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【摘要】现代的测量中普遍利用GPS技术，而且其精度能够有所保障，对于正常的测量工作都可以顺利完成。本文主要对GPS测量误差的原因与控制措施进行了探讨。
【关键词】GPS；测量误差；原因；控制措施
研发GPS全球定位系统的国家是美国而且于1994年将卫星导航以及定位系统正式予以投入使用。在进行测量中，GPS系统在进行工程测量、大地测量、航空摄影测量和地形测量等相关利于已经十分普遍。由于测量精度与测量误差之间具有直接的联系，因此一定要对GPS中如何出现的测量误差进行全面了解并找到解决降低影响的方法。
1 GPS测量的误差原因
1.1电离层折射误差
在GPS信号从电离层经过的时候，将会改变卫星信号路径，同时也会改变传播的速度。所以经过信号传播时间以及在真空中光速计算而得出的距离将和卫星到接收机具体的几何距离之间出现偏差，这种偏差叫做电离层折射误差。将电离层改为正数大小的程度影响的要素主要是电子总量以及信号频率。在进行载波相位的测量过程中电离层折射改正以及伪距的测量应该保持一致的改正数，符号则对立，就GPS信号信号而言，天顶方向上这种距离的改正的最大限度为50 m，在靠近地平方向的时候（其高度角在20°上）有150 m，所以一定要认真修改定位的结果，以保证观测值具有较高的精度。
1.2多路径误差
所谓的多路径误差就是GPS接收机不但能够直接将对卫星上的信号予以接收，而且还能将接收机天线四周物体所反射出的信号进行接收，将两种信号进行叠加之后，GPS信号的相位就会出现相应的变化，这样就会出现测量误差。多路径误差在对伪距进行测量的时候出现的误差可大出数米，而载波相位的观测量所产生的误差有数厘米。即使多路径所出现的误差很小，然而多路径误差关系到所有的测站环境，并且都是以不规律的形式出现的。所以，它是其中的一个高精度GPS测量出现的常见误差。
1.3卫星轨道偏差
估计以及读卫星轨道的偏差进行处理是一件十分棘手的工作，主要是因为卫星在运行中影响的摄动力比较多而且十分复杂，在经过地面监测站的时候，要想真实地将相应的作用力予以测出同时对其得以把握是十分困难的。当下，获取卫星轨道信息的渠道是导航电文，因此卫星轨道的误差是影响当下GPS测量另外一个因素。测量中越长的基线长度，卫星轨道偏差就会更加严重的影响定位的结果。
1.4卫星轨道误差
卫星轨道误差就是计算所得出的卫星位置同具体的卫星位置之间错产生的偏差。在卫星进行运行过程中因为各种不同的摄动力对其产生影响，卫星就会产生繁琐的运行轨道，对所有的摄动力予以精确测定，并且将卫星运行的轨道予以准确预报方面具有很大的难度。当下，利用广播星历对卫星位置精度进行计算也只有5～10 m。差分相对定位并不是影响卫星轨道误差的主要来源，但是在不断变大的基线距离下，将会逐渐对其产生影响。对基线进行长距离的测量而言，一方面可以利用亚米的精密星历，同时还可利用短弧法，把一些卫星轨道的参数当作未知数，并同基线向量放在一起进行解算。
1.5周跳误差
在精密GPS的相对定位中主要利用相位观测值进行观测，相位观测值为接收机本机通过振荡而出现的相位同接收到的卫星载波相位之间出现的落差，在进行测量的过程中，仅仅可以测到在1周以内的小数方面（可精确至0.01周）。在条件完美的情况下，接收机将卫星予以锁定之后能够持续进行跟踪，这样就可以测量出整数部分在内的全部相位的变化量，所以全部的历元的相位观测量同接收机至卫星的距离之间所差的载波波长的一个整数倍数，它的值不是灵活可变的，此整数就是整周的模糊度，能够在解算过程中同其他参数在一起求出。然而在具体的观测中，接收机通常因为一些因素短时间对卫星短失去跟踪，在此期间内就不会有效测出相位的变化，称为周跳。在短距离进行GPS的基线定位的时候，将会基本将大气轨道的误差予以抵消，电离层以及对流层出现延迟的现象是因为它们具有相关性这样就会将一些影响予以消除，周跳大小可以保证整数特性在一定数值上，进行处理的时候不会太复杂。
