时间：2022-07-21 13:01:09
关键词：GPS，数据链，整周模糊度
1概述全球定位系统（GlobalPositioningSystem）作为新一代的卫星导航与定位系统，以其全球性、全天候、高精度、高效益的显著特点，已经在测量领域得到了广泛的应用。GPS技术表征的平面位置，其精度之高以被人们所认识和接受。但是GPS高程精度如何，一直是人们普遍关心的问题。为此，国内一些测绘单位进行了若干试验，从试验结果来看，在较为平坦或浅丘的地区，GPS高程可以达到三～四等水准精度。
2 GPS RTK技术 差分GPS定位技术是一种高效的定位技术，它是利用2台以上GPS接收机同时接收卫星信号，其中一台安置在已知坐标点上作为基准站，另一台用来测定未知点的坐标（称移动站），基准站根据该点的准确坐标求出其到卫星的距离改正数并将这一改正数发给移动站，移动站根据这一改正数来改正其定位结果，从而大大提高定位精度。 RTK（Real TimeKinematic）技术是载波相位差分技术，是实时处理两个测站载波相位观测量的差分方法，它又分为修正法和差分法，修正法是将基准站的载波相位修正值发送给移动站，改正移动站的接受到的载波相位，再解求坐标，也称准RTK。差分法是将基准站采集到的载波相位发送给移动站，进行求差解算坐标，也称真正的RTK。RTK的关键技术主要是初始整周模糊度的快速解算，数据链能优质完成实现高波特率数据传输的高可靠性和强抗干扰性。RTK工作原理及模式具体结构示意图如图1、2。
图1基准站结构图
图2流动站结构图
2.1 RTK正常工作的基本条件 2.1.1基准站和移动站同时接收到5颗以上GPS卫星信号。
2.1.2基准站和移动站同时接收到卫星信号和基准站发出的差分信号。
2.1.3基准站和移动站要连续接收GPS卫星信号和基准站发出的差分信号。即移动站迁站过程中不能关机，不能失锁。否则RTK须重新初始化。
2.2 RTK的精度 RTK技术采用求差法降低了载波相位测量改正后的的残余误差及接收机钟差和卫星改正后的残余误差等因素的影响，使测量精度达到厘米级，一般系统标称精度为10mm+2ppm。工程实践和研究均证明RTK能达到厘米级精度。
2.2.1 RTK的平面精度：通过对天宝5000系列RTK的研究表明：A、数据链信号接收半径超过15公里，但RTK测量结果只在4公里的范围内保持了较高精度（用全站仪检查其中误差在5cm以内），4公里以外的测量结果误差明显增大，测量结果不可靠。B、接收到的卫星数目越少，测量结果标准差越大，但只要能接收到5颗以上卫星，得出的固定解就能达到仪器标称精度。
2.2.2 RTK的测高精度：为检验Trimble 4000（OTF）（标称精度为垂直20mm+2ppm），通过292个点的观测误差分析，得出：（1）高程观测平均值为162.701m，标准差为8mm。最大值为193.921m，最小值为193.866m，有97%的数据中误差小于20mm。即RTK的固定解能达到仪器标称精度。（2）当VDOP < 2时，观测结果最优，当VDOP＞4时，标准差明显增大，但仍优于标称精度，可见卫星分布对高程精度有影响，但影响不大。（3）当接收卫星数目超过6颗时，标准差变化不显著，当接收卫星数目为5颗时，标准差明显增大，但仍优于标称精度。（4）可见，只要接收卫星数目超过5颗，VDOP < 4，能得出固定解，这种RTK就能达到测高标称精度。（5）北京一家公司在2000年对ASHTECH轨迹GPS RTK系统进行测试，结果表明，RTK测得的X、Y平面坐标同精确值之差的平均值为4-9mm；高程同精确值之差的平均值，边长小于5Km时约13mm，边长10Km时约37mm；距离同精确值之差的平均值为3mm。论文参考网。
2.3 RTK数据链的传输特性及适用范围 要使RTK连续快速地获得固定解，就必须使RTK移动站连续、可靠、快速地接收到基准站发来的数据链信号，数据链传输的高可靠性和强抗干扰性主要受地形地势的影响。目前，RTK系统的数据传输多采用超高频（UHF）和高频（HF）播发差分信号，这三种频率的特点如表2-1所示。
表2-1 三种频率信号的特点（采用30W电台）
关键词：GPS 干扰抗干扰
中图分类号：TN967 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2013）11-0220-01
全球定位系统（GPS），可以在全球范围内全天候、全天时地为用户提供连续的高精度定位和时间信息，用户终端设备易于实现、精度较高，被广泛应用于各个领域。随着其在军事领域的广泛应用，GPS成为重点的扰、攻击对象，在复杂电磁环境下中如何保护GPS不受干扰成为了重点研究问题。
1 GPS干扰技术
通常GPS卫星发射功率有限的信号，且卫星距离用户所在地面较远，到达地面后的信号就十分微弱，其中L1信号其发射功率只保证在地球表面的最小信号功率电平为-160dBw。L2信号到达地球表面时其最小信号电平为-166dBw，极易受到破坏和干扰。压制式干扰需要发射较大功率的干扰信号，其频率与GPS信号相近。用户接收机端收到的干扰信号远强于GPS卫星信号，接收机接收不到所需要的正常卫星信号，因而无法进行定位。压制式干扰的干扰样式主要包括：带内窄带噪声干扰、同频带宽带噪声干扰和单频瞄准式干扰等几种形式。欺骗式干扰发射功率不需要很大，但其信号具有与GPS信号相同的参数，只是其信息码不同，不带有正确的定位信息，因此GPS接收机受其干扰无法正确定位。欺骗式干扰主要包含生成式干扰和转发式干扰两种样式。
2 GPS抗干扰技术
对GPS进行干扰，通常是干扰GPS接收机，使其不能正常接收信号，或者接收不到GPS卫星信号。GPS接收系统分为天线与接收机两部分，抗干扰技术围绕这两大部分进行。
（1）频域滤波技术。提高接收机抗干扰能力的基本方法是通过设置滤波器将干扰信号滤除。当接收机收到不同信号时，滤波器分别根据各子系统的数据对位置和速度进行估算，其结果经融合再进行分析，去除干扰信号。现在主要使用的是频域滤波技术。接收机接收到窄带干扰信号时，频域滤波利用数字信号处理技术，在干扰信号中心频率附近形成“陷波器”，对干扰信号产生较大衰减，以此滤除干扰信号。这种技术可用于抑制窄带干扰、强带外干扰。GPS频域滤波需要辨别干扰信号，先通过频率搜索以确认干扰频率，然后产生陷波点，通常这两个过程具有自适应性。对于多个窄带干扰，须能够生成多个陷波点。陷波器就是在频谱上对窄带信号产生足够的衰减，抑制干扰信号的功率，使其低于正常信号。在连续波单频干扰试验中，干扰抑制度最高可达到60dB。
（2）抗干扰天线技术。抗干扰天线通过调整天线的零点方向，使其指向干扰信号方向，从而抑制干扰。由于干扰信号方向具有不确定性，抗干扰天线技术应能自适应控制零点方向，使方向图零点正对干扰源方向，而其它方向上基本为全向半球覆盖，实质是利用信号与干扰方向角的不同而实现的空域滤波。天线产生的零点大小和零点方向数目会同样对卫星信号产生衰减，因此该方法无法接收零点方向的正常卫星信号，减少了可利用的卫星数目。零点控制技术可提供15dB～25dB的干扰抑制，但能够产生的零点总数不能够太多。
（3）伪卫星技术。由于GPS卫星信号较弱，选择地面特定地点设置发射机，发射与GPS卫星信号一致的替代信号，称为“伪卫星”。其导航电文格式与GPS卫星信号基本一致。由于距离近功率强，因此可以大大增强信号，实现抗压制性干扰。伪卫星也可装载在无人机或浮空气球上，构成虚拟的GPS星座。由于伪卫星发射的信号与GPS信号一致，所以用户接收机可以同时接收两种信号，将现有的GPS接收机软件稍作改动就能实现定位[1]。相比卫星的高昂费用及准备时间，利用伪卫星既节省了经费，又能在短时间内建立起一个可靠安全的抗干扰系统。伪卫星GPS抗干扰的优点是接收到的信号功率高，使用起来比大功率GPS卫星更快捷、简单，缺点是无人机或浮空气球等载体的运动导致位置不太确定，误差将增加约20%。根据GPS的特点，把GPS与INS有效地组合在一起，各自利用对方的优点弥补自身的不足，进而达到抗干扰的目的，就是GPS/INS组合抗干扰技术。主要的组合方法分为松耦合和紧耦合。松耦合技术上比较容易实现，但导航精度较差。紧耦合不间断地修正惯性元件测量误差和姿态矩阵，与松耦合相比具有较高的精度[2]。
3 GPS抗干扰技术展望
（1）多信道天线。未来的GPS系统将采用多信道模式，接收机可安装多信道天线，接收多信道信号，对于定位需要的信号形成一定余量。实际的电子干扰仅仅从较窄的特定方向实施，所以终端接收机可以舍弃与干扰信号方向相近的接收信号。在部分信道扰时，还有部分信道可用于接收GPS信号，只要接收4颗以上卫星信号，即可满足定位条件进行定位。
（2）多种抗干扰方式组合。对抗多种形式的干扰，需研究对多项抗干扰措施和技术的集成，利用综合与集成的技术，才能同时对抗多种干扰[3]。国外现阶段的研究方向是在GPS/INS组合的基础上添加自适应调零天线，进一步提高抗干扰的能力。GPS/INS组合能够在抵御压制式干扰的同时有效增加导航精度，自适应调零天线能够自动寻找有效导航信号，两者的结合能使导航精度比单一使用GPS/INS组合时上升30%左右。但受限于昂贵的费用现在还不能大规模使用，只配备在一些高精尖武器上。
（3）多种导航融合抗干扰。当GPS受到强干扰而无法正常工作时，使用其它导航系统代替GPS工作便成了一种选择。其实，任何GPS接收机都有可能同时接收俄罗斯的全球导航卫星系统（GLONASS），以及未来欧洲的伽利略导航卫星系统和我国自主研发的北斗导航卫星系统。这不仅提升了应付干扰的能力，也在一定程度上摆脱对GPS系统的绝对依赖。
综上所述，虽然GPS系统信号存在诸多弱点，但其仍不失为世界上较先进及应用最广泛的导航系统。所以，对GPS系统的干扰模式进行分析研究，找到提高系统抗干扰性能的主要途径与方法，无论是对民用还是军用，具有十分重要的意义。研究GPS抗干扰技术及其发展趋势，既为我们在使用GPS系统时提供了安全保障，也为了解相关美式装备起到一定帮助，同时为我国发展新一代北斗导航卫星系统提供相关参考。
参考文献
[1]李彬，靳国栋.《浅析GPS干扰技术》《电子对抗》2009年.
