本文将讨论GPS应用有关的几个问题。
1. GPS的重要误差来源
1-1 电离层
电离层的影响对GPS信号而言是最严重的。因为不同频率的GPS信号在电离层中的传播速度不同。当使用双频接受机时,利用L1和L2的电波的差,可以测定电离层的影响,从而进行改正。因此,在超过10km的长基线时一定要用双频接受机。
1-2 对流圈
对流圈对电波的传输也有影响。但与电离层的影响不同,它对L1,L2几乎是相同的,因此,通过两波段的比较不能进行改正。理论上,对流圈的影响根据气温、气压、湿度可以计算出来,然而,要测定传播路径上的全水蒸气量是不可能的,由此GPS的测量精度受到了影响。
2. 电子基准点
日本的电子基准点原来是地震观测的一部分,由日本国土地理院在日本全国设立的GPS连续观测点。现在,日本普通的用户通过互联网也可以获取其观测数据,而作为GPS的控制点加以利用了。从1993年开始配置以来,至今已有1200点,点之间的距离约为25km。
3. 虚拟基准点(VRS)
GPS测量中,基线的长度约长误差越大。然而,如果在待测点周围有几个已知点,则在这些已知点包围的区域内的误差可以加以推定。这种在待定点的周围假定已知点以提高基线解析精度的技术就叫虚拟基准点(VRS: Virtual Reference Station)技术。
4. 网络型RTK-GPS测量
2004年7月国土地理院公开了“利用网络型RTK-GPS基准点测量作业手册”。 其中规定了包括VRS,FKP等RTK测量方式。
4-1 VRS方式
VRS数据提供商,利用RTK-GPS流动站周围的电子基准点,在概略位置配置虚拟控制点,并算出该位置的GPS改正数据。在流动站方面,利用手机接受改正数据,利用虚拟基准点进行RTK-GPS测量,解求流动站的点位。在这种方式中,流动站上需配备基线解析的设备(PC-PDA)。
4-2 服务器型VRS方式
根据数据提供业者所得的改正数据和流动站发送的观测数据,解析服务业者可以进行RTK-GPS的测量计算,解求流动站的位置,再将结果发送给流动站。这种服务大大简化了流动站的设备要求。
4-3 FKP(区域改正参数)方式
这是与最靠近的基准站和流动站之间进行干涉测量,并加入面改正参数的一种GPS测量方式。数据提供服务商从多个电子基准点的观测数据计算出各种误差,再根据这些误差计算线性FKP平面(线性面改正参数平面),求得定位时使用的各基准站的误差量。
在流动站,以手机从数据供应商取得线形KFP平面,根据FKP平面的倾斜和流动站的独立观测成果进行线性改正处理,最终在流动站解求本身的点位。