衛(wèi)星定點勘驗儀器儀表的檢修勘測
接收機全面檢測的內(nèi)容,包括一般檢視、通電檢驗、試驗檢驗和隨機數(shù)據(jù)后處理軟件的檢測。般性檢視,主要檢查接收設(shè)備的各部件及附件是否齊全、完好,緊固部件有否松動與脫落,設(shè)備的使用手冊和隨機軟件等資料是否齊全;通電檢驗,檢驗的主要項目為:設(shè)備通電后有關(guān)信號燈、按鍵、顯示系統(tǒng)和儀表的工作情況,以及自測試系統(tǒng)的工作情況。
當自測試正常后,按其操作步驟進行衛(wèi)星的獲取和跟蹤,以檢驗接收機獲取衛(wèi)星的時間,接收信號的信噪比及信號的鎖定等情況;試測檢驗,試測檢驗應(yīng)在不同長度的標準基線上,或?qū)TO(shè)的GPS測量檢驗場上進行。標準基線的相對精度,應(yīng)不低于被檢驗設(shè)備的標稱精度。試測檢驗是接收機設(shè)備檢驗的主要內(nèi)容之一,凡是用于精密定位的接收設(shè)備,都應(yīng)按作業(yè)時間的長短,至少在每年出測前進行一次。其檢驗的主要內(nèi)容包括:接收機野外作業(yè)的性能,接收機的內(nèi)部噪聲水平,天線相位中心的穩(wěn)定性,以及不同測程的基線能達到的精度等;隨機數(shù)據(jù)后處理軟件的檢測,隨機數(shù)據(jù)處理軟件,是GPS接收機設(shè)備的重要組成部分。對其所具有的功能,一般是通過實測的計算工作進行的,對測量型GPS接收機,其主要檢驗內(nèi)容包括:衛(wèi)星預(yù)報及觀測計劃擬定功能的檢驗;靜態(tài)定位軟件和網(wǎng)平差軟件功能的檢驗;實時定位軟件功能的檢驗等,并且通過上述檢驗,對數(shù)據(jù)自動化處理能力,觀測數(shù)據(jù)的篩選,周跳的判別修復(fù),整周未知數(shù)的解處能力以及網(wǎng)平差的功能等方面,對軟件作出評價。
GPS接收機檢測的方法
接收機內(nèi)部的噪聲可以用零基線檢驗法和超短基線檢驗法;其天線相對中心穩(wěn)定性的檢驗可采用旋轉(zhuǎn)大線法和相對定位法。
零基線測試的方法是選擇周圍高度角15以上無障礙物的地方安放天線,同一臺天線通過功分器分別輸入2臺接收機,根據(jù)2臺接收機的觀測數(shù)據(jù),利用相對定位的原理解算相應(yīng)的基線向量。
超短基線法是在無功分器的情況下, GPS接收機的內(nèi)部噪聲可利用長度精度已知的超短基線邊(一般邊長為5 10m) , 2臺同步觀測1 2h來進行檢驗。
旋轉(zhuǎn)天線法,是目前較為嚴格地測定天線相位中心位置,但檢驗較為復(fù)雜,難以普遍采用。
相對定位法是把GPS接收機兩兩配對,置于基線的兩端點。
天線要精確對中,定向指標向北,觀測一個時段( 1 2h) ,然后交換接收機與天線再觀測一個時段。按上述方法在該基線垂直的基線上進行同樣的觀測。
GPS測量系統(tǒng)的實測一般都是在專用野外檢測場上進行的,因此,建立一個布局合理,質(zhì)量良好的檢測場,無論對新購進的GPS接收設(shè)備開箱檢驗,或?qū)τ谝延性O(shè)備測前和測后的檢驗,均具有重要的意義。
GPS檢測實例作業(yè)方法及觀測技術(shù)指標
2004年7月31日,中鐵隧道集團三處有限公司對所購的3臺南方NGS- 200精度( 5mm+ 2ppm)靜態(tài)接收機進行了野外實地檢測。檢測場所為西南交通大學(xué)GPS野外檢測場,其檢測場的基線邊均是由國家測繪大隊用瑞士徠卡T C2002精度( 0. 5 ,1mm+ 1ppm)的全站儀高精度測驗過的強制對中樁,達到GPS測量型接收機檢定規(guī)程( 1995- 7- 1)。