【关键词】GPS 控制网 技术设计原则 图形设计
1 引言
GPS它的含义是：利用导航卫星进行测时和测距，以构成全球定位系统。GPS具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的精密三维导航与定位功能，而且具有良好的抗干扰性和保密性。因此，GPS技术在大地测量、工程测量、航空摄影测量、海洋测量、城市测量等测绘领域得到了广泛的应用。
2 技术设计的一般原则
建立城市或其它局部性GPS控制网是一项重要的基础性工作，而技术设计则是建立GPS网的第一步，是保证GPS网能够满足经济建设需要，并保证GPS成果质量可靠的关键性工作。因此，必须科学地、严谨地作好这一工作。GPS网设计设计的一般原则包括以下几个方面。2.1 充分考虑建立GPS控制网的应用范围
对于工程建设的GPS网，应该既考虑勘测设计阶段的需要，又要考虑施工放样等阶段的需要。对于城市GPS控制，既要考虑近期建设和规划的需要；又要考虑远期发展的需要；还可以根据具体情况扩展GPS控制网的功能，充分发挥GPS网和测绘工作在城市建设中的作用。2.2 采用分级布网的方案
适当地分级布设GPS网，有利于根据测区的近期需要和远期发展分阶段布设，而且可以使全网的结构呈长短边相结合的形式。与全网均由短边构成的全面网相比，可以减少网的边缘处误差的积累，也便于GPS网的数据处理和成果检核分阶段进行。分级布网是建立常规测量控制网的基本方法，因为GPS测量有许多优越性，所以并不要求GPS网按常规控制网分很多等级布设。例如，大城市的GPS控制网可以为三级：首级网中相邻点的平均距离大于5km；次级网中相邻点平均距离为1~5km；三级网相邻点平均距离可小于1km，且可采用GPS与全站仪相结合的方法布设。对于小城市，分两级布设GPS网即可。
2.3 GPS测量的精度标准
GPS测量的精度标准通常用网中相邻点之间的距离中误差表示，其形式为：
式中：σ――距离中误差（mm）；
a――固定误差（mm）；
b――比例误差系数（ppm）；d――相邻点的距离（km）。
2001年实施的“全球定位系统（GPS）测量规范”将GPS的测量精度分为AA~E六级（见表1）。其中AA、A、B三级是国家GPS控制网，C级主要用于大、中城市及工程测量的基本控制网，D、E级主要用于中、小城市、城镇及测图、勘测、建筑施工等控制测量。
在GPS网的技术设计中，应根据测区大小，GPS网的用途，来设计网的等级和精度标准。2.4 坐标系统与起算数据
GPS测量得到的是GPS基线向量，是属于WGS84坐标系的三维坐标差，而我们需要得到的是属于国家坐标系或地方独立坐标系的坐标。为此，在GPS网的技术设计中，必须说明GPS网的成果所采用的坐标系统和起算数据，也就是说明GPS网所采用的基准。
GPS网的基准与常规控制网的基准类似，包括位置基准、方位基准和尺度基准。
当测区有旧的地面控制点成果时，应既考虑充分利用旧资料，又要使新建的高精度GPS控制网不受旧资料精度较低的影响。为此，应将新的GPS网与旧控制点进行联测，联测点一般不应少于2个。
GPS网的坐标系统应尽量与测区过去采用的坐标系统一致，如果采用的是地方独立坐标系，一般应该了解以下几个参数：
a.所采用的参考椭球体，一般是以国家坐标系的参考椭球为基础；
b.坐标系的中央子午线的精度值；
c.纵、横坐标的加常数；
d.坐标系的投影面高程及测区平均高程异常值；
e.起算点的坐标。
GPS网的位置基准，通常都是由给定的起算点坐标确定。方位基准可以通过给定起算方位角值确定，也可以由GPS基线向量的方位作为方位基准，尺度基准可以由地面的电磁波测距边确定，或由两个以上的起算点之间的距离确定，也可以由GPS基线向量的距离确定。2.5 GPS点的高程
为了得到GPS点的正常高，应使一定数量的GPS点与水准点重合，或者对部分GPS点联测水准。为了便于进行水准联测，且便于进行GPS观测，提高GPS作业效率，GPS点一般应设在交通方便的地方。
3 GPS控制网的图形设计
网的图形设计主要是根据网的用途和用户要求，侧重考虑如何保证和检核GPS数据质量；同时还要考虑接收机类型、数量和经费、时间、人力及后勤保障条件等因素，以期在满足要求的前提条件下，取得最佳的效益。3.1 设计的一般原则
（1）GPS网一般应采用由独立观测边构成的闭合图形。例如三角形、多边形或附和线路，以构成检核条件，提高网的可靠性。
（2）GPS网点尽量与原有的地面控制网点相重合。重合点数应多于3个，以便可靠地确定GPS网与地面网之间的转换参数。
（3）GPS网点应考虑与水准点相重合，而非重合点一般应根据要求以水准测量方法进行联测。
（4）为便于观测和水准联测，GPS网点一般应设在视野开阔和交通方便的地方。
（5）为了便于用常规方法联测或扩展，C、D、E级控制网点应有1~2个方向通视。3.2 GPS网的基本形式
根据GPS测量的不同用途，GPS网的几何图形结构，有以下三种形式。
（1）三角形网
三角网三角形边是由非同步观测的独立边所组成。这种网的几何图形结构强，具有良好的自检能力，能有效地发现观测成果的粗差，确保网的可靠性。经平差后网中相邻点间基线向量的精度分布均匀。
这种网的主要缺点是观测工作量较大，尤其当接收机的数量较少时，将使观测工作的时间大为延长。因此，通常只有当网的可靠性和精度要求较高时，才单独采用这种图形结构的网。
（2）环形网
由若干个含有多条独立观测边的闭合环所组成的网，称为环形网。这种网的图形结构强度较三角网差，其优点是观测工作量较小，具有较好的自检性和可靠性。其缺点主要是非直接观测的基线边（或称间接边）精度较直接观测边低，相邻点间的基线精度分布不均匀。由于环形网的自检能力和可靠性与闭合环中所含基线边的数量有关，所以，一般根据网的精度要求，规定闭合环中包含的基线边的数量。表2是相应于表1所列精度要求所提出的规定。
类级 A B C
闭合环中的边数 ≤8 ≤10 ≤12
表2 闭合环基线边数的限值
三角网和环形网是大地测量和精密工程测量普遍采用的两种基本图形。通常，根据实际情况往往采用上述两种图形的混合网形。
（3）附和线路和星形网
在GPS高级网中需进一步加密控制点时，可采用附和线路。为保证可靠性和精度，附和线路所包含的边数也不能超过一定限制。
星形网的几何图形，图形简单，直接观测边之间不构成任何闭合图形，所以检验和发现粗差的能力差。这种图形的主要优点是观测中只需要两台GPS接收机，作业简单。它广泛地应用于工程测量、边界测量、地籍测量和碎部测量等方面，定位中采用快速定位的作业模式。
4 结束语
随着科学技术的发展，传统的测量方法正被日益发展的GPS技术所取代，控制网的布设方法越来越灵活、简单。控制网布设方法应根据网的不同用途选择采用，同时还要考虑接收机类型、数量和经费、时间等，这样才能扬长避短，取得最佳的经济效益。
参考文献：[1]李延兴.GPS技术研究新进展.天津:天津科学技术出版社,1996.
[2]张凤举,王宝山.“GPS”定位技术.北京:北京煤炭工业出版社,1997
[3]袁安存.全球定位系统(GPS)原理与应用.大连:大连海事大学出版社,1999.
