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測(cè)畝儀的測(cè)定精度探討
點(diǎn)擊次數(shù)：2225 發(fā)布時(shí)間：2013-1-16
根據(jù)測(cè)畝儀面積測(cè)量原理，林地面積測(cè)量精度影響因素包括儀器的定位精度、小班邊界特征點(diǎn)采集密度、面積計(jì)算公式的選擇等。在這3個(gè)主要因素中，儀器定位精度影響zui大，小班邊界特征點(diǎn)采集密度可根據(jù)用戶需要設(shè)定，一般每秒采集一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)*可以滿足要求。至于面積計(jì)算公式，當(dāng)小班邊界特征點(diǎn)采集足夠時(shí)，下公式1*可以滿足精度要求。下面分析測(cè)畝儀的定位原理及精度狀況。
手持測(cè)畝儀采用單點(diǎn)定位測(cè)定小班邊界點(diǎn)坐標(biāo)，其原理與測(cè)量學(xué)中空間距離后方交會(huì)相同?？罩蠫PS衛(wèi)星在任一瞬間其位置為己知，只要利用測(cè)畝儀在小班邊界特征點(diǎn)上同時(shí)觀測(cè)空中4顆衛(wèi)星，得到衛(wèi)星在觀測(cè)瞬間到待測(cè)點(diǎn)的距離（偽距），就能解算待測(cè)點(diǎn)的坐標(biāo)。因GPS衛(wèi)星在空中獨(dú)立運(yùn)行，每顆衛(wèi)星的GPS時(shí)間經(jīng)過改正后成為統(tǒng)一的UTC時(shí)間。地面用戶根據(jù)需要可隨時(shí)隨地打開測(cè)畝儀進(jìn)行觀測(cè)和定位。這樣測(cè)畝儀觀測(cè)的衛(wèi)星時(shí)間和接收機(jī)鐘的本地時(shí)間是不同的，使衛(wèi)星鐘和接收機(jī)鐘無法保持同步。
測(cè)畝儀觀測(cè)的待定點(diǎn)到衛(wèi)星的距離不是實(shí)際的距離，包含有衛(wèi)星鐘和測(cè)畝儀鐘差所引入的誤差。設(shè)地面待定點(diǎn)在WGS84坐標(biāo)系中的三維空間直角坐標(biāo)為（Xi，Yi ，Zi），Pi為待定點(diǎn)i到衛(wèi)星j經(jīng)過電離層和對(duì)流層改正的偽距觀測(cè)值，R為接收機(jī)到衛(wèi)星的真實(shí)距離，T為接收機(jī)鐘差，空中作為動(dòng)態(tài)已知點(diǎn)的GPS衛(wèi)星在觀測(cè)瞬間的地心坐標(biāo)為（Xs,，Ys， Zs），GPS定位方程可表示為：（公式2）
對(duì)2式進(jìn)行微分，并將接收機(jī)的概率坐標(biāo)（X i0 ，Y i0，Z i0）作為初始值代入，得到下公式3：
式中，dt=cdTi為接收機(jī)鐘差對(duì)應(yīng)的空間距離，見下公式4：
在3式中，只要能求出概率坐標(biāo)的修正值（dX, dY, dZ），就能求出待定點(diǎn)坐標(biāo)。該表達(dá)式中包括dt共有4個(gè)未知數(shù)。測(cè)畝儀同步觀測(cè)空中4顆衛(wèi)星，可得如下方程組：（公式5）
求解方程組5就能確定待定點(diǎn)坐標(biāo)。手持測(cè)畝儀模塊具有10個(gè)以上通道，能同時(shí)跟蹤10顆衛(wèi)星。只要能鎖定4顆衛(wèi)星，就能進(jìn)行定位。
根據(jù)上面的分析，收割機(jī)面積測(cè)量?jī)x定位的精度主要受下列因素影響：
同步觀測(cè)的衛(wèi)星顆數(shù)，因野外受林區(qū)觀測(cè)條件限制，衛(wèi)星信號(hào)的接收有時(shí)會(huì)出現(xiàn)困難。通過試驗(yàn)，只要能觀測(cè)到4顆以上衛(wèi)星，定位精度就會(huì)有保障。
在沒有高大建筑物或峽谷阻擋衛(wèi)星信號(hào)接收時(shí)，定位精度較高。林區(qū)樹冠等對(duì)GPS信號(hào)的接收影響不大，經(jīng)試驗(yàn)在郁閉度接近1的密林中能順利進(jìn)行定位，目精度能滿足要求。
觀測(cè)時(shí)段及空中衛(wèi)星分布對(duì)定位精度有一定的影響。不同地區(qū)適合的觀測(cè)時(shí)段存在差異，可根據(jù)在視衛(wèi)星的空間位置精度因了PDOP來選擇適合的觀測(cè)時(shí)段。
面積測(cè)量相對(duì)精度與地塊面積大小有一定的關(guān)系。一般情況下地塊面積越大，相對(duì)精度就越高，地塊越小，相對(duì)精度就越低。
因GPS定位有誤差，利用手持測(cè)畝儀測(cè)定林班、小班邊界點(diǎn)坐標(biāo)會(huì)出現(xiàn)誤差，邊界點(diǎn)數(shù)越多，誤差積累就會(huì)越大。因此地塊面積測(cè)量誤差與所測(cè)邊界點(diǎn)數(shù)存在一定的關(guān)系。具體表現(xiàn)在同一點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)一段時(shí)間，真實(shí)面積應(yīng)為Q因GPS定位存在誤差，使面積值不為Q具體大小與在同一點(diǎn)連續(xù)觀測(cè)的時(shí)間長(zhǎng)短及空中衛(wèi)星的分布狀況有關(guān)。不是一個(gè)確定的數(shù)值。