摘要：本文首先介紹了GPS技術的一些應用，然后主要從GPS網的設計、野外觀測以及基線解算三個方面提出了GPS作業過程中的質量控制措施。
　　關鍵詞：GPS；技術應用；質量控制；基線解算
　　
　　0 引言
　　隨著GPS定位技術在測量中的廣泛應用，GPS作業過程中的質量控制措施和觀測成果的分析成為生產實踐中的一個重要問題。因此，探討出一套實用性強、理論嚴密的質量控制措施，將有助于GPS控制網在實踐中的應用。本文參考GPS技術應用的基本理論，結合自己的工作實踐，進行了一些有用的探索，以供廣大業內人士參考。
　　1 GPS技術的應用
　　1.1 建立工程控制網
　　工程控制網是工程建設、管理和維護的基礎。其網型和精度要求與工程項目的性質、規模密切相關。一般地，工程控制網覆蓋面積小、點位密度大、精度要求高。用常規的方法，多采用邊角網。
　　采用GPS定位的方法建立工程控制網，具有點位選擇限制少、作業時間短、成果精度高、工程費用低等優點�？蓱�用于建立工程首級控制網，變形監測控制網，工礦施工控制網，工程勘探、施工控制網，隧道等地下工程控制網等。應用GPS技術建立控制網，通常采用載波相位靜態差分技術，以保證達到毫米級精度。應用GPS技術建立道路勘探、施工控制網和隧道工程控制網等具有顯著的優勢。道路勘探、施工控制網，具有橫向很窄、縱向很長的特點。采用傳統的三角鎖、導線方案，多數需要分段實施，以避免誤差積累過大。采用GPS技術，由于點與點之間不需要通視，可以敷設很長的GPS點構成的三角鎖，以保持長距離線路坐標控制的一致性。
　　1.2 變形監測
　　變形監測主要是監測像大橋、水庫大壩、高層大樓等建筑物、構筑物的地基沉降、位移以及整體的傾斜等狀況。監測工作的特點是被監測體的幾何尺寸巨大，監測環境復雜，監測技術要求高。常規的監測技術是應用水準測量的方法，監測地基的沉降；應用三角測量（或角度交會）的方法，監測地基的位移和整體的傾斜。GPS技術在該領域有廣泛的應用。
　　1.3 帶RTK的碎部測量與放樣
　　RTK（RealTimeKinematic）技術，即載波相位差分技術，是實時處理兩個測站載波相位觀測量的差分方法。RTK系統由兩部分組成：基準站（坐標已知）和移動站（用戶接收機）。其基本原理是：將基準站采集的載波相位發送給用戶，用戶根據基準站的差分信息進行求差解算用戶位置坐標。RTK技術可應用于測繪地形圖、地籍圖，測繪房地產的界址點，平面位置的施工放樣等。采用RTK技術測圖時僅需一人進行。將GPS接收機放在待定的特征點上1、2s，同時輸入該特征點的編碼即可。把一個小區域內的地形、地物特征點測定后傳入計算機，由專業成圖軟件、在人工適當的干預下，形成所要的成果圖。采用RTK技術進行放樣，標定界標點，是坐標的直接標定，不像常規放樣那樣，需要后視方向、用解析法標定，因而簡捷易行。
　　2 GPS作業過程中的質量控制措施
　　2.1 GPS網的設計方面的措施
　　GPS網設計與常規網不同，它不需要考慮點間通視、相鄰邊比值以及觀測角大小等因素，布網靈活性較強。GPS基線向量網形式多樣，其中同步圖形擴展式的作業方式因其作業效率高、圖形強度好等特點，是目前普遍采用的一種布網形式。在一般工程實踐中，常根據具體情況，采用混連式，即靈活采用點、邊和網連式的某種混合形式。GPS網的設計，在嚴格遵守GPS測量規范基礎上，還應注意以下幾方面：
　　1）為提高GPS網的整體相對精度，異步環中相鄰較近的點應進行同步觀測。
　　2）由于隨著異步環邊數的增加，異步環閉合差的檢驗能力將逐漸下降。所以，網中所有最小異步環的邊數一般不要大于6條。