[4]孔祥元.控制测量学(上下册).武汉:武汉 测绘 科技大学出版社,1998.8
[5]武汉测绘学院《测量学》编写组. 《测绘学》
关键词:GPS；测量技术；误差分析
随着差分GPS定位技术的发展与应用,不仅是高等级的首级网和加密网,就连图根点和航空摄影测量像控点的测定也广泛采用了GPS。对于绝对精度达到毫米级的GPS工程变形监测也有不少成功实践。但这一精度是否可靠以及它是在怎样的观测环境、观测方案和具体设备下实现,成了目前研究的主要方向,针对这一问题,我们做了以下的实验验证。
1 GPS监测点的选择
GPS监测点的选择,为了方便实验数据的外业采集,保证观测工作的顺利进行和获取可靠的观测结果,收集了现有GPS点的分布及保存情况,最终选取了4个强制归心观测墩作为本实验的GPS点。
2 GPS测量技术方案及设备
2.1 GPS网的设计
本次实验采用网连式的布网形式,这样构网便于组成较多的同步环、异步环及复测基线,具有较强的几何强度和多余观测,网中最长边为450m左右,最短边为20m左右,属于超短基线网,在WGS-84下作无约束平差(基准由软件自定)检验其精度。
2.2外业采集仪器设备
此次实验我们选用TOPCON Legacy-E双频接收机(简称LE型)并配有TOPCONCR-3扼流圈天线。
3GPS数据获取
(1)数据获取工作安排两天完成,每天观测两个时段,每个时段长6h,仪器不搬站,观测人员要严格按照调度指令,按照规定时间进行作业,检查接收机和天线连接无误后,方可开机测量,每时段最少同时跟踪4颗卫星方可记录,数据采集间隔为30s。
(2)在原有的GPS天线基座上,利用强制归心装置架设莱卡TS30全站仪(测距精度:0.6mm+1ppm,测角精度0.5,满足实验要求毫米级精度)和配套的莱卡圆棱镜,通过6测回往返观测法取平均值分别获取各基线长度,作为检测GPS测量外符合精度的参考数据。
全站仪观测数据表1
4 GPS数据处理
此次GPS测量实验的数据处理工作采用随机附带的TOPCON Pinnacle软件。在布设GPS网时,数据处理工作是随着外业工作的展开分阶段进行的。从算法角度分析,根据本实验的具体情况,可将GPS网的数据处理流程分为数据传输、基线解算和网平差三个阶段,流程如图1所示。
图1GPS 数据处理流程
4.1 GPS基线处理
①基线解算采用的是静态解算模型。
②在初步设置好处理参数后进行解算,发现6日第一时段的残差图的残差有超过正负0.4周现象,而要求最好是在正负0.25周以内。基于此,我们删除了该时段的S1、S3、S4测站的30#卫星,S2测站的24#、30#的两颗卫星。
③基线处理时的测量限差均设置为1.8。
④如果卫星轨道误差r为±20m,则基线矢量相对精度可优于0.25´10-6。对于10km的基线,基线解算精度可达±2.5mm。由此可见,对于一般的控制网,采用广播星历可以满足基线解算精度的要求。
4.2 GPS基线检核
①重复观测边的检核
计算不同时段观测结果的互差,该差值应小于相应级别规定精度的倍；
同一条边若有三个时段以上的观测结果,则应计算各时段结果的平均值。其中任意时段的结果,与其平均值之差,应不超过相应级别的规定精度。
②严格进行基线重复性检验、同步环和异步环检验,同一基线在不同时段的X、Y、Z分量及边长S的较差,
4.3 GPS网平差
在本实验中,由于我们的目的是为了查看处理精度,并进行相关量的比较与分析,在这里我们采用WGS-84大地坐标系下无约束网平差。为了全面考核GPS测量网的内部附合精度,发现并剔除粗差。以每时段6小时的4个时段的观测量为数据,基线选取方式见图1,利用方位角中误差及边长距离等相关分量数据,通过点位中误差和边长中误差计算公式,最终得出WGS-84坐标系下相应的精度指标,具体精度统计如表2所示。表2的数据表明,本GPS网内附合精度已达到了亚毫米级。
GPS网平差后内符合精度表 表2
5 精度分析
为了比较该实验的外符合精度,我们将在WGS-84坐标系下无约束网平差得出的基线结果与全站仪观测的基线结果进行比较,如表3所示。
精度分析结果 表3
对比结果表明:检测较差在0.1mm～3.0mm之间,边长相对误差在1/138328～1/490463之间,从单基线距离较差的相对精度来看,均不低于1/10万,因此可以判断此次GPS观测点之间的相对关系好,GPS网精度高,成果可靠。
6 观测时段长度对精度的影响
在实际工程测量中,人们不仅仅考虑精度因素而且还注重经济成本以及工作效率,为了既提高测量效率,降低作业成本又保证GPS观测精度,我们做了缩短时段的GPS数据处理实验,以验证不同的观测时段的测量精度。在处理时段数不变的情况下,通过缩短观测时段进行的数据处理精度,总体上是随时段长度的缩短而递减,但在2h～6h之间,其GPS观测精度基本相同,并无明显变化,精度随时段明显发生变化的是在20min～2h之间。这样,我们可以从中得到一种启示:为获取不同的GPS观测精度,在观测时段上我们应在2h之内进行相应的调整。
7 结束语
综上所述，利用本实验的设计方案、数据处理步骤以及控制GPS技术的各种误差对测量精度的影响的方法等,可以得到达到亚毫米级内符合精度以及毫米级的外符合精度。在处理时段数不变的情况下,通过逐步缩短观测时段的数据处理实验,得出了一个启示:GPS测量精度总体上是随时段长度的缩短而递减,但在2h～6h之间,其GPS观测精度基本相同,并无明显变化,精度随时段明显发生变化的是在20min～2h之间。这样,为获取不同的GPS观测精度,在观测时段上我们应在2h之内进行相应的调整。
参考文献
关键词:GPS-RTK技术;控制测量;高程测量;地形测量
中图分类号:TM619文献标识码:A文章编号:1009-2374(2010)04-0027-03
RTK技术的开发和应用,使得测绘工作更加便利,GPS应用的领域更加广泛,我院承担了较多的水利工程地形测量,测区内不乏涉及悬崖峭壁,山林密布,需测量的地物较少,通视条件极为困难,控制点往往难以布设,测图也非常困难。采用RTK技术进行地形点的数据采集,同时结合全站仪(或水准仪)的方式来进行高程测量,往往有非常突出的优势。为此,我院购进了(1+2)台套的日本Topcon GPS RTK设备、美国PDL电台(2～35W)作为数据链、英国TDSWinCE手簿及测绘软件CASS 7.0。本文介绍RTK技术在控制测量、地形测量等方面的运用特点,并就实践经验提出一些结论。
一、RTK工作原理
RTK实时动态测量技术是由基准站接收机、数据链、流动站接收机三部分组成,基准站实时地将测量的载波相位观测值、伪距观测值、基准站坐标等用无线电传送给移动的流动站,流动站通过无线电接收基准站发射的信息,将载波相位观测值实时进行差分处理,得到基准站和流动站三维坐标差X、Y、H。坐标差加上基准站坐标得到每个点的WGS-84坐标,通过坐标转换参数转换得出流动站每个点的平面坐标和高程,精度可达厘米级,其是以载波相位观测为依据的实时差分GPS(RTDGPS)技术,成为测量技术发展史上的一个里程碑。RTK技术的关键是进行初始化,进行起始的整周模糊度求解,因而需要具备足够数量的卫星、较好的几何分布以及基准站与流动站之间的数据通讯良好等条件。RTK测量主要是通过预设精度指标来限制实测精度满足需要,采集所需的数据并记录到手簿,最后通过后处理软件等进行平差处理来获取所需的三维坐标。
二、RTK作业的若干问题
我们知道,GPS测量具有定位精度高、观测时间短、提供三维坐标、操作简便、全天候作业、测站之间无需通视等优点。在生产实践中,RTK测量无非就是利用已有GPS等级测量和水准测量资料在已有的GPS等级控制网内进行实施,以确定区域内坐标系统的转换参数,同时通过GPS点的大地高H及其对应的GPS点的正常高,进而解算GPS点高程异常值。因而需要根据测区的地形情况,适宜布置GPS观测点,通过水准联测,精确地获得这些点的高程异常值,拟合测区的近似大地水准面,进行数学建模,计算测区内任一GPS点的高程异常值。但对于山区变化复杂,精度无法满足GPS观测条件的环境,采用高程拟合方法进行拟合的高程精度就难以保证,完全采用GPS替代等级水准测量难度就较大,这时的基础控制就不得不结合全站仪(或水准仪)进行作业。
天线电台的作用距离:D=4.24{0.5H1+0.5H2},H1、H2依次为基准站和流动站的天线高,单位为米,D是数据链覆盖范围的半径,单位为千米,公式反映了RTK的作用距离和效率。据我院所拥有的仪器特点,基准站天线高度最底可达2.5m,流动站高度约2m,据上式计算出的作用距离为12.677km,这个距离为测站间无任何遮挡情况下的理论数据,数据链实际作用距离一般要小于理论距离,完全可满足常规水利工程面积几万平方米,直径在12km以内的沙漠(滩)、戈壁、平原等测区的作业要求。
为了保证RTK测量工作的顺利开展和成果质量,观测前注意了解和搜集太阳的活动信息,避开太阳黑子爆发的活动期,选择平静期进行观测;其次,注重作业前的卫星星历预报,保证RTK测量的PDOP值和有效卫星数量不少于5颗,确保外业测量“固定解”的获取。再次,基准站应尽量架设在测区中间的高处,保持视野开阔、避开测站周围100～500m范围的UHF、VHF、TV等的发射台,同时避开雷达等强电磁波辐射源和大面积水面的已知坐标(高程)点。
三、RTK控制(高程)测量
控制测量是RTK测量的主要作业环节,是地形测量等的起算基准和获取平面坐标转换参数的关键所在,参照CJJ73-97全球定位系统相关的测量技术规范制定方案如下:
1.控制网网形影响着最后的平差成果,而在实践中应用最多的是异步环,因而选择图形条件较好的三角形或多边形构网参与平差计算,同时注意点位分布均匀,基线长度避免相差过大;网形要封闭。
2.选择最佳观测时间,保证卫星高度角≥15°,有效卫星数量大于5,数据采样间隔:10～30秒,PDOP≤10,对天线高进行多次量测取均值。