當日氣溫為30 ,天氣晴朗無云,有利于GPS觀測。強制對中樁均處于樓頂,衛(wèi)星接收環(huán)境良好。
布網(wǎng)方案(所示)為: 4個點組成5條超短邊, 2個三角形即(①GPS16 GPS15 GPS08、②GPS17 GPS15 GPS08)用來檢測儀器測超短邊的效果; 3個點組成超短邊與長邊組合的1個三角形即(③GPS12 GPS15 GPS08) ,以檢測儀器測超短邊與長邊組合的效果; 3個點組成長邊與長邊組合的1個三角形即(④GPS12 GPS09 GPS08) ,測試儀器測長邊與長邊組合的效果。從3類三角形測邊關(guān)系來總體反映GPS接收機測量的質(zhì)量。測量方式:經(jīng)典靜態(tài)定位模式。
作業(yè)方法:在基線邊的兩端和安置GPS接收機,開機收到4顆以上的衛(wèi)星后,同步觀測每時段45 60min;選擇衛(wèi)星高度角15 ,幾何圖形強度因子( PDOP)4.
注意:測閉合環(huán)有利檢查GPS接收機的質(zhì)量,故所有已觀測基線邊組成一系列封閉圖形,以利于外業(yè)檢核,同時提供多余觀測數(shù)據(jù),可提高成果的可靠性,并且通過平差,有助于進一步提高定位精度。
數(shù)據(jù)處理及檢核
外業(yè)數(shù)據(jù)處理使用東芝2710筆記本,處理軟件為隨機配置NGS- 200軟件包。把外業(yè)采集來的數(shù)據(jù)通過電纜,傳輸?shù)焦P記本中,對各基線進行向量解算,解算后會自動輸出基線的質(zhì)量指標,基線方差比( ratio)、周跳數(shù)、均方差( rms)等。判斷基線觀測質(zhì)量好壞,就需通過改正歷元間隔提高基線向量解算精度,原因是歷元間隔越大觀測時間相對增長,調(diào)整有效歷元,刪除某時段質(zhì)量差的數(shù)據(jù),最終達到理想的均方差和方差比。
同步環(huán)的檢驗根據(jù)4個同步環(huán)基線向量輸出結(jié)果進行同步環(huán)閉合差比較見1.獨立異步環(huán)檢驗異步環(huán)檢驗是用來衡量外業(yè)觀測成果和網(wǎng)的內(nèi)部結(jié)構(gòu)質(zhì)量,反映GPS測量的總體精度。根據(jù)4個異步環(huán)基線向量輸出結(jié)果進行異步環(huán)閉合差比較見2.1同步環(huán)閉合差統(tǒng)計重復(fù)觀測結(jié)果檢驗(見3)3重復(fù)邊觀測比較
平差和成果評價網(wǎng)平差利用NGS- 200軟件包進行了平差,最后提供北京54座標,此次解算以GPS08 GPS09為起算邊進行了二次迭代后,與其它各樁點比較互差最大X= 2mm、Y= 3mm,從中檢測此GPS質(zhì)量為合格, 3臺中任意2臺可以互配使用。
結(jié)論
通過此次NGS- 200GPS的檢測,我們認識到:( 1)為保證GPS接收機的質(zhì)量其儀器必須先檢測后再作業(yè);( 2) GPS網(wǎng)的布局因合理,數(shù)據(jù)采集要嚴格按指標參數(shù)進行,數(shù)據(jù)才能可靠,三維平差后才能達到精度范圍,滿足技術(shù)要求;( 3) NGS- 200GPS接收機采集軟件平差處理功能強,且操作起來方便簡單易懂,儀器性能可靠接收靈活,達到標稱精度和預(yù)期的效果。中國糧油儀器網(wǎng) http://www.pfyin.com/