2 GPS测量误差的控制措施
2.1将电离层出现误差而引起的影响予以降低的措施
（1）采用双频观测。双频观测主要是通过P1以及P2码将两个伪距予以测量，按照电离层的折射以及信号频率相应特性，在对这两个伪距进行观测所得值中可以将电离层的折射改正数求出，进而观测结果所出现的误差就可以改正。（2）通过电离层改正的模型进行修正。（3）通过同步观测值进行求差。利用用两台接收机于基线两端同步进行观测而且取其观测量之间的差，能够将电离层折射而带来的影响予以有效降低。如果两观测站之间的距离相对较近的情况下，因为卫星到两观测站电磁波传播的路程上大气状况相差无几，所以大气状况在系统影响方面就能够利用同步观测量之间的差值予以降低。
2.2将多路径误差的影响予以降低的措施
（1）站点选择要合理。多路径误差及关系到卫星信号的方向以及反射的系数，同时还关系到反射物与测站之间的距离，因此在实际进行定位测量工作过程一定要利用有效的措施将误差带来的影响予以降低。测站要距大面积平静水面一段距离，而对于灌木丛、草以及其他地面植被而言可以有效的地对微波信号的能量予以吸收，在设站地址的选材中是最为理想的情况。土地经过翻耕之后与其他粗糙不平的地面之间具有很差的反射能力，在此设置站点同样为最佳选择。同时，在进行选择测站的时候应该避开山坡、山谷以及盆地，防止反射信号由天线抑径板的顶端进入到天线内，出现多路径的误差情况。（2）接收机天线方面应该注意的问题。接收天线在各个极化特性的反射信号中的抑制作用应该较强。在进行静态定位过程中在长期进行观测之后，将大大降低多路径误差所带来的影响。
2.3确定GPS的卫星轨道
通过区域性的GPS跟踪网将对GPS卫星轨道予以确定。跟踪站地心的坐标出现的误差影响的卫星轨道为10倍甚至以上。所以，应利用2 m以上精度的卫星轨道一定保证跟踪站坐标精度在大于0.1 m。从研究资料看来，通过强约束全球站松弛轨道的加权约束基准的办法，所取得的相对坐标值将在5 cm以上，基本上达到我国现目前进行区域性定轨的要求。
2.4探测以及修复周跳
对周跳进行处理可分作两步进行：在观测数据内将所有的周跳进行探测并予以修复处理，进行探测以及修复周跳过程中均应该在观测数据进行预处理的过程中进行。在GPS相对定位中进行处理周跳是非常繁琐的工作，所以要尽量防止出现周跳现象。这样，就应该利用仪器来检定仪器的本身，进行测定之后保证其质量之后才可以进行测量作业，进行测量作业的时候要避免多路径对其产生影响，防止出现失周的情况。
2.5安置测站
在进行测站的选择的时候应该避免山坡、山谷以及盆地，要与大面积平静水面以及高层建筑物和广告牌等（就是净空）离开一段距离。最佳的测站为具有较差的反射能力下的粗糙地面，这样，可将多路径的误差予以降低。同时，长时间进行观测，所选的接收天线配有抑径板同样能够将多路径误差予以有效降低。所选的截止高度角应该合理，就可以对电离予以延迟以及限制。
3结语
简而言之，在进行实际的测量工作中应该根据相应的要求进行。因为进行测量阶段主要出现的误差为多路径效应，点位中出现的对中误差，在进行作业的过程中应尽量避开同时降低这些误差，以保证成果的可靠性以及精确性予以提高。
参考文献
[1]汪建林.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].中国新技术新产品.2010(17):92.
[2]余远军.GPS在工程测量中的应用与发展[J].矿山测量,2010(4):13-16.
