手持gps接受机定位精度研究和提高方法探析

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1、手持GPS接受机定位精度研究和提高方法探析【摘要】通过对手持GPS接收机的定位原理和影响因素入手，对其定位精度进行了系统的分析研究，并在此基础上对提高定位精度的均值法进行了验证。结果表明：1)在一定程度上，连续观测时间越长，其定位精度越高；2)均值法可以很好的提高定位精度。【关键词】接收机定位精度均值法Ahand-heldGPSreceiverlocationaccuracyanalysisandimprovingmethodZhangBoLin(ThefirsttearnofCoalfieldBereanofHenanProvinceXinz

2、heng451150China)Abstract：WestudiedthepositioningprecisionthroughthepositioningprincipleandinfluencefactorsofthehandheldGPSreceiver,andonthisbasisweverfiedthemeanvaluemethodthatisusedtoimprovethepositioningaccuracy.Theresultsshowthat：1)tosomeextent,thecontinuousobservationtim

3、eislonger,thehigherpositioningprecision；2)theaveragingmethodcanwellimprovethepositioningprecision.Keywords：receiverpositioningaccuracyaveragingmethod中图分类号：P228.4文献标识码：A0前言全球定位系统(GlobalPositioningSystem)是美国从上世纪70年代开始研制，历时20年，耗资200亿美元,于1994年全面建成，具有在海、陆、空进行全方位实时三维导航与定位能力的卫星导航与定

4、位系统。目前已广泛应用于社会各个方面，包括测量、导航、授时等，给我们的日常生活带来了方便。特别是在测量领域取代了一些传统的作业方法，掀起了一场测量革命。由于其具有性能好、精度高、应用广等特点[1-3],随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，应用领域正在不断地扩展，目前已遍及国民经济各个部门，并开始逐步深入人们的日常生活之中。在测量工作中，手持GPS接收机由于它的携带方便、轻巧灵动、定位迅速等优点，深受欢迎。但同时由于精度较低又限制了其更广泛地应用。本文着重分析了在野外测量工作中，手持GPS接收机的定位精度，并在此基础上验证了均值法的对

5、于提高定位精度的有效性。1手持GPS的定位原理与影响因素分析1.1手持GPS接收机的定位原理手持GPS定位原理大多是源于测量学中测距交汇定点原理而来的，即接收机测出四颗以上卫星与接收机的距离,通过空间后方交汇算出接收机所在的位置。测距时采用伪距测量的方法，所谓伪距就是由卫星发射的测距码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得出的测量距离，由于卫星钟、接收机时钟的误差以及无线电信号经过电离层和对流层的延迟，实际测出距离与卫星到接收机的几何距离有一定的差值，因此称测出的距离为伪距。伪距测量一般采用码相关技术进行，即GPS卫星依据自己的时钟发出某一

6、结构的测距码，该测距码经过时间的传播到达接收机，接收机在自己的时钟控制下产生一组结构完全相同的测距码即复制码，并通过时延器使其延迟时间将这两组测距码进行相关处理，当这两组码结构上完全对齐为码完全相关。但由于测距码在产生时会存在随即误差，并且信号经过长距离传输也会产生变形误差，所以码完全相关即自相关系数为“1”的情况很难达到，只能在自相关系数为最大的情况下确定伪距。手持GPS每次开机求出最大自相关系数，进行伪距测量，但两次开机求出的自相关系数有一定的差别，影响定位精度。图1手持GPS接收机定位原理1.2影响手持GPS接收机定位精度的因素[4]（1

7、）卫星数量。手持GPS接收机接收的卫星数量如果少于3颗卫星，就无法定位。在一定程度上，接收的卫星数量越多，定位精度越高。(2)卫星在天空的分布情况。如果手持GPS接收机接收的几颗卫星分布过于集中，则定位精度不高。理论上，最好的卫星分布是在整个天空视野中均匀分布，但是若卫星太过接近地平线，即卫星太低，由于大气影响，反而会降低接收机的定位精度。另外，卫星仰角越大,卫星信号就越强，输出数据变化就较小；反之卫星仰角越小,卫星信号就越弱，输出数据变化就较大。(3)观测时间长短。不同类型的手持GPS接受机有不同的定位稳定时间。例如有的类型的手持GPS接收机

8、在lmin内就会定位，但输出数据变化较大。因此应适当延长观测时间至3min以上。(4)干扰源。定位点应尽量远离强电磁电子波发射装置(如电视台、变压站、