地形对手持GPS定位误差分析及应对措施.docx

地形对手持GPS定位误差的分析及应对措施
杨月
（辽宁省基础测绘院辽宁锦州121000）
摘要:携带轻巧、使用方便的手持GPS在野外调绘、测量中有较好的辅助定点和导 航作用，但因野外地形、树木、建筑等环 境对GPS信号的影响，测量精度和应用受到 限制。本文通过实际测点、分类统计 分析各种因素对测量精度的影响，提出提高测 量精度的应对措施。关键词:地形;GPS定位;误差分析;措施
1引言
GPS利用导航卫星进行测时和测距，在海、陆、空域进 行实时的三维导航与定位，构 成全球定位系统［1］。各种类型的GPS接收机体积越来越小、重量越来越轻［2］,还有 基于蓝牙无线传输的PDA式GPS，配以地图非常便于野外导航和定位。但GPS的定 位精度会受到GPS卫星星历误差、钟差；无戋电通过电离层、对流层延迟及多路径 效应；接收机天线相位中心偏差、接收机精度；数据分析的软 硬件算法误差等因素 影响［4］~［6］。本文探讨和分析在野外调绘、测量工作中，分析了地形对GPS手持机 误差产生的主要来源和具体 类型，提出了提高其定位精度的方法。
2地形影响GPS定位精度实验方案
实验使用法国泰雷兹公司麦哲伦（Magellan）探险家510手持式仪器，其大小如同手 机，重153克，定点经纬度显示精确到秒级。为了分析不同因素对GPS误差产生的影 响，基于统计分析原则，利用GPS在野外测定一级控制点和通过一级控制点精测加密 的若干个样点的坐标，而后进行计算和统计分析。每个点位的实测 数据记录项目包 括GPS坐标、地形、高程、测 量时间和天气及点位的开阔程度（地形、植被和建筑等 ）。使用MATLAB对比计算GPS所测点的距离及方位角与 实际值的误差，然后寻找 各种地形、高程、天气等因素对 GPS定位误差影响。实验按数据获取、数据转录、统 计比较、分析原因、提出校正模型的程序进行。
3实验数据分析
按照实验方案,在辽宁西部地区对50个样点进行GPS测量，部分测量值如表1所示。 通过对实验区GPS测定样本与实际值对比计算，在以距离误差为极半径、方位误 差 为极角的极坐标系内绘出GPS测点相对于实际坐标值差值的投影散点图（图1）。可 以看出GPS测点相对于实际点的差值并非没有规律，%的距离 误差集中在0-10米范围内,%的方位误差集中在0-
90?范围内。误差的这种分布规律可以认为是在影响GPS定位精度的众多因素中有 一个指导性因素的指示。
表1野外样点GPS测量数据记录示例
点号
坐标
41?09' N,121?01' E41?O9' N,12O?58' E
41?13' N,120?57' E41?13' N,120?45' E
41?16' N,120?41' E41?19' ' N,120?43' E
高程(m) 365 27884 116112228
地形山顶山腰陡崖下山腰高地山脊
时间 天气 16:40 阴 17:0015:3815:189:18 10:02
阴阴阴晴晴 备注植被较好
[3]
备注阴天为闭光云、晴天为无云条件
-1-
图1极坐标