[3]徐绍铨,张花海,杨志强,王泽明.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2006.
【关键词】GPS；测量误差；原因；控制措施
研发GPS全球定位系统的国家是美国而且于1994年将卫星导航以及定位系统正式予以投入使用。在进行测量中，GPS系统在进行工程测量、大地测量、航空摄影测量和地形测量等相关利于已经十分普遍。由于测量精度与测量误差之间具有直接的联系，因此一定要对GPS中如何出现的测量误差进行全面了解并找到解决降低影响的方法。
1 GPS测量的误差原因
1.1电离层折射误差
在GPS信号从电离层经过的时候，将会改变卫星信号路径，同时也会改变传播的速度。所以经过信号传播时间以及在真空中光速计算而得出的距离将和卫星到接收机具体的几何距离之间出现偏差，这种偏差叫做电离层折射误差。将电离层改为正数大小的程度影响的要素主要是电子总量以及信号频率。在进行载波相位的测量过程中电离层折射改正以及伪距的测量应该保持一致的改正数，符号则对立，就GPS信号信号而言，天顶方向上这种距离的改正的最大限度为50 m，在靠近地平方向的时候（其高度角在20°上）有150 m，所以一定要认真修改定位的结果，以保证观测值具有较高的精度。
1.2多路径误差
所谓的多路径误差就是GPS接收机不但能够直接将对卫星上的信号予以接收，而且还能将接收机天线四周物体所反射出的信号进行接收，将两种信号进行叠加之后，GPS信号的相位就会出现相应的变化，这样就会出现测量误差。多路径误差在对伪距进行测量的时候出现的误差可大出数米，而载波相位的观测量所产生的误差有数厘米。即使多路径所出现的误差很小，然而多路径误差关系到所有的测站环境，并且都是以不规律的形式出现的。所以，它是其中的一个高精度GPS测量出现的常见误差。
1.3卫星轨道偏差
估计以及读卫星轨道的偏差进行处理是一件十分棘手的工作，主要是因为卫星在运行中影响的摄动力比较多而且十分复杂，在经过地面监测站的时候，要想真实地将相应的作用力予以测出同时对其得以把握是十分困难的。当下，获取卫星轨道信息的渠道是导航电文，因此卫星轨道的误差是影响当下GPS测量另外一个因素。测量中越长的基线长度，卫星轨道偏差就会更加严重的影响定位的结果。
1.4卫星轨道误差
卫星轨道误差就是计算所得出的卫星位置同具体的卫星位置之间错产生的偏差。在卫星进行运行过程中因为各种不同的摄动力对其产生影响，卫星就会产生繁琐的运行轨道，对所有的摄动力予以精确测定，并且将卫星运行的轨道予以准确预报方面具有很大的难度。当下，利用广播星历对卫星位置精度进行计算也只有5～10 m。差分相对定位并不是影响卫星轨道误差的主要来源，但是在不断变大的基线距离下，将会逐渐对其产生影响。对基线进行长距离的测量而言，一方面可以利用亚米的精密星历，同时还可利用短弧法，把一些卫星轨道的参数当作未知数，并同基线向量放在一起进行解算。
1.5周跳误差
在精密GPS的相对定位中主要利用相位观测值进行观测，相位观测值为接收机本机通过振荡而出现的相位同接收到的卫星载波相位之间出现的落差，在进行测量的过程中，仅仅可以测到在1周以内的小数方面（可精确至0.01周）。在条件完美的情况下，接收机将卫星予以锁定之后能够持续进行跟踪，这样就可以测量出整数部分在内的全部相位的变化量，所以全部的历元的相位观测量同接收机至卫星的距离之间所差的载波波长的一个整数倍数，它的值不是灵活可变的，此整数就是整周的模糊度，能够在解算过程中同其他参数在一起求出。然而在具体的观测中，接收机通常因为一些因素短时间对卫星短失去跟踪，在此期间内就不会有效测出相位的变化，称为周跳。在短距离进行GPS的基线定位的时候，将会基本将大气轨道的误差予以抵消，电离层以及对流层出现延迟的现象是因为它们具有相关性这样就会将一些影响予以消除，周跳大小可以保证整数特性在一定数值上，进行处理的时候不会太复杂。