3.RTK高程测量在一般情况下都能满足水利测量等的需要,若高程精度要求高,而现场地形环境复杂,拟合的高程精度得不到保证,难以实现大地高转化成正常高时,则可在取得平面坐标成果后,通过结合水准测量(或全站仪)的模式,联测足够数量点位分布均匀的水准点(不少于3个)来获取测区的近似大地水准面。
4.RTK测量以后利用后处理软件对GPS数据进行基线解算,满足:边长中误差σ≤0.5(a2+(b*d)2);复测基线长度校差s≤2σ;同步环(Wx,Wy,Wz)(mm)≤σ;异步环(Wx,Wy,Wz)(mm)≤3σ(d――基线长度,单位:km;n――环边数;σ――对应级别精度规定;a――固定误差;b――比例误差系数)。
四、RTK地形测量
(一)数据采集
建立控制网后即可根据获取的控制点数据成果进行地形测量,通过流动站在测点上的移动来完成数据的采集。由于基准站外置电台信号覆盖范围一般可达10km,符合RTK测量原理的可靠性要求,只要移动站在基准站辐射范围内都可以快速获取稳定的固定解,测量精度都可达cm级,能满足测量精度要求。为保证RTK测量成果,测量前校正好移动站,确保三维测量精度均达到cm级,在误差范围内即可进行图根控制点的加密和碎部测量。进行RTK图根控制测量,注意确保其输入转换参数的正确性;点位布设要均匀,保证几何强度,避免误差积累。然后就可以根据地形特点,流动站一人拿着RTK测量仪器,根据测区现场的地形地貌边走边测边绘草图,并把所有数据全部存储在电子手簿,避免了以往报、听、记录数据中可能出现的差错,保证了数据采集的正确性。
RTK技术碎部测量无需通视等,利用效率比全站仪要高2～5倍,同时在空旷的区域信号强、精度高、耗时短、受地形地物影响产生失锁现象少,地形地物密集的情况下可通过升高天线的方式来提高信号接收强度,测量所需人员少,因而大大提高了作业效率,降低了作业成本。
(二)数据处理和内业成图
RTK测量的数据格式为*.RTK,还不能直接为CASS软件所识别,我们可以通过转换,使之成为CASS软件所能识别的*.dat格式。转换后就可以方便地编辑和处理,之后,适当删除误差大或错误的碎部测量点并导入数据到CASS软件,进行漏(错)测检查,当天测量成果当天检查,这样就有利于及时对其进行补测纠正,减少测量返工风险,确保内业的成果质量,从而实现实时成图,方便快捷,真正实现RTK测量内外业一体化。
五、应用举例
我们参与了某水利工程项目的测量,该测区面积约1500km2,山体连绵,地形地物众多,同时还有悬崖峭壁,测量任务非常繁重。若完全采用全站仪来完成,远无法达到6个月的工期要求。采用RTK进行测量作业,可以使所测的结果精度均匀、独立,无误差积累,而且具有实时、轻便灵活、操作简单和精度高等优点,必要时还可以结合全站仪(或水准仪)的方法来完成其它高精度标准的测量,是其它测量方法无法比拟的。为此,我们采用了RTK技术为主,全站仪(或水准仪)结合的方式进而加以实施,确保了任务的顺利完成。
根据上面介绍的技术要点,首先结合测区的地理位置进行度带选择和坐标换算,利用RTK技术在已有的1个B级和4个C级控制点基础上建立由12个控制点组成的控制网。然后在WGS-84坐标系下对全网进行无约束平差,精度满足:点位平均误差mx=±1.1mm,my=±1.3mm,mH=±3.0mm,平面点位误差均小于2mm,高程最大误差小于5mm,最弱边相对误差1/56.2万,结果表明该控制网内部符合精度良好。同时在首级GPS控制点的基础上,采用动态RTK进行图根控制的方式直接测量图根点的三维坐标(X,Y,H)。为保证精度,作业半径≤5km,对每个图根点均进行同一或不同参考站下的3次独立测量,其点位校差跟图上的差值≤0.1mm,高程校差≤1/10基本等高距。考虑到地物密集区域接收机信号易发生失锁现象,在这种情况下,可在最近开阔地带选择3个以上通视点作为图根控制点并测量出其坐标,并利用全站仪进行边长和角度的校核。通过对测区范围内2562个图根控制点的校核表明:基线长度≥100m时,边长误差≤1/4300,方位角差值≤46″,高程差值≤0.18m,满足了本次测量1∶1000测图的要求。
六、结语
RTK测量技术是一种先进的测量技术手段,能给测量工作带来极大的方便。通过测量实践表明:利用RTK进行测量,可以提高效率,降低成本;在精度要求高的情况下,可以结合全站仪(或水准仪)的方式进行联测,克服外业方面的“通视条件”、“测站测定”等方面的限制,极大地降低了我院测绘人员的劳动强度,加上当前该仪器价格不高,成为了我院测绘作业的必备仪器之一。
参考文献
[1]刘贺春,郭秋.GPS-RTK在地形图测绘应用中的精确性和可靠性研究[J].城市勘测,2008,(2).
关键词：GPS坐标转换；GPS- RTK测图；实际运用
中图分类号：K826文献标识码： A
GPS在日常工作及工程作业中的应用日渐广泛，技术也更加精确成熟，我国GPS卫星星历是采用WGS一84椭球作参照进行定位，绝大多数的建筑工程施工区都是参照地方独立坐标系，而1954北京坐标系是以克拉索夫斯基作为参考进行投影测绘的，采取的高斯一克吕格投影方式，其投影变形会对施工测量造成影响。而地方独立坐标系在城市的中央定位为中央子午线，同样以克拉索夫斯基当作参考物，把城市的平均高度当作投影面。此外，在GPS定位领域RTK的测绘技术越来越得到更多人的认可，GPS- RTK测图具有快速精确的特点，根据一定的基准点且不需要各级控制点就能够测出地物点、地形点，可见其便捷快速，能够把定位的精确度提升到厘米级，可见其精准。
一.坐标系的应用与转换
1. 坐标系的基本概念 首先为了绘图与计算的需要，需要用曲面规则的地球椭球体来代替表面比较复杂的地球。然后来确定地图投影及大地基准面，各个地区的大地基准面都是不相同的，如我国的北京54坐标系和西安80坐标系。地图投影作为一种数学转换，把地图从球面转换到平面的转换，也就是按照数学法则把地球椭球体面上经纬网转换为平面经纬网。
2. WGS一84坐标系 WGS一84坐标系是地心坐标系，GPS的测量数据以它为标准，是目前的世界大地坐标，国际协议地球参考系统。运用椭球体WGS一84作基准面，椭球体中心即为地心，以地心为原点建立的空间直角坐标系，x轴的方向即国际时间局1984.0的协议子午面和协议地极赤道交点，z轴的方向为国际时间局1984.0定义的协议地极，x轴、z轴与y轴垂直构成右手坐标系，现在GPS的星历参数及GPS使用的坐标系统就是由美国国防部绘制的WGS一84坐标系统，它能够跟踪观测和精确推算轨道。
3. 1954北京坐标系 54北京坐标系为参心坐标系，它和地心坐标系是不同的，中心与地球质心存在偏差，是参照椭球面，以大地经纬度及大地高度确定地面点来建立大地坐标系。当前我国采用最为普遍的坐标系即54北京坐标系，用克拉索夫斯基椭球为参考椭球体，而参考椭球是前苏联西伯利亚的一等网经东北换算过来的，不是从我国的天文观测资料实施定位的。
4. 地方独立坐标系 为了避免在工程和城市测量中造成误差，影响精确度，许多地区会采用地方独立坐标系，防止测区的平均高程大或者因远离中央子午线引起的长度投影出现变形，其次，如果进行水利水坝测量、大桥施工、滑坡变形监测等特殊测量，也不便使用国家坐标系 。所以要建立当地的地方独立坐标系，采用与当地平均高程相适应的椭球做参考椭球，然后以经过测量区的某个起点的经线或者经测区中心经线定为独立中央子午线，本着便于测量和计算的原则，采用某个特殊的方位和点作为地方独立坐标系的方位与原点，其平均高程面就是当地的投影面。
5. 坐标系之间的转换 不同的坐标系在实际的应用中，牵扯到它们相互之间的转换问题，局部地区一般采取相似变换法，例如七参数变换法和三参数变换法，七参数变换法需要一个地区三个以上的已知点，尺度变化K，x平移、y平移、z平移、x旋转、y旋转、z旋转。
三参数变换法是七参数变换法中的特异之变换法，在最远点间距离小于30千米的范围区域，一般运用三参数变换法，尺度变化K当做零，x平移、y平移、z平移、x旋转、y旋转、z旋转。
二 .GPS- RTK技术的应用
PTK作为一种动态定位技术，有数据链、移动站与基准站三部分构成，是基于载波相位观测值来定位的技术。可以获得观测点的三维定位。其中由基准站来接收全部的GPS卫星信号，然后通过数据链，发送观测点坐标、卫星跟踪状态、伪距观测值、载波相位观测值及接收机工作状态等一系列的数据信息。移动站负责接收基准站的数据，处理分析载波相位整周模糊度，求得移动站与基准站的坐标差值，与基准站坐标值相加得到流动站的WGS坐标，运用参数转换求得海拔高与平面坐标，另外移动站同时具有GPS信号进行跟踪的任务。
1.GPS - RTK的精准度 GPS - RTK的精准度评定标准主要包括两方面，分别是均方根RMS与载波相位的整周模糊度固定情况。RTK的观测精度主要由均方根表示，通常根据高程与平面两个均方根并根据实际情况，表示出高程坐标与平面坐标的精准度，一般平面误差小于高程误差。实际应用时基准站与移动站之间要小于6km的距离。为了保持载波相位的整周模糊度有固定值，GPS - RTK测量的条件是基准站与移动站的距离要小于15km。以此达到厘米级精确度。
2.2 参数的转换 GPS观测所采用的坐标系为WGS84大地坐标系，与通常测量运用的北京54坐标系及地方独立坐标系是不同的，坐标系之间要进行转换，在一定量的控制点上输入其地方坐标数据，然后再测出其WGS84坐标值，最后进行拟合转换参数。
三 .讨论
在坐标系的应用与转换过程中，还需要关注严密性的问题，不严密的转换为不同的坐标系的不同椭球的转换，严密的转换为不同坐标系在同一个椭球里的转换。虽然理论上空间直角坐标系可以由尺度变化、平移与旋转七参数变换确定，但是系统的误差存在说明这是不可能实现的，相似变换会影响其精确度的。所以，不同系统的坐标系变换需要依据其所需精确度按照一定公共点求解进行参数变换。另外一般大地高由水准高来代替时，建议运用拟合模型求解高程，减小不规则的大地水准面表现在高程转换残差中。
参考文献
[1]李玉宝．控制测量[M]．北京；中国建筑工业出版社，2013.
