探讨GPS静态观测数据处理常见的问题和解决办法

刘星星

摘要：随着我国科学技术的发展，GPS（全球定位技术）技术越来越娴熟。GPS静态测量主要是利用测量型的GPS接收机来进行定位的一种测量方法。所谓静态测量，主要指的是在GPS进行定位的时候，GPS接收机的天线在系统进行定位的过程中是静止不能移动的。

但是对于GPS静态数据的处理还是会有问题出现。本文将简单介绍GPS 静态观测数据处理常见的问题以及相应的解决办法。

关键词：GPS；静态数据；处理分析

GPS即是全球定位能够的简称，它在很早以前就已经发明了，在1958年的美国军方为了更好地发展军事实力而研制的一个项目，并且在1964年就开始投入使用。随着科学技术的发展，GPS导航系统已经是以全球二十四颗人造卫星作为基础，向世界各地发送消息的无限导航定位系统。而对于GPS静态观测数据的处理方面，我国还是存在着一些问题。

1. GPS的简单介绍

1.1 GPS的工作原理以及主要功能

GPS其实主要是用来进行信息的传递的一种手段。它的基本原理就是测量出人们发射的人造卫星和用户接收机之间的距离之后，再综合其他的23颗卫星测量的数据经过计算就可以知道用户的接收机的准确位置。而数据的记录主要依靠的就是通过卫星信号传播的时间，之后在乘以光速进而得到用户的接收机到卫星的距离，但是由于大气层电离层的干扰，这一距离并不是用户与卫星之间的真实距离，而是伪距（PR），而后再根据导航电文，记录卫星时间之后再与将其与自己的时钟作对比便可得知卫星与用户的距离，再利用导航电文中的卫星星历数据推算出卫星发射电文时所处位置。GPS主要是定位系统，那么在许多的领域都会涉及到这种技术。最主要的功能就是导航。现在的汽车或者其他运输工具里一般都会安装有GPS导航系统，比如汽车中人们促成的“电子狗”。人们在行车到自己不认识的地方或者迷路的时候，只要通过“电子狗”进行设置，就可以通过GPS定位然后通过人工智能指挥驾驶人员到达目的地。其次，GPS可以进行测量。在进行一些特殊工程的时候，由于工程难度大，比如需要开凿隧道，因此需要测量山的长度，但是又不能通过人工进行测量，这样就可以通过GPS进行测量，这样更加方便可靠。最后就是授时。授时主要就是利用无线电波发播标准时间信号，然后用户就可以根据GPS来精确自己的时间，现在的智能手机、电脑等都具备这项功能。

1.2 GPS静态观测技术的简介及其特点

GPS静态观测技术相对较为复杂。在进行该项技术之前，就要做好准备工作。首先，工作人员需要明确观测的对象所在的区域的情况，了解该观测区域的主要道路交通状况，水域的分布状况，主要的植被的种植分布状况。除此之外，还需要了解相关地区的民族习俗、人土风情，这对于观测的工作也是有益处的。要尽可能的收集观测区域的地形、地貌，以及各种地图，从而为观测数据提供参考依据。而干茶地区的自然环境问题也有可能影响观测数据，因此，要掌握该地区的气象天气等外界环境。之后，综合以上参数来选择观测地点，也就是选点。除了考虑准备工作中调查的数据之外，工作人员还要考虑到后期的施工问题，要选择适合安装接收机的地点进行安装，将选点周围的遮挡物进行清除，防止阻碍或者吸收GPS发射的信号，接着对所选的点位进行埋标，然后点位设定好后就要开始具体的观测工作，最后进行外业观测主要的工作。GPS观测既有动态观测同时也包括静态观测。接下来简单介绍GPS的静态观测的特点。首先，GPS静态观测数据的精确度高。人造卫星对于静物的捕捉能力明显要比动态的物体的捕捉能力强，因此，对于GPS所测量的数据更加精确；其次，GPS的观测自动化的程度非常之高，因此，对于工作人员来说更为容易操作；因为物体是静态的，因此测量所需要的时间也就更短，极大的提高了工作效率。

1.3 GPS静态观测数据处理常见的问题

虽然GPS技术发展迅速，但是对于GPS静态观测数据的处理仍然存在着一些问题。首先就是在GPS测量时存在误差。卫星钟的钟差会使得伪码测距和载波相位测距产生误差。卫星钟偏差总量可达到l ms，产生的等效距离误差可达到300km。还有卫星本身的位置与广播星历提供的位置存在误差同样岛主数据处理有问题。其次，就是在测量的时候接收机的数据粘连。任何物品都是有保质期的，GPS接收机也不例外，一旦GPS接收机使用了一定的时间之后，就会出现问题，而接收机数据粘连就是最为普遍的问题。这样就很难读出基线，甚至没有办法解出位点。还有就是静态测量的时候记录灯与卫星指示灯不双闪而导致的数据错误。如果记录灯与卫星指示灯不双闪就不会记录上任何数据，原始数据即为空白。其实，最主要的问题就是地形的起伏对于投影的变形问题。GPS测量得到的是空间三维直角坐标，需经过坐标变换、高斯投影后才能得到所需的参考椭球面上的高斯平面直角坐标，但是如果地形起伏不定的话，对于投影或有一定的影响，会使得投影变大或者缩小，不是原来的形状和大小。

2. 对GPS静态观测数据处理方法的思考

2.1对GPS观测数据的误差处理

虽然在GPS静态观测数据处理的时候会有误差存在，但是我们应该尽量减小误差，使得数据更加精确。首先是将野值剔除。所谓野值，就是测量的数据中不正常的数据。一般每一个GPS接收机本身都有其自身的测量精度，而且接收机观测到的数据不是固定不变的，而是有测量误差的，因此，在对GPS静态观测数据进行处理之前要除去误差较大的数据，保证数据的准确性。其次，就是要将零值同样除去。零值就是接收器所记录的数据全都为零的情况，这样的数据不具有任何意义，因此要剔除掉。此外，测量出的重复值也需要剔除掉。只有把这些数据全部剔除，才能保证观测数据的精确度。

2.2对GPS静态观测数据处理方法的思考

对于GPS静态粘连的处理相对简单，主要是通过对软件进行修改，将dat 文件转换成 O 文件（即观测文件）和N文件（即星历文件），之后，要把这两个文件中的不是本次所记录的数据进行删除清理，之后再将本次记录的数据导入到 TGO 软件之中。選择出粘连的数据之后，调出本时段中正常接收机的这两个文件，参照其时段，根据实际情况估计问题接收机的时段，把时段外的观测数据删除。 对于静态测量时记录灯与卫星指示灯不双闪的问题，首先要明确解决思路，而已把将静态测量改为快速静态测量，之后再利用配套的接收机手簿记录观测数据。可以采用尺度强制约束法，合理控制已知点间的尺度，从而消除形变的问题。

2.3加强GPS静态测量相关仪器的护养

GPS接收机是测量精密的仪器，因此，要正确地使用接收机。随着使用时间的增加，GOS接收机也出现一些问题，因此要注意GPS接收机的养护问题。不能随便地拆卸零件，除非要修理仪器的时候，否则会使GPS接收机的仪器内部有大量灰尘，而且会损坏部分零件。倘若碰到仪器出现问题，不应该擅自修理，要找熟悉仪器结构的人来修理或者送到修理部去修理。

3.结束语

GPS对人们的生活有很大的帮助，虽然目前我国在GPS静态观测数据处理方面还存在着一些问题，但是相信随着科学技术的发展，GPS静态观测数据处理一定会更加完善。

参考文献：

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