2 GPS测量误差的控制措施
2.1将电离层出现误差而引起的影响予以降低的措施
（1）采用双频观测。双频观测主要是通过P1以及P2码将两个伪距予以测量，按照电离层的折射以及信号频率相应特性，在对这两个伪距进行观测所得值中可以将电离层的折射改正数求出，进而观测结果所出现的误差就可以改正。（2）通过电离层改正的模型进行修正。（3）通过同步观测值进行求差。利用用两台接收机于基线两端同步进行观测而且取其观测量之间的差，能够将电离层折射而带来的影响予以有效降低。如果两观测站之间的距离相对较近的情况下，因为卫星到两观测站电磁波传播的路程上大气状况相差无几，所以大气状况在系统影响方面就能够利用同步观测量之间的差值予以降低。
2.2将多路径误差的影响予以降低的措施
（1）站点选择要合理。多路径误差及关系到卫星信号的方向以及反射的系数，同时还关系到反射物与测站之间的距离，因此在实际进行定位测量工作过程一定要利用有效的措施将误差带来的影响予以降低。测站要距大面积平静水面一段距离，而对于灌木丛、草以及其他地面植被而言可以有效的地对微波信号的能量予以吸收，在设站地址的选材中是最为理想的情况。土地经过翻耕之后与其他粗糙不平的地面之间具有很差的反射能力，在此设置站点同样为最佳选择。同时，在进行选择测站的时候应该避开山坡、山谷以及盆地，防止反射信号由天线抑径板的顶端进入到天线内，出现多路径的误差情况。（2）接收机天线方面应该注意的问题。接收天线在各个极化特性的反射信号中的抑制作用应该较强。在进行静态定位过程中在长期进行观测之后，将大大降低多路径误差所带来的影响。
2.3确定GPS的卫星轨道
通过区域性的GPS跟踪网将对GPS卫星轨道予以确定。跟踪站地心的坐标出现的误差影响的卫星轨道为10倍甚至以上。所以，应利用2 m以上精度的卫星轨道一定保证跟踪站坐标精度在大于0.1 m。从研究资料看来，通过强约束全球站松弛轨道的加权约束基准的办法，所取得的相对坐标值将在5 cm以上，基本上达到我国现目前进行区域性定轨的要求。
2.4探测以及修复周跳
对周跳进行处理可分作两步进行：在观测数据内将所有的周跳进行探测并予以修复处理，进行探测以及修复周跳过程中均应该在观测数据进行预处理的过程中进行。在GPS相对定位中进行处理周跳是非常繁琐的工作，所以要尽量防止出现周跳现象。这样，就应该利用仪器来检定仪器的本身，进行测定之后保证其质量之后才可以进行测量作业，进行测量作业的时候要避免多路径对其产生影响，防止出现失周的情况。
2.5安置测站
在进行测站的选择的时候应该避免山坡、山谷以及盆地，要与大面积平静水面以及高层建筑物和广告牌等（就是净空）离开一段距离。最佳的测站为具有较差的反射能力下的粗糙地面，这样，可将多路径的误差予以降低。同时，长时间进行观测，所选的接收天线配有抑径板同样能够将多路径误差予以有效降低。所选的截止高度角应该合理，就可以对电离予以延迟以及限制。
3结语
简而言之，在进行实际的测量工作中应该根据相应的要求进行。因为进行测量阶段主要出现的误差为多路径效应，点位中出现的对中误差，在进行作业的过程中应尽量避开同时降低这些误差，以保证成果的可靠性以及精确性予以提高。
参考文献
[1]汪建林.GPS测量技术在工程测绘中的应用[J].中国新技术新产品.2010(17):92.
[2]余远军.GPS在工程测量中的应用与发展[J].矿山测量,2010(4):13-16.
[3]徐绍铨,张花海,杨志强,王泽明.GPS测量原理及应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,2006.