[2]王解先．WGS一84与北京54的转换问题[G]．
【关键词】工程测绘；GPS测绘技术；应用前景
引言：
在GPS技术不断创新和完善的今天，其在我国很多领域中都发挥了重要的作用，工程测绘就是其中之一。因为GPS技术的有效应用，使得工程测绘水平有很大程度的提高，大大提高了工程测绘的精确度。由此可见，GPS测绘技术所具有的精确度高、测量时间短等特点在工程测绘中得到了充分发挥。本文笔者将详细的分析GPS测绘技术是如何在工程测绘中有效应用的，进而探讨GPS测绘技术在工程测绘中的应用前景。
一.GPS 技术
（一）GPS技术的工作原理
GPS技术的工作原理主要是GPS 接收机设置在某一点上，GPS卫星不间断的发送定位信息 ，再利用计算机对接收到的信息进行数据处理 ，从而确定接收机所在的三维位置。将GPS技术应用于工程测绘中，GPS将会形成两个坐标系统，即空间固定坐标系统和地固坐标系统。利用这两个坐标系统可以判断测绘对象的具置，进而对测绘对象进行精确的测量，从而得到精确的、真实的工程测绘数据。可以说，GPS技术是一种应用效果良好的科学技术。
（二.）GPS技术的特点
GPS技术这种科学技术具有多种特点，如精确度高、测量时间短、操作简单、应用广泛等。具体表现为：
（1）精确度高。实践已经证明GPS相对定位精度在50KM以内可达10-6100-500KM可达10-71000KM可达10-9。这充分说明了GPS技术具有较高的精确度，利用此项技术来进行测量，可以大大提高测量的准确度。
（2）测量时间短。随着GPS技术的不断完善和创新，目前所应用的GPS技术在20KM以内相对静态定位仅需15-20分钟，而在15KM以内时流动站观测时间只需1-2分钟即可完成，如此快速的测量是传统测量技术所达不到的。
（3）操作简单。因为GPS接收机不断改进，促使其自动化程度越来越高，将其应用测量工作中，可以促使GPS技术自动化、智能化、数字化应用。
（4）应用广泛。因为GPS具有精确度高、测量时间短、操作简单等优点，促使GPS技术应用比较广泛，在到航空、军事、建筑、交通等领域中发挥重要作用。
二.工程测绘中 GPS 测绘技术的应用
具有测量精确度高、测量时间短、测量速度快、操作简单等优点的GPS技术在工程测绘中具有良好的应用，大大提高了工程测绘质量和效率，促使工程测绘工作高质高效的完成。GPS测绘技术在工程测绘中的应用主要是：
（一）GPS外业测绘
将GPS测绘技术应用于工程外业测绘中，主要是对室外工程进行测绘处理。GPS用在室外工程测绘中具体应用过程中，最需要慎重注意的一点是选择点的确定。因为，在室外工程测绘中选择点确定是否准确直接关系测绘结果是否精确，能否有效的应用于工程中，为高质量的建设工程是否可以提供有效条件。所以，利用GPS技术进行室外工程测绘中应当将选择点的确定是为重点。只有在选择点上下足功夫，把准备工作做到位，才能从最大程度上确保测绘结果准确无误。对于选择点的确定，首先是检查坐标架、坐标规格符合要求、完好无损。其次，根据工程实际情况及相关规范性文件要求，选取一个最合适的测量位置，并且固定好测量点。在测量点确定好后，利用GPS技术定位测量点，根据坐标系统的判断进行准确的测量，进而完成室外工程测量。
（二）GPS布网工作
GPS布网也是工程测绘中的一种，主要是对工程建设中比较弯曲的隧道、湿地工程或不佳复杂的盘山公路等所展开的测绘工作。在对盘山公路、弯曲隧道、湿地工程等此类复杂、繁琐工程进行测绘的过程中，因为测绘难度大、测绘准确性差等因素的存在使得工程测绘容易存在较大的误差。而GPS技术的应用可以有效解决此类工程测绘中存在的问题，不仅可以准确的测量，还能够提高测量的精确度。利用GPS对盘山公路、弯曲隧道、湿地工程等复杂工程测绘中，主要是运用边连式和点连式连成三角形，这其中利用了三角形具有稳定性的几何原理。将工程测绘布置成网状结构，对工程进行能远程测量，从而得到准确的工程测绘结果。其实，再利用GPS进行布网测绘中，通常采用边连式和网连式这两种最为常用和实用的测量方式，这可以增强几何效果，促使布网的网状面积大大提高，从而实现GPS准确定位，精确测量。
（三）实时动态测绘方法
利用GPS技术对工程进行实时动态测绘是其他传统测量技术所无法实现的。GPS技术的实时动态测量能够大大提高工程测绘准确性和有效性，为规范、合理的进行工程建设创造了条件。对于GPS的实时动态测绘的实现，关键是确保RTK工作的程序有序、有效的进行。那么，如何确保RTK工作的程序有序、有效的进行？
首先，为了可以有效的控制GPS，需要建立一个基准站。而基准站需设立在一个固定的点之上，再把GPS接收机安装在基准站之上，依据GPS观测在视线范围内的卫星，利用无线机械设备进行对信息的传输，结合二者最终使流动站接受到所有有效地数据和信息。
其次，通过次基准站对GPS进行控制，促使GPS进行准确的定位，并对测量对象进行准确的测量，利用卫星将测量数据传输到基准站中。因为GPS技术可以长时间的运用，这使得GPS技术可以对测量对象进行实时测绘。
三.工程测绘中 GPS 测绘技术的应用前景
相对于传统的测绘技术来说，GPS测绘技术具有精确度高、测量效率高、功能多、易操作等优势，将其科学、合理的应用于工程测绘中，可以提高测绘准确率，促使工程测绘高质高效的完成。从当前GPS测绘技术在工程测绘中应用情况来看，因为科学技术的不断进步那么GPS技术将会不断创新和完善，这也就意味着GPS技术的智能性、全面性、功能性、自动性将会大大提高，将其应用于工程测绘中，其应当向智能化、全面化、自动化、数字化的方向发展。
结束语：
GPS测绘技术已经广泛应用于我国的工程测绘，促使外业测绘、复杂工程测绘、远程测绘得以高质高效的完成，相信随着GPS技术的不断创新和完善，其将在工程测绘中发挥更加重要的作用，大大提高工程测绘水平。
参考文献：
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一、GPS技术的特点
1.观测位之间不需要通视。采用GPS技术测量，观测位之间是不需要通视的，只需要保证观测位上方是开阔的空间就可以。所以，在很大程度上节省了工程投入，据估算，大约可以节省总投入的40%左右。观测位置也较为灵活多变，可以根据实际需要安排观测站，这样就可以减少工作时间，提高工作效率。2.定位准确性好。GPS观测定位准确度在50公里之内可以达到10-6,100-500公里能够达到10-7，大于1000公里时能够达到10-9，在300-1500米施工项目的精确测量定位中，大于1小时的观测时间，其测量误差不大于1毫米。GPS传回的平面定位数据的准确度为5毫米，高度定位准确度为8毫米。3.观测效率高。GPS技术发展到现在为止，20公里之内的静态测量只需要15-20分钟；在进行高速相对静态定位时，在每个活动定位站和基准站距离小于15公里时，活动站定位时间仅仅需要1-2分钟；在进行动态相对定位时，活动站开始行动，定位时间仅仅需要1-2分钟，随后进行测量定位，所需时间约为几秒。可以看出GPS的观测效率是非常高的。4.可以提供坐标位置。经典大地定位在进行平面和高度定位时，是使用不同的方式分别进行测量。但是GPS技术不但可以进行平面和高度定位，还可以提供精确的坐标位置。5.便于操作。GPS技术的自动化程度比较高，甚至达到了完全自动化，控制人员仅需简单配置并开启关闭设备、查看数据、注意设备工作情况就可以完成测量定位，剩余工作都可以交给GPS自动完成。6.全天24小时连续工作。GPS定位不会受到外在环境的影响，不受时间、地点的限制，全天连续进行观测活动。
二、GPS技术在土木工程施工领域的应用
最近几年，GPS技术在交通、建筑、能源等领域都广泛的被应用，这对我国GPS技术的运用有了很大的推动作用，《全球定位系统城市测量技术规程》和《全球定位系统GPS测量技术规范》等标准的编制，为GPS技术的发展提供的法律和政策保障。目前GPS技术主要应用于大坝、建筑、隧道、桥梁等工程的定位控制和测量方面。1.大坝变形监测工程中GPS技术应用探究。几个主要的GPS技术变形监测系统有数据传输、存储、收集、处理和可视化操作，尤其是洪水易发期间信息的监测，GPS监测系统将其可靠性、安全性、精度高和较高的抗干扰能力的优势充分发挥出来。对于数据的处理和分析，GPS系统具有及时性、快速行，而且对于大坝面临蓄水过高情况下的变形可以做出迅速的反映，保证大坝处于安全状态，同时对于洪水错峰也可以很容易实现。因此在大坝变形监测和防洪减灾方面，GPS监测系统发挥了很重要的作用。2.机场轴线定位工程中GPS技术应用探究。根据所要建设的机场等级之间的差异，机场跑道中心轴线方位的精度也有所不同，但是机场中心轴线方位精度是有范围的，最高低于±1"，最低要要达到±6"。我国从1992年开始，各大机场就不断引进GPS技术的使用，利用GPS测量，例如南京禄口机场、武汉天河机场和济南机场都是利用GPS技术完成对轴线定位的。通过GPS技术进行施测时要注意两点事项：第一，当提供大地的方位角时，要对平面子午线的方向和收敛角改化影响充分考虑，而且还要保证测点高程选取基本保持一致，这是为了避免受到垂涎偏差的影响；第二，如果要求的方位精度是±1"，那么就必须利用精密软件完成GPS极限的解算。3.桥梁工程中GPS技术应用探究。在我国首次将GPS技术应用到桥梁工程中的案例是对虎门大桥的控制测量施工中，首先利用GPS技术定位，将得到的坐标高斯投影后转化成二维坐标和三维坐标，并对转化可能造成的误差严格控制，同时确保GPS定位精度，再将其转换成桥梁独立坐标数据，这对桥梁放样和施工都比较有利，针对高程方面则通过平面拟合法对三维定位的数据进行提供，拟合选用支撑点以此促进定位精度更加精准。GPS定位技术属于一种平面控制手段，用来对大型桥梁控制网的建立是具有安全性和可行性的。4.线路勘测、隧道贯通测量中GPS技术应用探究。交通、铁路、通讯及输电等建筑工程在建设过程中，关于管线测量、线路勘测及隧道贯通的测量都是十分重要的工程。而且这类测量的控制网基本以狭长方式设置，又因为很多路段在山林中，无法设置过多控制点，如果使用传统方式对其进行测量，需要的时间就会很长，严重影响工程周期和施工进度。因此将GPS技术方法逐渐应用到线路勘测和隧道贯通等工程中去，自应用以来，测量进度和准确度都有很大程度的提升。例如北京地铁工程、秦岭某段隧道贯通工程等都采用GPS技术进行测量，施工进度和测量精准度都有明显改善。5.高层建筑施工过程中GPS技术应用探究。在当前形势下，我国高层建筑施工中GPS技术虽然已经得到应用和推广，但还是处在发展初级阶段。在高层建筑施工过程中，对监测工程和施工定位环节中利用了GPS技术，有效的对施工控制网体系进行确定并建立，实现高层建筑施工测量工程。高层建筑工程施工中GPS技术应用的主要内容大概包括三点：首先，利用GPS技术对施工测量基准点进行测量，要保证精确，而且能够获取精准的施工坐标和大地坐标，对二者间的换算也可以通过精确计算得到，以此保证利用GPS技术建立的控制网能够与建筑工程坐标系完全符合；其次，对建筑物之外临时观测基准点进行设定；最后，通过GPS技术实现对建筑物振动和日照变形状况的进行实时监测，实时获取精准变形信息。
