如何准确校正手持式GPS导航仪手持GPS误差怎么校正？

miki888 · 发表于 2017-2-7 16:13

本帖最后由 miki888 于 2017-2-7 16:25 编辑

摘　要：在野外地质测量中使用手持式GPS应该达到一定的精度要求。要提高GPS的定位精度，只需在工作区内均匀选择5－10个控制点进行校正。求出图标点坐标值和对应实际点的仪器显示坐标值的差值，按照校正参数值与经纬度变量的对应关系调节校正参数，可使GPS的定位误差小于6m。

1.引言
　　GPS即全球卫星定位系统，它主要用来确定目标点的地理坐标。该技术应用于测量领域经历了约十年左右的时间，技术和应用上也经历了几次大的变化，一是静态测量阶段，二是快速静态定位，三是动态定位和实时动态定位，几乎与快速静态定位同时提出，今天也在一定的领域和环境下得到了广泛的应用。尤其是手持式GPS导航仪，在野外测绘、地质填图、野外化探等工作中发挥了越来越大的作用。但是，如何提高GPS的定位精度，如何根据实际情况准确校正GPS，一直是困扰地质勘探工作的棘手问题。特别是按仪器说明书的校正方法不仅太繁琐而且达不到实际效果，限制了GPS在实际工作中的应用。本文将结合多年来使用GPS的实践经验对GPS的简便、准确的校正作一探讨。

2.GPS定位误差的来源
　　GPS卫星星历是以WGS－84坐标系为根据建立的，GPS单点定位的坐标以及相对定位中解算的基线向量属于WGS－84大地坐标系，而目前我国应用的测量成果，往往属于1954年北京坐标系、1980年西安坐标系或地方坐标系，高程系统采用1956年或1985年黄海高程系。由于不同的坐标系采用参考椭球不同，彼此间存在着平移量、旋移量和比例的缩放系数。因此，在实际工作中，用户所选用的坐标系和WPS－84大地坐标系之间的误差是固有的。另外，在我们实际工作中，我们所使用的设计图都要进行比例变换、图形缩放和工作区的切割的工作，因此，实际所使用设计图的边框经纬度值和图件的地形线都会有一定的误差存在，有时这种误差会超过上百米，在国家三角点上校正后的仪器也无法使用，必须在工作区内进行实际校正。

3.GPS误差的消除策略
　　根据实践经验，我们可以简化校正程序，只须在工作区内均匀的选择5－10个控制点进行校正，并按一定规律，改变校正参数的大小，使图标点的坐标值与实际对应点仪器的显示值保持一致，这样就达到了消除误差和准确校正仪器的目的。

4.校正参数与经纬度、高程的变化规律
　　分别将校正参数变量ΔX、ΔY、ΔZ其中两个值都赋给0值，让剩余的一个值由－500均匀变化到＋500，再观察该点的经纬度、高程的变化量ΔJ、ΔW、ΔG与校正参数的变化关系，可得到如下的对应关系：

　　高程与校正参数的变化是无规律的，经纬度都随校正参数的变量呈线性变化，用线性回归方程可将这种变化总结为以下关系式：
　　　　ΔW=-0.08ΔX  ΔJ=0.63ΔX  (ΔY=ΔZ=0)    (1)
　　　　ΔW=0.33ΔY ΔJ=1.98ΔY  (ΔX=ΔZ=0)    (2)
　　　　ΔW=0.33ΔZ ΔJ=1.98ΔX  (ΔX=ΔY=0)    (3)
　　由(1)式说明：经度随ΔX的变化比纬度随ΔX的变化显著得多。
　　由(2)式说明：经、纬度都随ΔY的变化显著。
　　由(3)式说明：纬度随ΔZ的变化比经度随ΔZ的变化显著多。
　　因此，调节经纬度值的大小只要对应调ΔX和ΔZ的值就可达到到目的，其对应关系为：
　　ΔX＝1.58ΔJ       (4)
　　ΔZ＝-1.82ΔW    (5)
　　其中：ΔJ、ΔW分别是实际测值与坐标值的差，ΔX、ΔZ是仪器设定参数值。
　　在实际工作中，需在工作区内选定的控制点上求取ΔJ、ΔW的平均值，再用(4)、(5)式计算出仪器的校正参数ΔX、ΔZ，对仪器进行参数设置，ΔY设置为0，基本参数的设置可参照表1。参数设置完毕，一定要将参数标准调到“用户”一览，按“选定”键就可以使用了。

5.参数校正实例

　　测区位于陇南山区，测区面积12.5平方公里，植被特别发育，交通十分困难。本次测量为1:1万化探普查，网度为50m×20m，要求线距误差不大于20m，点距误差不大于10m。但本次所用设计图的边框线经纬度值偏差分别为42m、70m，在国家三角点上校正后在工作区内无法使用。我们采用简化的校正程序，在工作区内均匀选择了6个坐标控制点，并选择了北京坐标系。

如何准确校正手持式GPS导航仪
　　由公式(4)、(5)得到ΔX=-22，ΔZ=-80，对仪器进行参数设置后，再对工作区内20个实测点进行施测结果如表3。由表(3)可知，在野外单点定位精度优于±6m。

6.结论
　　(1)校正参数与选用的坐标、设计图的误差有关，不同工作区仪器的校正参数一般不同，应根据实际情况进行仪器校正。
　　(2)校正参数与经纬度值的变化量呈线性变化，经纬度值的单点定位精度一般能校正到±6m，高程误差一般在±40m。
　　(3)为了提高定位精度，化探工作区的控制点选择是均匀的。
　　(4)测区应尽是避免设在陡坡上，同时应远离强磁场或高压线。

本文来源：侯宏斌，辛存林，陈林生(甘肃省核地质二一三大队，甘肃　天水，741020)

坛子里其他的相关文章:
让你摸透GPS导航仪的18个问题
 用什么软件修改GPS导航仪里面的地图数据？
gps导航仪常用的几个软件