中华人民共和国测绘行业标准
全球定位系统（GPS）测量型 接收机检定规程
CH8016--95
Specificationfor check offand testof GPS receiver of surveying model
1主题内容与适用范围
1.1主题内容
本标准规定了全球定位系统测量型接收机（以下简称测量型GPS接收机）的检定目的、检定项目和检定方法.
1.2适用范围
GPS接收机检验的目的是了解仪器性能、工作特性及其可能达到的精度水平.它是制定CPS作业计划的依据，也是GPS定位测量顺利完成的重要保证.本规程适用于各种精度测量型（GPS接收机的验收与作业前的检验.作业单位可根据具体要求参照本规程有关条款执行.A级[士（5mm十0.5ppm）]以上高精度GPS测量型接收机的检验亦可参照执行.
2引用标准
ZBA75001测绘技术设计规定ZBA75002测绘产品检查验收规定CH2001一92全球定位系统（GPS）测量规范
3术语
3.1零基线ZeroBaseline
二台或多台接收机通过多路功分器接收来自同一天线的卫星信号，由此构成的基线.其理论值为零.
3.2超短基线Mini-Baseline
指边长5～10m的基线.
3.3天线相位中心AntennaPhaseCenter
天线相位中心（平均天线相位中心AverageofAntennaPhaseCenter）是指微波天线的电气中心.其理论设计应与天线几何中心一致.天线相位中心与几何中心之差称为天线相位中心偏差.天线视在相位中心与天线相位中心之差称为天线相位中心的变化.
3.4接收机的内部噪声水平ReceiverInteriorNoiseIevel
接收机的内部噪声是接收机通道间的偏差，延迟锁相环、码跟踪环的偏差，以及钟差等引起的测距和测相误差的综合反映.
4GPS接收机的检验项目和检定周期
4.1检定分类：
a）新购置的和修理后的GPS接收机的检定；b）使用中的GPS接收机的定期检定.
4.2对于不同的类别，检定的项目有所不同，见表1.对于a类接收机，应检定表1中的项目.
表1
检定类别章条 检定项 目a b5.1.1 接收机系统检视 5.1.2 接收机通电检验 5.1.3a) 内部噪声水平测试 5.1.3b) 接收机天线相位中心稳定性测试5.1.3c) 接收机野外作业性能及不同测程精度指标的测试5.1.3d) 接收机频标稳定性检验和数据质量的评价 5.1.3e) 接收机高低温性能测试 -5.2 GPS接收机附件检验 5.3 数据后处理软件验收和测试 5.4 接收机综合性能的评价 -
注：表1中“十"代表必检项目；“－”代表可检可不检项目.4.3表1中b类各项目的检定周期一般不超过一年.
5GPS接收机检验的内容
5.1GPS接收机的检验
5.1.1GPS接收机检视项目a）GPS接收机及天线外观是否良好，型号是否正确，主机与配件是否齐全；b）需固紧的部件是否有松动和脱落；c）设备使用手册和后处理软件手册是否齐全；d）后处理软盘数是否齐全.
5.1.2GPS接收机通电检验GPS接收机与电源正确连接，然后进行以下检验：a）电源信号灯工作是否正常；b）按键和显示系统工作是否正常；c）利用自测试命令检测仪器工作是否正常；d）检验接收机锁定卫星时间的快慢，接收信号的信噪比及信号失锁情况.
a)GPS接收机内部噪声水平测试；b）接收机天线相位中心稳定性测试；c）接收机野外作业性能及不同测程精度指标的测试；d）接收机频标稳定性检验和数据质量的评价；e）接收机高低温性能测试.
5.2GPS接收机附件检验项目
a）电池电容量的检验；b）电缆型号及接头是否配套和完好；c）充电机功能是否完好.
5.2.2天线连接件及天线高量尺的检验
a）天线与基座连接件是否完好及配套；b）基座光学对中器的检验；c）天线或基座圆水准器的检验；d）天线高量尺是否完好及尺长精度.
5.2.3数据转录设备及软件
（GPS接收机数据传输接口配件及软件是否齐全，数据传输性能是否完好.
5.2.4气象测试仪表检验内容气象仪表的检验，般应送气象部门检验，其检验内容应包括：a）通风干湿表的检验，见全球定位系统（GPS）测量规范附录C；b）空盒气压表的检验，见全球定位系统（GPS）测量规范附录（.
5.3数据后处理软件验收和测试
5.3.1数据后处理软件检查验收项目a）基线处理软件（盘）及软件说明书，网平差软件（盘）及软件说明书，软盘活动加密卡及功能；b）数据后处理软件所需要的支撑系统（如DOS，WINDOWS等）；c）软件功能测试和评价.
5.3.2接收机所配备商用软件测试及评价
对具有准动态定位功能；往返式重复测量功能；连续动态及快速静态定位功能的接收机应补充相应软件的检验与测试内容.
