs-84坐标，按右上方的“ok”按钮，就会计算出七参数，计算出七参数后，系统会自动打开参数开关，单击“ok”按钮，则在测量中就可以利用该参数进行校正得出测量点的正确坐标。

1.2 使用两点校正步骤如下：(1)使用测量菜单下的校正向导菜单。

选中菜单后，界面如下图1.1：图1.1 校正模式选择选择下一步后，界面如下图1.2：图1.2 基准站架设在未知点（向导1）根据向导提示，输入已知坐标后，直接校正。

GPS导航定位误差详解GPS导航定位误差详解GPS卫星导航定位，是基于被动式测距原理，亦即，GPS信号接收机被动的测量来自GPS卫星的定位信号和传播时延，而测得GPS信号接收天线相位中心和GPS卫星发射天线相位中心之间的距离（即站星距离），进而将它和GPS卫星在轨位置联合解算出用户的三维坐标。

由此可见，GPS卫星导航定位的误差主要分成下述的3大类。

（1）GPS信号的自身误差即认为得SA误差，简称卫星误差；（2）GPS信号从卫星传播到用户接收天线的船舶误差；（3）GPS信号接收机所产生的GPS信号测量误差，简称接受误差。

本节从基本概念入手，较详细地论述了GPS卫星导航定位测量的偏差和误差，以及他们的削弱方法，并论述了GPS 现代化对提高GPS 卫星导航定位精度的作用和影响。

GPS卫星导航定位的精度、误差与偏差广义而论，精度（accuracy）表示一个量的观测值与其真值接近或一致的程度，常以其相应值—误差（error）予以表述。

对GPS卫星导航而言，精度，直观地概括为同GPS信号所测定的载体在航点位与载体实际点位之差。

对于GPS卫星测地而言，精度，是用GPS信号所测定的地面点位与其实地点位之差。

现代卫星导航定位中几个常用的技术术语进行较详细地论述。

4.2.1 均方根差（RMS）均方根差，应文名为root mean square error，测绘界的中国学者将其称为“中误差”或曰“标准差”。

它的探测概率，是以置信椭圆（confidence ellipse，用于二维定位）和置信椭球（confidence ellispsoid，用于三维定位）来表述。

置信椭圆的长短半轴，分别表示二维位置坐标分量的标准差（如经度的σλ和纬度的σφ）。

一倍标准差（1σ）的概率值是68.3%，二倍标准差（2σ）的概率值为95.5%；三倍标准差（3σ）的概率值是99.7%。

许多中外文献所述的“精度”多为一倍标准差（1σ），且用“距离均方根差”（DRMS）表示二维定位精度，距离均方根差（DRMS），也称为圆径向误差（circular radial error）或曰均方位置误差，另有一些作者常采用“双倍距离均方根差”（2DRMS）。

GPS在高程测量中的误差来源及应对措施【摘要】本文通过GPS在高程中的误差分析，对提高GPS测量高程精度的方法及措施进行了详细描述。

【关键词】GPS；大地高；正常高；高程拟合；高程异常一、引言众所周知，GPS作为现代化的三维测量工具，已被越来越广泛地运用到平面测量工作中去，如平面控制测量、地形测量、施工测量等。

但是GPS在实际的工作实践中，却较少运用于高程测量。

这是由于我国幅员辽阔，GPS测高受区域性大地水准面的限制以及仪器和外界条件等诸方面因素的影响，所测高程精度较低，无法满足各项工程建设的需要。

那么GPS测量高程的误差主要有哪些呢？我们又如何采取有效措施来提高高程测量精度呢？二、GPS高程测量原理利用GPS求得的是地面点在WGS-84坐标系中的大地高H84，而我国高程采用正常高。