三、结语
如今经济时代，信息变化很快，科技发展也十分迅速，这就要求土木工程施工技术也要随时展而变更，GPS技术的应用对土木工程施工发展有积极作用。相关学者和专家要不断研发、推广和应用新技术，将最新、最先进的技术和土木工程施工结合，保证土木工厂行业的健康持续发展。
作者：陆元媛 单位：南宁品新工程检测咨询有限责任公司
关键词：GPS；工程测绘；研究
1 目前测绘工程中对于GPS技术应用
因为工程测绘的需求性，所以人们开始注重寻找更加合适和精确地测绘技术以及方法，随着科学技术的快速发展，涌现出来了大量的先进测绘技术和测绘设备器材，GPS技术作为其中一种较为先进的测量技术，凭借精确度高、测绘效率高以及低成本等特点，在工程测绘中受到了广泛的应用，更难能可贵的是，无需通视，就可以完成测绘，所以其在工程测绘中的重要性在不断地提高。
GPS的技术全称是全球卫星定位系统（GlobalPositioningSystem），其工作原理是基于地球卫星，借助无线定位，通过卫星上的无线电发射台构成一个卫星导航定位提醒，然后再借助无线电测距交会的基本原理，通过超过三颗卫星来确定某个物体的具置。相对于其他的工程测绘技术而言，GPS技术可以实现一定的实时性定位，而且这种定位是持续性的，可以满足全天、全球性的测绘定位需求，所以GPS技术测绘可以保证其更高的精确度，而且所形成的时间、速度以及三维坐标等数据也更加的准确。通过科学实验，可以得知，在50千米内，GPS相对定位精度为10-6。在100-500千米内，GPS相对定位精度10-7，在1000千米内相对定位精度可达10-9。在工程精密定位为300-1500米时候，其平面位置误差在观测一小时以上仍小于1毫米，GPS全球定位系统卫星均由美国发射，该系统全部卫星数量为24颗，我国相关导航和定位一般是借助卫星通过确定地面三维坐标的位置来完成实际位置的确定。
2 GPS相关技术的工作原理及其优势
2.1 GPS相关技术的工作原理
GPS之所以能够准确确定具置，其借助的定位原理是距离交会法。首先需要确保待测地可以稳定接收GPS信号，在该地安放GPS信号接收器。GPS卫星一直不间断发射定位信息，所以接收器可以实时的收到卫星所发出的定位信息，但是在GPS定位技术下，需要至少接受三颗定位卫星的信号，然后才能借助相关的处理程序最终确定该时间段内，GPS接收器与接受GPS卫星之间的距离分别是ANS、BNS、CNS，然后由此来确定互相之间的距离，除此之外，被接收卫星相对于地球的位置也需要告知GPS接收器，实际上是向GPS接收器传送三维坐标，涉及到接收卫星星历。一般而言，地面固定坐标系统和空间固定坐标系统是GPS测绘中常用的两种坐标系统，这两种坐标系统在使用的过程中并非不可混用，而是可以根据实际的测量需求以及环境状况互相转换，通过两种坐标系统的转换可以具体确定控制点所在的位置，从而可以提高测量观察的效果。
2.2 GPS相关技术的优势
工作过程中无需考虑天气状况、具备多种功能、可以在很多范围内都发挥作用、操作简单容易上手、随时使用三维坐标、无需通视、所需观察测量的时间较短以及定位精确是GPS测绘技术中最为重要的七个优势。GPS测绘技术的七大优势中，其定位精准的优势决定了其在各种测绘技术中一直处于领先的地位。在300-1500米范围内开展工程测量，测量时间超过一小时，所取得的数据与实际的数据差距仅为不到1毫米；而使得GPS测绘技术能够被广泛使用的一大优势是其在测量的过程中，无需通视，即可完成时间和速度的测量。此外，GPS相关技术也凭借自身的操作简单的优势而被优先选择使用。
2.3 测绘工程中对于GPS相关技术的应用
我国在近几年来一直在大力推进基层设备设施的建设，所以在施工过程中，凭借GPS测绘技术的各种优势，工程的测绘工作也大量应用GPS测绘技术。在进行各种基础设施的建设时候，例如进行纵横断面设计时，需要测量其横断面，同时还可能会需要放样中桩，中桩放样应当按照预先设计的坐标路线进行，然后再借助水准仪进行抄平工作。并且对线路的左端面进行测量。而传统的中桩放样之后，全站仪是必不可少的，但是慢慢被更加精准的GPS测绘技术所取代，GPS测绘技术的应用，可以很好的解决因为数据迟滞导致的定位误差大的情况，从而使得整个测量过程更加方便、快捷和精准。
在实际的工程测绘的过程中，按照控制技术可以分为初级、中级和高级三个级别，其中初级主要是使用GPS静态或者是快速静态的方式实现沿线整体控制；中级的主要是实现对渠道、闸门以及堤坝等场所的施工控制；实时动态定位技术（RTK）是高级工程测绘中常用的技术。所以可以看出，在工程测绘方面，GPS测绘技术的未来发展前景相当广阔。我国目前开展的诸多大型基础建设工程，都应用到了GPS测绘技术，例如青藏铁路、南水北调工程等等。
2.3.1 GPS室外相关测绘工作
在室外的GPS测绘工作中，最重要的步骤就是确定点，因为确定点的密度直接关系到测绘结果的准确程度，因此需要充分准备之后再进行点的确定，诸如测量地的具置、坐标架、坐标型号等都正常。相对于平常的测绘，无线安装设置和开机的观察测量不尽相同，都需要使用到GPS的观察测量。在进行无线设置的安装时候，需要确保三脚架标志中心的正上方安放的是无线，并且需要与定位的正常点直接对准，而且还需要确保保证无线基座的水平。在测绘的过程中，如果出现有风的情况，需要呈三角形固定无线。
2.3.2 GPS测绘的布网工作
针对成片工程的测绘以及诸如引水工程的线状路线的测绘，基本都是借助点连式和边连式的方式来构建成三角形。部分网状区域和片状区域工程的中心环节较多，所以普遍使用的测绘方法是边连式和网连式，从而达到使得网状地区的几何结构提高的目的，进而为GPS控制网的可靠以及准确的程度提供了保证。
2.3.3 基于实时动态定位技术的GPS测绘
基于实时动态定位技术的GPS测绘主要是确定某一已知点为基准站，并且在此安放GPS接收机，现场观察测量可以搜索到的卫星，然后借助无线电设备进行信息的传输，链接测量站的信息以及通过观察测量所获得的数值，然后传输至流动站，作为流动站，直接负责接收GPS卫星信号，而且还能够将基准站所传输过来的数值通过无线电设备捕获，再借助导航的基本原理，对比流动站以及基准站的数值和自身观察测量所得值，从而确定基准站与流动站之间的位置，流动站位置的三维坐标就可以被确定。
3 结束语
GPS测绘技术具备无需观测站之间通视、测绘时间短、定位精准等特点，而且还能够提供三维坐标。已经实现了人们对于智能化和测量自动化的需求。而在原有的GPS测绘技术上所升级的实时动态定位技术（RTK），更是明显的降低了工程测绘作业的困难程度，而且依然能够保证测绘的精度和速度，所以GPS测绘技术未来在工程测绘方面将会继续被发扬光大。
参考文献
【关键词】GPS技术；土地勘测；应用
随着我国经济的不断发展，土地的管理政策也越来越严格，在开展地籍测量技术进行有效的控制与分析。当今国内主要勘测技术是地籍勘测技术和方法的集成，第一要务就是取得准确的资料保证勘测工作顺利的进行，随着GPS技术在土地勘测中运用，提高了工作效率，更在数据资料的精度和工程的进度得到可靠的保证，也消除时间紧、工作区域分散等不利情况。
1 GPS技术原理与特点
1.1 GPS技术原理
GPS即全球定位系统，是利用导航卫星进行测时和测距作为基本观测量来实现定位，以构成全球定位系统。在地面用户GPS接收机同时接收四颗以上卫星的信号后，通过伪距测量或载波相位测量计算出接收机接收卫星信号所需的时间，再结合各卫星星历，将卫星至用户的多个距离球面相交后，即可确定用户所在点的三维坐标位置。
1.2 GPS 技术特点
GPS与传统的测量技术相比，具有测站之间无需通视、定位精度高、观测时间短、自动化程度高、提供三维坐标、可全天候作业等特点，大大扩宽了GPS 的应用范围。
（1）定位精度高。现实GPS应用实践证明，GPS 相对定位精度在1000km内已经达到9～10m。
（2）观测时间短。随着高科技不断的运用，GPS系统及软件得到不断的完善和更新，实际操作中相对静态定位20km 以内仅需15～20 分钟，每个流动站与基准站相距在15km 以内时，快速静态定位测量时，流动站观测时间只需1～2 分钟；随时定位每站观测只需几秒钟。
（3）测站之间无需通视。GPS的运用节省大量的造标费用，原因是GPS 测量只要求测站上空开阔，不需求测站之间互相通视。正因无需点间通视，在选点上更加灵活，可稀可密，减少了传算点、过渡点的测量工作。
（4）可提供三维坐标。与传统的测量方式相比，GPS 可同时精确测定测站点的三维坐标，根据目前国内的测量水准，GPS测量的精度可达到四等测量水准。
（5）操作简便。随着技术的不断更新，GPS 接收机在体积上越来越小，重量越来越轻，在性能上自动化越来越高，给测量工作者减轻劳动强度和工作紧张程度，使在外工作变得更舒适更方便。
2 GPS 土地勘测作业模式
目前GPS 在土地勘测运用比较广泛，主要作业模式有常规静态相对定位、快速静态定位和GPS- RTK实时动态定位三种。
2.1 常规静态相对定位
用于土地测量控制网的建立，采用2台或以上的接收机，在基线的两端点安置，同步观测四颗以上卫星，每时段长45～120min，基线的相对定位精度可达5mm+1×10-6×D。另外可以通过平差来进一步提高定位精度。
2.2 快速静态定位
