為確保GPS定位系統處于良好的工作狀態，掌握GPS的定位精度是否能達到儀器標稱的定位精度，2017年3月12日~13日，于青島科考基地碼頭對SPS 351GPS接收機進行穩定性和準確性檢查。

       1.簡介

Trimble SPS351是一個集成了MSK信標和衛星差分功能的GPS接收機，實時提供亞米級測量精度，它可以使用免費的公共信號（如MSK信標或WAAS/EGNOS/MSAS信號）。

SPS351基本配置包括一個整合在一起的GPS/信標天線，使用免費的公用IALA信標、MSK信號和SBAS改正，信標天線可以達到亞米級的精度，信標機可以追蹤非常弱的信號，主要工作指標如下：

l  Trimble EVEREST多路徑技術

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l  12通道L1 C/A

l  2通道 MSK信標

l  2通道SBAS

l  碼差分GPS定位

水平精度±（0.25m+1ppm）

豎直精度±（0.5m+1ppm）

l  SBAS（WAAS/ENGOS/MSAS）定位

水平精度< 1m（3ft）

垂直精度< 5m（16ft）

2.實驗工具

?  中海達華星A10定位儀

?  RTK 定位精度：平面 (10＋1×10^-6D)mm，高程：(20＋1×10^-6D)mm

?  HYPACK定位數據采集軟件

?  SDCORS系統 *** RTK，精度優于3cm

?  三角架及底座各1個

3.測量依據

1）坐標系統及投影參數

?  2000國家大地坐標系（CGCS2000）

?  2008國際地球參考框架（ITRF2008）

?  WGS-84大地坐標系

?  1991年國際地球參考框架（ITRF1991）

?  投影參數：

投影類型：高斯-克呂格投影

中央經線：120o    偽東值：500000m

2）規范及規程

《水運工程測量規范》JTS 131-2012

4.實驗步驟

1）布設和測量基準點

在青島科考基地碼頭布設基準點，在其上架設三角架，放置華星A10的天線，利用SDCORS測量出基準點的CGCS2000坐標，共觀測129組數據(見附錄1)，點位精度為0.004m，平均值即基準點的CGCS2000坐標見表4-1所示。

圖4-1 基準點坐標測量

表4-1 基準點坐標(CGCS2000)

2）Trimble SPS351接收機的24小時觀測

將Trimble SPS351的天線替換華星A10的天線，利用HYPACK軟件采集輸出的定位系信息（NEMA-GGA格式），采集時間為2017年3月12日11點至3月13日10點，總共采集了87911組數據，觀測圖見圖4-2。

圖4-2 SPS351測量

觀測期間的衛星數和水平精度因子HDOP的情況見圖4-3和4-4所示，其中，衛星數和HDOP的平均值分別為8和1.12。

圖4-4水平精度因子（HDOP）

觀測值的平均值見表4-2。

表4-2  Rrimble SPS 351觀測坐標

將觀測值展到以平均值為中心的誤差圓上，見圖4-5，從圖中可以看出，觀測值都位于以平均值為中心半徑為2.m0的圓中，通過統計和計算得出：

?  距圓心小于1.0的觀測值的個數為78973，占89.8%

?  距圓心1.0m~2.0m的觀測值的個數為7557，占8.6%

?  觀測值的點位中誤差為0.508m

與設備的性能描述相符合，穩定性滿足專項的要求。

圖4-5 點位誤差圓

3）定位準確度評估

SPS351GPS接收機輸出的數據為1991年國際地球參考框架下WGS-84大地坐標，華星A10輸出的坐標為2008國際地球參考框架下CGCS2000大地坐標。根據相關文獻資料，CGCS2000大地坐標系和WGS-84大地坐標系參考框架和參考歷元不同，框架的差異影響很小，主要是因為參考歷元的差異，由于我國沿海建立使用時間為90年代末，與CGCS2000參考歷元相近，因此，參考框架和參考歷元的不同對測量結果影響很小。

通過對87911組數據統計分析，得該基準點坐標值得平均值見表4-2，華星A10測得的該基準點坐標平均值見表4-1，分析兩個平均值的差值，坐標北向相差0.15m，坐標東向相差0.092m，點位坐標相差0.176m，坐標結果對比見表4-3。

表4-4SPS351 觀測值與基準點坐標對比

SPS351 GPS接收機穩定性和準確度符合設備性能指標，也滿足規范的定位要求。