要想使GPS高程在工程实际中得到应用，必须实现GPS大地高向我国正在使用的正常高的转化。

如图1所示。

有公式：Hr=H84-ζ由上式可知GPS高程测量的结果Hr误差主要由大地高H84的误差和高程异常ζ的误差的组成。

三、影响大地高H84的误差来源1.相位整周模糊度解算对GPS高程的影响。

相位整周模糊度解算是否可靠，直接影响三维坐标的精度。

在控制测量中，无论采用快速静态或实时动态测量技术，都必须精确解算得到相位整周数，然而相位整周数模糊度的解算常常会出现解算错误的可能性，从而会影响高程测量的精度。

2.多路径效应的制约因素：所谓多路径效应是指测站附近反射物反射来自卫星的信号与卫星直接发射的信号同时被接收机接受，这两种信号产生相互影响使其观测值偏离其真值，产生多路径误差。

多路径效应的影响分为直接的和间接的，并能对三维坐标产生分米级影响。

3.电离层延迟对高程测量量的影响：电离层对GPS测量的影响主要有：电离层群延（绝对测距误差）；电离层载波相位超前（相对测距误差）；电离层多普勒频移（距速误差）；振幅闪烁信号衰减；磁暴、太阳耀斑等，这些电离层的变化都会延迟GPS信号的传播路线。

动态GPS测量的误差分析摘要：根据动态GPS数据传输的特性，结合实验数据，多路径的影响，进行误差分析。

阐述动态GPS的高程的制约因素，并对如何提高高程成果精度进行说明。

关键词：动态GPS 数据传输VDOP值分析动态GPS作业有其自身的局限性，在测量过程中要求基准站与流动站共同观测四颗以上GPS卫星，因此，容易受到测站周围地形地物的影响，另外地物反射造成的多路径效应也是影响动态GPS测量精度的一个重要因素。

由于这些因素的影响，降低了动态GPS的测量精度。

因此，在本文中通过实验，分析影响因素，提出解决办法，以便在测绘作业中更好的应用。

1 数据传输的特性要保证动态GPS移动能够接收到基准站发送的连续、可靠、快速的数据链信号，才会达到GPS获得快速的连续的固定解，而这个高可靠性、强抗干扰性的数据链传输和地势地形直接相关。

动态GPS在现代国际测绘领域的应用中，要将基准站的发射天线以及流动站的接收天线设置到一定高度，不然地面会不停吸收围绕地球表面传播的超短电磁波而迅速衰减，动态GPS的工作半径会被大大减低；如果将基准站的发射天线以及流动站设置在一定高度并且在直视距离内，超短波的传播方式将会组合直线波以及地面反射波，这样会大大扩大动态GPS的工作半径，一般在15 km左右，不过如果没有将基准站的发射天线以及流动站的接收天线没有设置在没有障碍物的直视距离内，就会发生更复杂的情况，基准站的发射天线以及流动站的接收天线在城镇的密楼区不能够直接通视，数据需要依赖反射波的改正，动态GPS的有效工作半径在这种情况下就会缩小，可能只有几百米。

因此，为了接收到基准站播发的差分信号要求基准站和移动站之间的天线必须满足“电磁波通视”—即电磁波能从基准站通过直射、绕射和反射等传播方式有效地到达移动站，这样在平坦地区的几公里范围内，一般都能顺利进行动态GPS测量。

但在其他地区如果数据链不能正常传输（即使能同时接收到5颗以上有效卫星），则难以成功实施动态GPS测量。

GPS导航定位误差详解GPS卫星导航定位，是基于被动式测距原理，亦即，GPS信号接收机被动的测量来自GPS卫星的定位信号和传播时延，而测得GPS信号接收天线相位中心和GPS卫星发射天线相位中心之间的距离（即站星距离），进而将它和GPS卫星在轨位置联合解算出用户的三维坐标。

由此可见，GPS卫星导航定位的误差主要分成下述的3大类。

（1）GPS信号的自身误差即认为得SA误差，简称卫星误差；（2）GPS信号从卫星传播到用户接收天线的船舶误差；（3）GPS信号接收机所产生的GPS信号测量误差，简称接受误差。