　　3）盡量保證每個測站至少與三條以上的獨立基線相連。GPS相對測量以基線（邊）為基本單位。各個點位的可靠性與其他點位無關，而與該點相連的基線數有關。點上連接的獨立基線越多，該點可靠性檢驗就越強。
　　2 野外觀測方面的措施
　　野外觀測成果質量的好壞，直接影響著最后成果的精度及可靠性。當操作員對接收機參數設定以后，接收的數據質量只和觀測環境有關，而不受人為因素干擾。作業過程中，在確保數據采集參數設置正確的前提下，還應注意以下幾點：
　　1）當采用光學對中器進行對中時，底座在測前應進行檢校。
　　2）在溫差大的天氣，要注意清除潮氣。如潮氣較大，反映在觀測中，信噪比變小甚至小于3。
　　3）野外量取天線高時，應注意量取天線的位置及量取方式，并避免各種人為粗差。
　　4）天線定向標志線應指向正北，并顧及當地磁偏角的影響，定向誤差不應大于5°。
　　3 基線解算方面的措施
　　基線解算的過程主要是一個平差過程，平差所采用的觀測值主要是雙差觀測值。在基線解算時，平差要分三個階段進行。第一階段為初始平差，主要是求出整周模糊度和基線向量的實數解；第二是將整周模糊度固定成整數；第三是將確定了的整周模糊度作為已知值，僅將待定的測站坐標作為未知參數，再次進行平差，求出基線向量最終解。
　　雙差可以消除接收機鐘差，減弱衛星位置誤差及大氣延遲誤差，但卻放大了多路徑效應和觀測噪聲誤差�；�線優化解算的目的就是根據實際情況，選取合理的解算模型，最大限度減弱雙差殘余誤差。雙差殘余誤差是指雙差不能完全消除的誤差，主要有衛星位置誤差、對流層延遲誤差、多路徑效應和接收機噪聲。
　　3.1 影響基線解算結果的因素及應對方法
　　1）衛星位置誤差
　　衛星位置誤差對基線的影響與基線的長度有關。對于長100km的基線，軌道誤差2.5m的影響只有1cm。而目前廣播星歷的精度為3m,精密星歷的精度可達到0.05m。所以，對于長度小于100km的基線，廣播星歷誤差的影響基本可以忽略。而對于長基線，消除衛星位置誤差的有效途徑就是采用精密星歷。
　　2）對流層延遲誤差
　　對流層延遲主要與氣候、氣壓、溫度、濕度和衛星仰角有關。對于低仰角衛星，對流層總延遲最大可達30m。盡管雙差可減弱對流層影響，但由于對流層延遲較大，所以，即便對較短的基線，也應加模型改正。
　　3）多路徑效應和接收機噪聲
　　多路徑效應的影響與衛星信號方向、反射系數以及反射物距離有關，由于測量環境復雜多變，多路徑效應難以模型化，也不能用差分方法來減弱。
　　一般采用預防性措施來減弱其影響，如天線遠離反射物、采用扼流圈天線等。觀測值噪聲為白噪聲，而且不同衛星的觀測值噪聲之間是獨立的。數據處理時，一般把多路徑效應和接收機噪聲作為偶然誤差來處理。
　　5）起始點坐標不準確
　　起點坐標不準確，會導致基線出現尺度和方向上的偏差。已知點的坐標誤差對解的影響主要和基線長度、衛星的空間分布等因素有關，影響的大小約在0.1ppm左右。解算基線時，應盡量選取高精度的已知點作為起算點。當沒有高精度的起算點時，可選取網中單點定位精度高的點來作為起算點。
　　4 結語
　　GPS測量從布網設計到基線向量網整體平差，是一個復雜的過程。要獲得滿足精度且可靠的定位成果，首先網要設計合理，野外采集數據質量可靠，不存在人為粗差；其次，基線解算要根據其質量評定指標和影響因素進行優化處理；最后，參與平差的獨立基線要檢驗合格且約束數據精度要高。
　　
　　參考文獻：
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