用于地籍平面控制网的建立、控制点加密及界址点测量，在测区内选择一个基准站，并安置一台接收机，起作用就是连续跟踪所有可见卫星，另一台接收机依次到各点流动设站，其作业点特就是速度快、精度高，但在可高性能上较差。
2.3 GPS-RTK实时动态定位
GPS-RTK实时动态定位广泛用于土地测量，在测定界址点上精度能达到厘米级，并可随时获取精确地地籍图。其技术进行定位要求是基准站接收机把观测数据及已知数据传输给流动站，是建立在载波相位观测值的基础上。
3 GPS技术在地籍勘测中的应用
随着 GPS卫星系统的迅速发展，对勘测技术有效开展有了翻天覆地的变化。在正确使用 GPS 系统上，需要根据一定的地籍的测定以及每宗土地的权界来进行选址和控制，随着土地形状以及位置的变化，在勘测上一般都选用1：500 或 1：1000 的地籍图。在地籍选址上，一般采用的技术都是要求测定点与界址点之间通视，而且还需要2-3人同时进行操作，并采用 RTK 技术，一人在基准点调整好仪器，另一个人在一旁背着仪器到各个的立杆停留几分钟，这样就可以有效的侧到三维坐标，在整个过程汇总，不仅需要操作简单，而且也大大提高了工作效率。
3.1 测量前的准备工作
测量工作前的准备工作相当重要，熟悉接收机的操作和软件的使用、制定在外测量流程以及测量队伍的组建等等。分析地籍测量的各种复杂情况，制定合适GPS 测量特点的操作流程。在组建测量队伍时合理安排人员的配置，至少要有一个熟练仪器操作员和记录员，另外记录员要了解土地权属情况。
3.2 观察数据的处理方法
GPS数据是对原始数据进行编辑、加工与整理，分流出各种专用的信息文件，为进一步的平价计算做准备。主要从原始的数据以及文件中将观测到的文件以及星历的调控进行规整，并将观测到的数据以及周期观测点进行综合性的控制，对观测值进行各项必要的修改。为确保外业观测质量而进行观察成果的外业检核，是实现预期定位的重要环节，所以，在观测点实施结束之后，必须要在观测区同步的进行复核，在复核过程中最主要的原因就是避免出现的观测值的系统误差或者是残留的情况，这样在一定的实施基础上不仅需要将与数据处理有影响的模型进行调整，并进行残差分析，这样才能将观测值中的偶然查分才能分离出来。
3.3 GPS技术存在的问题
手持差分型 GPS 的接收机软件中的绘图模块来进行有效的调整，将土地中存在的土粒利用现状进行分析，这样也会产生一些野外与业内的成图中不想符合的匹配情况。因此，利用GPS 的分差技术来进行监测点的定位系统，针对定位数据以及其他方面的定位调控等都需要进行有效的实施。定位数据使用微机软件自动成图，使野外检测与内业成图的连续性有所解决，而这方面还有待遇相关人员的研究开发。
3.4 GPS-RTK技术在地籍勘测中应用前景
土地勘测一般都是根据土地的使用界限来控制桩位，一般情况下，计算出来的面积等各个方面的勘测技术都是需要作为测评土地的依据的，这样作为审批土地以及地籍管理上都会产生一定的质量控制措施。例如在建设用地上，一般使用的工作程序就是：审查用地文件及有关图件___现场踏勘___图上红线设计___实地放样___复核测量___面积量算___绘建设地界图___填绘建设用地管理图___资料的管理___归档。而且在反复的地址勘察、图上设计以及权属调查之后，对于建设用地以及其他的调查中所得出的建设用地的界定与控制，都需要将整体的程序简化，特别是对公路、铁路以及河道管理等大工程的放样与应用。
4 结语
GPS技术是一项高新技术，在现实中运用很广，尤其在土地测量中不可或缺，GPS技术在勘测中的运用不仅提高了工作效率，更好的减轻了测量工作量，节约了人力物力和财力。充分熟悉掌握这一技术，并不断创新，在土地测量将得到进一步的提高，必将给我国经济建设带来巨大的作用。
参考文献：
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[2]周忠谟，易杰军.GPS卫星测量原理与应用[M].北京：勘测出版社，1992.
【关键词】土地测绘；GPS技术；应用
前言
全球定位系统（Global Positioning.System）是美国国防部研制的借助于分布在空中的多个GPS卫星确定地面点位置的一种新型定位系统。由于其具有自动化程度高、全球性、全天候、连续性、实时性导航定位和定时功能等独特的有点，GPS已经广泛应用于工程测量方面，包括大地测量、航空摄影测量、地壳运动检测、工程变形检测、资源勘察、地球动力学等多种学科。
1 GPS技术的概念、特点及发展状况
1.1 GPS技术的概念
GPS技术是利用GPS定位卫星，在全球范围内实时进行定位、导航的系统，称为全球卫星定位系统，简称GPS。其工作原理是测量出定位卫星与测量对象之间的空间距离，然后利用卫星定位系统的各项功能来接收具体的位置。GPS技术的应用给测绘技术带来一场技术革新，可以为测量工作提供高效率、高速度以及高精确度的测量效果和质量。GPS定位系统主要包括三个部分，即空间、用户设备、地面控制；该项技术的运行原理就是根据卫星运行的瞬间位置作为定位的起始距离，并结合空间交会的方法，确定测量对象的具置。
1.2 GPS技术的特点
GPS系统所具备的主要特点是高精确度、高效率、多功能以及操作简便等。在定位方面，GPS定位系统的精确度非常高。就当前的测量技术而言，对于20km以内的位置进行定位仅仅需要15分钟左右，在动态测量时，只需要2分钟左右，而实时的定位观测只需几秒钟。GPS测量不需要进行站与站之间的通视，只需要测量站的上空保持露天形式即可，这样能够节约大量的成本费用。随着GPS定位系统不断更新与发展，其数字化、自动化水平越来越高，系统操作越来越便捷，有效减轻了测量工作者的日常工作量。
1.3 GPS测量技术的发展状况
随着科学技术的发展。GPS系统逐渐走向了社会生活以及工程建设测量等各个方面。正是基于这些方面的要求，美国政府逐渐放开了一部分GPS系统的使用限制，并且研制开发了大量的可靠性和安全性比较高的民用基础设施。这样，GPS系统便得到了大面积的推广和使用。比如：运输工具的导航、精度要求比较高的大地测量以及精密工程的测量等领域。
2 土地测绘中GPS技术的应用
2.1 地籍控制测量
自GPS技术诞生以来，使得土地测绘工作发生重大变化，为现代化的测绘工作创造了条件。由于GPS技术在土地测绘中的应用越来越成熟，其已经成为测量工作中不可替代的技术手段，尤其是对地籍控制测量工作产生极大的影响。在传统的测绘技术中，相关技术设备用于地籍控制测量时，都需要互相通视，这样既浪费测量成本，也增加了测量时间，而且测量效果一般，一旦遇到一些地形地貌较为复杂，通视条件较差的区域，就无法保证测量任务的精确度。GPS技术在地籍控制测量中的应用，有效解决了各方面存在的问题，在测量过程中，无需互相通视，而且对GPS系统的测量结构和精确度影响较小。也正是由于GPS技术在各方面的先进性、优越性，才使得GPS技术在我国城镇区域的地籍控制测量中得到广泛应用。
2.2 地籍控制的精密度
在土地测绘中，地籍测量的主要任务就是对整个区域进行全方位控制测量，能够为地籍测绘提供实时、有效的图像数据资料，具有采集信息数据的功能。（1）在地籍测量中，各网点的精度和密度控制，是为了精密的测量出土地权属的特征，利用GPS技术可以对地籍测量网点的精度和密度提供正确的界址点，GPS各边比常规的方法更加灵活方便，能够一次性解决地籍测量中的密度的控制问题。（2）应用GPS定位系统建立地籍控制网点，其所定位到的是三维坐标差，导致GPS定位参考的网形与其参考的位置的准确度存在差异。对于相对较小的坐标差，可以忽略不计，当坐标差增大时，就需要比较精确的起始数据。（3）GPS技术能够优化地籍测量网的设计，在传统的控制测量网的设计优势下，进行更加全面、系统的优化设计，其主要以精确度、可靠性以及成本费用为优化依据。与传统的观测效果相比，GPS观测更加灵活多变，而且观测速度较快、精确度高。通过优化GPS测量设计，能够更明显的突显出GPS技术的强大功能，不仅为土地测绘带来精确的测量效果，而且为测量工作带来巨大的经济效益。
2.3 地籍细部测量的应用
地籍细部测量是地籍观测的重要组成部分，其主要任务就是测定土地的权属界址点、位置、数量等。在传统的地籍细部测量中，在测量过程中会存在较大的误差，影响细部测量的精确度，利用GPS技术可以有效解决细部测量方面的精确度问题，可以根据测量任务的实际情况，在需要进行细部测量的区域采用GPS技术，对于影响测量信号的状况，可以使用测距仪、经纬仪、全站仪等测量工具，采用交会法、坐标法等进行地籍勘测，这样可以提高细部测量的效率，同时满足其精确度的要求。
2.4 土地界线的勘测
在进行土地界线划分过程中，需要充分考虑和满足土地征用、转让、规划利用及开发等方面的工作需要，为土地的使用范围、界线位置、土地使用现状、面积计算以及相关管理部门的征用地审批等工作提供科学、准确的数据资料，为该项测量技术提供优质服务。在传统的土地勘测定界过程中，初期需要借助相关测量仪器，这些仪器存在测量范围小、精度低、人为因素及环境条件等诸多缺陷，不仅增加测量工作者的工作量，而且还达不到良好的测量效果。在这种情况下，GPS技术的应用和发展，使得传统土地界线勘测方法逐渐淘汰。
2.5 RTK技术的应用
RTK （Real―time kinematic）实时动态差分法。这是一种新的GPS测量方法，以往的动静态测量都需要进行测量后的解算才能获取细微的精度，而RTK能够在不同测量条件下得到实时的细微定位测量精度，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS技术发展一次重大变革。在土地测绘中应用该项技术，能够为测量放样、地形测图以及控制测量带来新的技术手段和方法，大大提高了土地测绘作业的效率和质量。
3 结语
总之，GPS技术是一项高效率、高精度的定位测量技术，在土地测绘中发挥着至关重要的作用。随着GPS技术不断更新与发展，该项技术在土地测绘中存在的缺陷将逐步完善，相信未来我国土地测量技术将达到一个新的顶峰，必将推动我国土地测绘事业的发展，也将在现代化建设发展中持续发挥不可替代的作用。
参考文献：
[1]葛永利.试析GPS技术在工程测量领域中的应[J].建筑知识：学术刊，2012（9）.