本节从基本概念入手，较详细地论述了GPS卫星导航定位测量的偏差和误差，以及他们的削弱方法，并论述了GPS 现代化对提高GPS卫星导航定位精度的作用和影响。

GPS卫星导航定位的精度、误差与偏差广义而论，精度（accuracy）表示一个量的观测值与其真值接近或一致的程度，常以其相应值—误差（error）予以表述。

对GPS卫星导航而言，精度，直观地概括为同GPS信号所测定的载体在航点位与载体实际点位之差。

对于GPS卫星测地而言，精度，是用GPS信号所测定的地面点位与其实地点位之差。

现代卫星导航定位中几个常用的技术术语进行较详细地论述。

4.2.1 均方根差（RMS）均方根差，应文名为root mean square error，测绘界的中国学者将其称为“中误差”或曰“标准差”。

它的探测概率，是以置信椭圆（confidence ellipse，用于二维定位）和置信椭球（confidence ellispsoid，用于三维定位）来表述。

置信椭圆的长短半轴，分别表示二维位置坐标分量的标准差（如经度的σλ和纬度的σφ）。

一倍标准差（1σ）的概率值是68.3%，二倍标准差（2σ）的概率值为95.5%；三倍标准差（3σ）的概率值是99.7%。

许多中外文献所述的“精度”多为一倍标准差（1σ），且用“距离均方根差”（DRMS）表示二维定位精度，距离均方根差（DRMS），也称为圆径向误差（circular radial error）或曰均方位置误差，另有一些作者常采用“双倍距离均方根差”（2DRMS）。

