【手持GPS在高山区快速移动中的相对误差分析】
在全球卫星定位系统(GPS)的应用中,手持GPS设备因其便携性和独立使用性,在林业调查、地质勘查、测绘等领域得到了广泛使用。然而,手持GPS的实际定位精度通常低于其标称精度,这主要受制于多种因素,如GPS卫星状态、大气条件、复杂地形以及信号遮挡等。本文通过在318国道拉萨至林芝段的高山区进行实地实验,研究了Garmin MAP60CSx手持GPS在快速移动中的性能和相对误差。
实验采用了两台MAP60CSx GPS设备,同步记录地理位置信息,通过空间关联和数理统计方法分析了1395对点位数据。研究发现,MAP60CSx GPS在快速移动中能够提供高精度的导航和动态定位信息,总体误差控制在10米以内。启用外置天线可以显著增强GPS信号强度和稳定性,特别是在山区,提高了定位精度。
然而,即使使用了高性能的GPS接收芯片,高山区的GPS信号依然存在漂移现象,导致定位信息中存在异常值。因此,正确理解和处理这些异常值对于提高研究精度至关重要。在山区行驶时,由于车辆玻璃防爆膜的影响,GPS信号容易受到屏蔽,使得普通GPS设备在车内难以提供稳定的服务。而MAP60CSx使用外置天线可以克服这一问题,实现在移动车体内快速接收稳定信号。
数据处理过程中,首先使用Mapsource软件将GPS数据导入并转换为".gpx"格式,然后在GIS环境中生成点要素数据并进行空间关联,筛选出同步采集的数据。通过对8月27日和30日的838对和557对数据进行分析,计算了经向、纬向、海拔的相对误差和相对距离。在去除部分误差较大的样本后,分析了剩余805对和529对航点的相对误差。
实验结果显示,启用外置天线的条件下,GPS在高山区快速移动中的定位误差显著降低,但仍然需要注意的是,由于山区环境和车辆移动的影响,GPS信号的漂移可能导致定位误差增加,需要采取适当的校正措施。
手持GPS设备如MAP60CSx在高山区的快速移动定位中表现出了较高的实用性,但需注意信号漂移和异常值的问题,启用外置天线可以改善信号质量,提高定位精度。对于野外调查和地理空间数据的精度评估,这类研究提供了重要的参考依据。未来的研究可以进一步探讨如何优化手持GPS设备在复杂环境下的定位性能,以及如何更有效地处理和消除异常数据,以提高定位的准确性和可靠性。