[2]金猛.GPS在土地测绘中的应用研究[J].科海故事博览：科技探索，2011（2）.
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关键词： GPS干扰；GPS抗干扰；伪卫星法
中图分类号：TN966 文献标识码：A 文章编号：1671－7597（2012）0210013－02
随着伊拉克战争的发生，GPS技术被广泛的应用于战场，与此相对的GPS干扰技术也逐渐的登上战争的舞台。据了解，在伊拉克战争初期，伊拉克军方至少使用了6台大功率的干扰机，大大的降低了联军GPS制导武器的命中率。这个成功的例子引起了各国军事专家的重视，GPS应用技术是一把双刃剑，如何把握好这门技术，为战争储备更多的干扰手段，是亟待解决的重要课题。
1 GPS信号简介
GPS信号具有这些特点：GPS是通过L1和L2这两个载波频率来完成导航信号的调制发射的，其中L1是1575.42MHz，L2是1227.60MHz。L1运用正交的方式分别调制了P（Y）码和C/A码，但是在L2上面只调制了P（Y）码；P码信号定位具有保密性好、精度高的特点，只有美军和特许的用户有权利使用。但是目前已经公布了编制P码的方程式，美国选择实施可行性（A-S）政策，把P码加密编译成为Y码。GPS卫星发射信号到达地面的最小信号功率是-160dBW（零电平分贝为1瓦）（C/A码）、-163dBW（L1P码）以及-166dBW（L2P码），因为受到不同因素的影响，所以以上信号的最大电平不超过-153dBW、-155dBW以及-158dBW。GPS卫星的信号发射功率一般都不是很大，卫星和地面的距离又比较远（20200km），到达地面后的信号就很弱。从以上分析可以看出，GPS用户接收机的确是很容易受外界的干扰在，因此整个GPS卫星系统的抗干扰任务是十分艰巨和紧迫的。
2 GPS干扰技术
2.1 GPS干扰技术分类
GPS干扰分为两种类型，一种是压制式，一种是欺骗式。这点和普通的电子干扰是一样的。压制式干扰又分为宽带干扰（阻塞式）以及窄带干扰（瞄准式）两种。以干扰作用时间来分，又分为连续式干扰和脉冲干扰。压制式干扰主要是利用发射机发射干扰信号然后再压制住GPS接收机前端的GPS信号，让GPS接收机无法接受卫星信号，压制式干扰具有所需干扰功率大、技术难度小得特点。欺骗式干扰主要是利用发射机发射与GPS具有相同参数但信息不同的假信号，使GPS接收器所接收不准确的定位信息。欺骗式干扰增加信号传播时延或是给出虚假的导航电文来生出错误的测量的伪距。这类干扰具有的特征十分的明显，虽然所需的功率不大，但起到的效果远远要大于压制式干扰。但它的技术难度也要比压制式干扰大很多。
2.2 美国GPS干扰技术的发展
据了解，目前美国主要这几种干扰机产品：美制AN/ALQ-99干扰吊舱、AN/ALQ-165、AN/ALQ-184（V）干扰机等等。
2.3 俄罗斯GPS干扰技术的发展
俄罗斯近期成功的研制出了一种新型的GPS干扰机，这种干扰机能够有意识的对导弹的发射和飞行进行干扰，甚至能改变导弹的航向，反过头来摧毁和攻击导弹发射方得阵地和平台。有关专家认为，美军正是通过这些干扰设备测试它的性能来避免扰以及打击干扰器的。俄罗斯设计的GPS干扰机甚至能够在因特网上购买到。这种干扰机能够对美国GPS系统的四个频段进行有源干扰。
3 GPS抗干扰技术
3.1 伪卫星法
伪卫星法指的是利用地面或是装载在无人机上的“虚拟机”来构成虚拟的高功率加密GPS信号。伪卫星（PSL）也被称为“地面GPS卫星”，它是从某个特定的地点发射和GPS信号类似的信号来加强导航定位，采用了和GPS大致相同的导航电文格式，因为伪卫星发射的是和GPS类似的信号，并在GPS地频率上工作，所以用户的GPS接收机可以同时接收伪卫星信号和GPS信号，不需要另外增设一台伪卫星接收设备，只需要稍微的改动现有的GPS接收机软件就可以接收到虚拟GPS星座的信号。
据美国的《航空与航天技术周刊》报道，美国国防局正在进行一个GPX伪卫星计划，这个计划是利用地面上虚拟机和4架无人机将经过放大的GPS信号进行转发，然后将虚拟的GPS星座空构在战场上，这就是所谓的“机载伪卫星”计划，机载伪卫星所使用的天线是波束成形天线，即使是受到干扰也能接收正确的GPS卫星信号，确定自己所处的位置，再将定位信息向GPS接收机“汇报”。
现在美国在考虑把机载伪卫星安装在无人机上，并使用核动力，这样就可以让无人机实现在空中的不间断工作，甚至可以停留几个月，以满足重点区域定位需求。利用伪卫星抗干扰具有这些优势，和大功率的GPS卫星相比，它使用起来更加的快捷；它的发射信号功率高于卫星；伪卫星导航在实施时改动一下软件就能用伪卫星发射信号，不需要改动现有的GPS用户接收机。所以实施起来比较简单。
这个方案也存在一些缺点：伪卫星的位置会因为载机的运动而变得不准确，因此，伪卫星的导航定位系统比GPS卫星星座的误差要多约20%。DARPA曾经利用约3000m高度上的无人机以及7500m上的公务机来对伪卫星装置实行原理试验，和采用真实卫星时的导航精度相比，精度从2.7m下降到了4.3m。在完成了成功的演示之后，DARPA利用已有的数字波束成形器以及七元天线陈列开始了抗干扰伪卫星的制作，罗克韦尔・柯林斯和麻省理工大学林肯实验室运用时空自适应处理技术，研制出抗干扰能力为40～55dB的系统。
3.2 提高GPS接收机的抗干扰能力
诺斯罗普・格鲁门研制出了一种改进的可提供36～40dB的GPS接收机。这种抗干扰方法被称为“反干扰自主完整性监控外推”，它是将GPS接收机和惯性导航再在载波相位级进行全耦合来实现的。全耦合滤波器可以把跟踪回路的带宽减小，减小进入GPS接收机的干扰信号。美国国防部委托洛克希德-马丁公司和柯林斯公司共同研制出了一种新型的抗干扰GPS接收机，这种接收机是数字化的接收机，有11.3kg重。它可以在各种GPS平台上应用。该接收机除了采用了性能较好的数字技术外，为了提高抗干扰能力，还采用具有“时空自适应处理”功能的商用现成部件。“时空自适应处理”中的“时”是指“时间”，也就是数字信号处理，它能够把干扰的源信号过滤掉，“空”指的是“空间”，也就是各种既能，这些技能不仅能抑制干扰信号，还能将各种天线接收到的信号融合在一起，形成一个指向GPS卫星的波束，“自适应”指的是实施波束抑制、过滤以及指向这些干扰的能力，以适应总在变化的外部环境。其中调零天线系统可以正确的感知到干扰信号的方向，还可以取消信号，并在发射导航信号的方向增加增益。据了解，这种新型的抗干扰接收机最开始是安装在该公司研制的外空对地导弹上。
3.3 提高GPS卫星系统的抗干扰能力
提高GPS卫星系统的抗干扰能力应采用几种方法，其主要的方法包括增强GPS信号功率和避开干扰机的辐射能量，其中避开干扰机的辐射能量的方法有自适应频率跟踪或是波束成形技术，以及波束置零技术或是后相关波束等。
1）增强GPS信号功率
美国正在对洛克希德-马丁公司的ILR卫星以及波音公司的GPS-ILF卫星进行抗干扰改进，为了增强卫星的信号功率，研制出了一种新的军用定位信号M码，这种信号对在对抗情况下提高全球定位系统的使用效果有很好的帮助，同时，从2003年开始，美国加大了10dB的GPS卫星信号功率，在计划发射的26颗GPS-Ⅱ卫星中，有至少20颗功率较高的卫星。另外，在开始进行抗干扰能力更强的GPS-Ⅲ项目时，用于开发、建造GPS-Ⅲ群和地面控制站的时间就用了30年。和当前的卫星比，GPS-Ⅲ的抗干扰能力高了100-150倍。图1是美军GPS系统抗干扰能力示意图。
2）改进GPS接收机和使用自适应天线
改进GPS接收机和使用自适应天线可以在短期内将GPS的抗干扰能力提高20～30dB，但是大规模的调整和改进需要大笔的经费，一般的公司很难承受。因此波音公司认为应该调整卫星的数目，而目前最有效的方法是将卫星上的GPS发射功率提高到500W，这不仅能够有效的提高抗干扰能力，还能提高接收机的兼容性。
4 总结
总而言之，GPS作为功能强大、不断完善的导航定位系统，在信息战争中有着举足轻重的作用，但也存在着不少的弊端，充分认识GPS信号的干扰和抗干扰问题，才能在战争中处于主导地位。
参考文献：
[1]王婷婷、王圣东、陈欣，GPS干扰与抗干扰技术发展现状分析[J].指挥控制与仿真，2008（12）.
[2]侯者非、王学东、陈国军，GPS干扰与抗干扰技术研究[J].现代电子科技，2004（12）.
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