高程测量的常用方法与误差控制高程测量是一种用于测量地球上某一点的垂直高度或海拔的方法。

高程测量在地理测量、工程建设、地形分析等领域中有着广泛的应用。

然而，在进行高程测量的过程中，由于各种因素的干扰和影响，往往会产生一定的误差。

因此，控制误差是高程测量中一项非常重要的工作。

一、高程测量的常用方法高程测量的常用方法主要包括水准测量法和GPS测量法。

1.水准测量法水准测量法是通过测量相邻测站之间的高度差，以确定某一点的高程。

水准测量法分为直接水准测量法和间接水准测量法。

直接水准测量法是通过使用水准仪，测量两个已知高程的测站之间的水平距离和高度差，从而计算出待测点的高程。

这种方法精度较高，适用于小区域范围内的测量。

间接水准测量法主要包括三角高程测量法和曲线水准测量法。

三角高程测量法是利用三角形的高度比例关系和水平角的测量值，计算所需测量点的高程。

曲线水准测量法则是将水准测量设为一条平滑的曲线，通过观测曲线上的高度差来测量相邻测站之间的高差。

2.GPS测量法GPS测量法是利用全球定位系统（GPS）和卫星导航技术进行高程测量。

通过接收卫星发射的信号，测量接收器与卫星之间的距离，再利用卫星轨道数据和大地水准面的高差计算，可以得到高程测量结果。

GPS测量法具有测量范围广、测量速度快、操作简便等优点，适用于需要大范围、高精度的高程测量任务。

然而，由于卫星信号的干扰和地形遮挡物的影响，GPS测量法在山区、城市等复杂环境中的精度可能受到一定的影响。

二、误差控制高程测量中的误差主要来自测量仪器的精度、大气条件、地球曲率等因素。

为了提高测量结果的精度，需要进行误差控制。

1.仪器精度控制仪器精度是高程测量中的一个重要误差来源。

为了确保测量结果的准确性，应选择具有较高精度的仪器进行测量，且在使用前需要进行仪器校准和质量检验。

另外，使用仪器时还应注意操作规范，避免因不当使用而引入额外的误差。

2.环境条件控制大气条件对高程测量结果也有一定的影响。

GPS高程拟合方法及精度分析引言随着全球定位系统(GPS)的普及和发展，GPS技术在地球科学、工程测量和导航定位等领域得到了广泛的应用。

GPS高程的测量和拟合在地球科学研究和工程测量中扮演着重要的角色。

对GPS高程拟合方法及其精度进行深入的研究和分析具有重要的意义。

一、GPS高程拟合方法GPS高程的测量是通过GPS卫星信号和接收机接收时间的差值来计算得到的。

在GPS测量中，精确的高程测量是非常重要的。

高程拟合是指根据已知的GPS观测数据，通过一定的数学模型和算法，来拟合出地球表面上各点的高程值。

目前常用的GPS高程拟合方法主要包括差分GPS法、动态大地水准面模型法和GNSS/地球重力模型法。

1. 差分GPS法差分GPS法是基于参考站和移动站测量GPS信号的相位和码距的差值来进行高程测量的方法。

该方法可以减小大气层等误差对高程测量的影响，提高高程测量的精度。

差分GPS法广泛应用于工程测量和导航领域，具有较高的精度和实用性。

2. 动态大地水准面模型法动态大地水准面模型法是基于大地水准面模型预测的高程值和GPS观测数据进行拟合的方法。

通过使用大地水准面模型，可以对GPS测量中的大气层延迟和其他误差进行校正，提高高程测量的精度。

该方法适用于地球科学研究领域，可以得到更为精确的高程值。

二、GPS高程拟合精度分析GPS高程拟合的精度是衡量其可靠性和实用性的重要指标。

在GPS高程拟合过程中，需要对其精度进行综合分析和评估。

1. 精度影响因素GPS高程拟合的精度受到多种因素的影响，主要包括大气层延迟、接收机误差、地形和重力效应、卫星轨道误差等。

这些因素会对GPS高程拟合的精度产生影响，需要在实际应用中进行综合考虑和分析。

2. 精度评估方法针对GPS高程拟合的精度进行评估，可以采用单点定位和差分定位、统计分析和误差分析等方法。

通过对GPS观测数据和拟合结果进行综合分析和评估，可以得到GPS高程拟合的精度水平和可靠性。

GPS测量中的常见误差分析与控制方法GPS（Global Positioning System，全球定位系统）是基于卫星导航的定位技术，广泛应用于航海、地质勘探、测绘等领域。