5.3.3软件的评价
5.4GPS接收机综合性能的评价
a）接收机快速响应特性，即捕获卫星信号、锁定卫星、开始记录数据的速度；b）仪器操作方便性和灵活性；c）接收机体积、重量和功耗；d）接收机观测数据噪声水平；c）GPS接收机测量成果的精度和可靠性，以及数据剔除率；f）天线相位中心稳定性；g）接收机后处理软件的功能和精度.
6CPS接收机检验的方法和技术要求
6.1接收机系统内部噪声水平测试此项测试可根据具体情况采用以下两种方法之一-进行.并尽可能采用零基线测试方法.
6.1.1零基线测试方法
用零基线测试比对时，对1.5h观测值，基线分量及长度应在1mm以内，接收机内部噪声水平应
满足厂商的指标.详见附录A.
6.1.2超短基线测试方法
用超短基线测试时，对1.5h观测值，基线分量与地面测量值之差应小于仪器固定误差，接收机内部噪声水平应满足厂商的指标.详见附录B.
6.2天线相位中心稳定性测试
天线相位中心稳定性测试是测定天线相位中心与厂家提供的天线相位中心位置（天线几何对称轴线上的位置）之差.可采用以下二种方法之：进行.
6.2.1相对测定法（详见附录C）
天线在不同方位下测定的基线变化应小于2倍固定误差.
6.2.2旋转天线法
固定的微波反射源测定天线相位方向图，从而确定天线平均相位中心，以及天线（视在）相位中心随卫足（信号源）高度和方位变化的规律.
天线相位中心的偏差应小于仪器固定误差.
6.3GPS接收机野外作业性能及不同测程精度指标的测试
此项检验可分为短基线检验和中长基线检验.
6.3.1短基线直接比较法检验
该法在标准检定场上进行，天线应严格整平对中，对中误差应小于1mm，天线指向正北，天线高量取至1mm.二台或多台仪器同步观测1.5h.内业计算采用单双频分别计算.测试结果与基线长比较应小于仪器标准误差.
仪器标称精度为士(a十6×d)，仪器标准误差以下式计算：
式中：o一-标准差，单位为mm；a"固定误差，单位为mm；b---比例误差系数，单位为ppm；d相邻点间距离，单位为km.
6.3.2中长边检验
在有检定场的情况下中长边测试应采用基线比对法.如无检定场，则可采用重复边检验和异步环检验.
a）基线比对法
在中长边基线场上对于40～50km以上边长应同步观测4h，解算结果与已知基线之差应符合下列规定：
式中：--解算之边长与已知基线边长之差；
-坐标增量与已知基线坐标增量之差；
"相应级别规定的标准误差.
段的互差应符合下列规定：
式中："边长互差；
.w--.坐标增量之差；
0一一相应级别规定的标准误差.
c）对于构成多边形的各独立观测基线，应进行异步环检验.对于边长大丁40～50km的基线，应观测4h.各坐标分量闭合差应符合下式规定：
式中：α-一-相应级别规定精度（即标准差）;
n一一闭合环中的边数；
"，一坐标分量闭合差.
检测时，观测时段参照表2执行（表中数字以小时为单位）.
表2
卫星数4 5 6基线长40km 4.0 3.5 3.5
6.4GPS接收机频标稳定性检验和数据质量的评价
GPS接收机频标的稳定性（主要是短期频率稳定特性），对观测数据的质量有着重大的影响，主要表现为观测值残差大小和噪声水平，小周跳，特别是半周周跳出现的频率.它是考核接收机性能和潜在的可达到的精度水平的一个重要的指标.对于高精度GPS测量和地球动力学研究方面的应用，频标稳定性及其对观测值噪声的影响分析将具有更为重要的意义.
考核的主要指标为：a）数据的噪声水平；b）周跳出现的频率；c）低仰角情况下（例如：15°～25），数据质量的变化；d）低仰角情况下，多路径效应的影响.
检验方法：
通过对较长观测时间段、不同测程的观测数据的结果作残差统计分析，以确定数据的平均噪声水平，周跳出现的频率，以及低仰角条件下观测数据质量的变化和多路径效应的影响.在没有专门的标准测试软件之前，暂时可用高精度GPS分析软件做此项工作.
6.5GPS接收机高低温性能的测试
此项测试可以在野外不同气候条件下进行，亦可以在专用的高低温实验箱中进行.在高低温实验箱中测试时，其温度均匀度应≤土2℃，其波动度应≤士0.5℃.在高温为十30℃及低温一10℃之间进行接收机内噪声水平测试.其作业方法及限差要求见6.1.
7对GPS接收机验收、检定场地的要求
a）GPS接收机检定场应尽可能选择在交通方便、便于使用的地方布设；b）检定场点位布设应含有短边、中长边基线，以供不同测程检定使用；c）基线点应选择在地质构造坚固、稳定、利于长期保存，交通方便，周围没有强无线电信号源干扰，全方位高度角10以上无障碍物的地点；d）中长边基线应组成网形以便于进行闭合差检验；e）基线场精度，对中长边（40km）应达到10-对中短边应达到毫米量级.