然而，在实际使用中，GPS测量中常常存在误差，这些误差可能会影响测量结果的准确性与可靠性。

因此，对GPS测量中的常见误差进行分析与控制是非常重要的。

首先，我们来分析GPS测量中的常见误差类型。

主要的误差类型包括：天线相位中心偏移误差、信号传播速度误差、多径效应、大气延迟误差和钟差等。

下面我们一一进行分析：1. 天线相位中心偏移误差：天线作为GPS接收机的输入端，如果天线的相位中心与接收机定位点不重合，就会引入相位中心偏移误差。

这会导致测量结果在高程方向上产生偏差。

为了控制这种误差，可以通过校准天线相位中心来减小误差的影响。

2. 信号传播速度误差：GPS测量是基于接收到卫星发射的信号来计算距离的，而信号传播速度的误差会导致距离测量的偏差。

这主要与大气密度、温度和湿度等因素有关。

为了减小这种误差，常见的方法是采用差分GPS技术，通过同时观测一个已知坐标点上的控制接收机与流动接收机接收到的GPS信号，从而减小误差的影响。

3. 多径效应：多径效应是指GPS信号到达接收机时，除了直射路径外，还经过了其他路径的反射导致信号时间延迟。

这会导致距离测量的误差。

为了控制多径效应，可以选择开阔的测量环境，避免信号反射，或者采用自适应滤波等技术来抑制多径干扰。

4. 大气延迟误差：大气延迟误差主要是指GPS信号在穿过大气层时，由于大气折射效应而导致的误差。

这会引起距离测量的偏差。

为了减小大气延迟误差的影响，通常可以通过接收多个卫星信号来进行差分定位，从而减小误差的影响。

5. 钟差：GPS测量中的时钟误差会导致卫星与接收机之间的时间差量测量的误差。

为了控制钟差误差，可以利用差分技术进行校正，或者采用精密的时钟来减小误差。

综上所述，针对GPS测量中的常见误差，我们可以采取一系列措施来进行误差的分析与控制。

GPS高程拟合方法及精度分析引言全球定位系统（GPS）是一种通过卫星信号来确定位置的技术，在许多应用中被广泛使用。

高程测量是GPS技术的一个重要应用领域之一。

随着GPS技术的不断发展，高程测量的精度和分辨率得到了显著的改进。

由于地球表面的复杂性，GPS高程测量仍然存在一些挑战，如大气延迟、地形遮挡和信号多径等问题。

研究GPS高程拟合方法及其精度分析具有重要的理论和实际意义。

本文将从GPS高程拟合方法和精度分析两个方面进行探讨，旨在为GPS高程测量提供更加可靠和精确的解决方案。

一、GPS高程拟合方法1. 静态测量与动态测量在实际的高程测量应用中，常用的GPS测量方式可以分为静态测量和动态测量两种。

静态测量是指在接收机固定不动的情况下进行GPS观测，通常适用于测量精度要求较高的情况，如大地水准面的建立和更新、基准点的测量等。

动态测量是指接收机和天线在移动状态下进行GPS观测，通常适用于地形测绘、航空航海、车载导航等应用。

2. RTK测量实时运动学（RTK）测量是一种高精度的GPS动态测量方法，通过使用参考站的观测数据来实现对流动接收机位置的实时校正，从而获得厘米级甚至毫米级的高程测量精度。

RTK测量在地理勘测、地质灾害监测和大规模工程测量中有着广泛的应用。

3. 差分测量差分测量是一种通过比较基准站和流动接收机之间的GPS观测数据来消除掉由于大气延迟、钟差等误差，从而提高高程测量精度的方法。

差分测量通常分为实时差分和后续差分两种方式，实时差分可以在测量过程中实时进行误差修正，后续差分则是在测量后对数据进行后处理，以获得更高精度的测量结果。

4. 高程拟合模型在GPS高程测量中，通常采用的拟合模型有椭球模型、大地水准面模型和基于大地水准面的高程格网模型等。

椭球模型是一种简化的高程测量模型，通过采用地球椭球体作为参考椭球来进行高程测量；大地水准面模型是一种更加真实的高程测量模型，考虑了地球的地形和引力畸变情况；基于大地水准面的高程格网模型是一种全球高程模型，通过采用离散的高程测量点来构建全球高程模型。

工程测量中GPS控制测量平面与高程精度分析摘要：GPS控制测量的优点是不受气候条件限制、速度快和精度高，但是在网型资源不是很理想的情况下，平面精度基本能满足精度要求，却存在较大的高程误差。

本文分析了高程误差的主要因素，以及如何提高GPS高程测量的一些对策与措施。

关键词：工程测量；GPS平面误差；高程误差全球卫星导航定位系统是通过在空间保持发行状态的卫星源源不断的向地球发送加载了特殊定位信息的无线电信号的某种频率，从而能够实现定位测量的定位系统。

最具代表性的是GPS定位测量技术。

在实际测量中，大多数的工程测量存在已知点少、已知点的位置分布不合理、网形不佳、不宜进行水准测量等问题，这些问题都会直接导致GPS控制网的精度得不到保障。

由于平面精度通常存在的问题不大，对高程精度则有必要详细地探讨。

1.GPS控制测量技术操作分析1.1主要技术操作流程首先，资料收集与检核。

测区的范围确定后，就应当按照作业要求，收集起算点数据和附近地区的地图。

其次，选点布网。

选点布网需要在收集的城市交通图或地形图上进行。

根据作业范围与任务要求，综合考虑测区地形、接收机情况、卫星情况等因素，优化选点布网设计。

第三，踏勘埋石。

综合考虑调度情况和设计点位，合理安排人员踏勘埋石。

第四，外业观测。

外业观测的任务是获取、接收、跟踪、处理GPS卫星信号，进而获取观测数据，进行定位。

外业观测作业时，需要注意卫星数据接受与供电情况。

第五，数据传输和平差。

完成观测后，应当及时地将数据进行备份。

部分数据需要根据无线类型、仪器高、观测时段等情况，改成特定的格式进行传输、存储。

第六，修补测量。

如果通过平差仍然无法到达测量标准，就应当修补测量。

尽量在图形强度因子小、卫星多的时段开展补测工作。

最后，总结成果。

按照相关要求总结成果，编制相应的图表。

1.2GPS控制测量布网探讨GPS控制测量布网的设计依据是GPS测量规范和测量任务书。

GPS测量规范主要是由行业部门或国家质量监督局制定、颁布的GPS测量技术标准。