GPS的發(fā)展時間并不長，早在其全部開發(fā)完成之前就已經(jīng)十分具有價值并且應(yīng)用廣泛，這也揭示了GPS會對人類社會產(chǎn)生變革性的影響，并在居民生活中起到核心作用。GPS在現(xiàn)代工程技術(shù)成就中脫穎而出，畢竟它是第一個能夠為所有人提供簡單、基本并且實用的確切位置的定位系統(tǒng)。在人類存在的歷史進(jìn)程中，人們始終在努力尋找可靠的手段來獲得位置信息，例如，基于景觀或地貌的特征標(biāo)記位置，基于恒星或其他天體的景象定位，以及通過繪制地圖收集和記錄信息，現(xiàn)在GPS已經(jīng)成為通用的、全球的、可移動的、可靠的、高度準(zhǔn)確的技術(shù)，并且可以隨時地為地球上的任何人提供想要的信息。

現(xiàn)在GPS定位這一技術(shù)應(yīng)用在了生活中的方方面面，與之關(guān)聯(lián)較常見的設(shè)備便是我們的手機、平板這些電子產(chǎn)品。由于地理信息行業(yè)發(fā)展的需求，現(xiàn)在出現(xiàn)了越來越多代替專業(yè)GPS儀器的便攜式野外調(diào)查設(shè)備，即平板電腦外業(yè)數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，它們也替代了傳統(tǒng)外業(yè)調(diào)查利用紙質(zhì)地形圖勾繪的繁重復(fù)雜調(diào)查方式，實現(xiàn)了外業(yè)調(diào)查無紙化，實現(xiàn)數(shù)據(jù)、圖形、實地三統(tǒng)一和信息化存儲，且定位精度和面積測算更加精準(zhǔn)，并支持隨時隨地進(jìn)行數(shù)據(jù)查詢與調(diào)閱。既然涉及到野外調(diào)查，那么設(shè)備精度的高低也會被納入考量，目前市面上大部分的手機、平板基本上是米級的定位精度，也有少量的便攜式手持GPS能夠達(dá)到亞米級。今年千尋位置網(wǎng)絡(luò)有限公司推出了北斗探針這一外接設(shè)備，可以使手機、平板的定位精度大幅度提高，我們本次就針對北斗探針進(jìn)行一次簡單的精度評測。下面則是本次測評的有關(guān)信息：

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測試準(zhǔn)備

北斗探針設(shè)備一套；

華為平板一個；

某野外調(diào)查平板一個（下文簡稱為“調(diào)查平板”）；

GPS?RTK設(shè)備一套以及對中桿一支、三腳架一副；

軟件：奧維互動地圖APP、悟空調(diào)查APP。

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測試方案

本次測試以GPS?RTK設(shè)備測量坐標(biāo)為參考，取GPS?RTK多次測量后的平均值作為真值，采用四種不同的軟硬件搭配方式進(jìn)行精度驗證，每種方式各進(jìn)行至少15次量測。

測試中，每次數(shù)據(jù)測量后均重啟設(shè)備，以確保硬件重新接收GPS信息，初始化GPS定位。重啟設(shè)備后，為確保設(shè)備和北斗探針獲取GPS坐標(biāo)的準(zhǔn)確性和穩(wěn)定性，在初始定位后，分別等待30s和10s，再進(jìn)行數(shù)據(jù)采集。

軟硬件搭配方式，以及采集時長如下：

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外業(yè)流程

測區(qū)選擇

本次測試重點在開闊環(huán)境下設(shè)備和軟件所能達(dá)到的精度，所以測試地點選擇在某公園內(nèi)。天氣環(huán)境良好，場地空曠，周圍無高壓電線塔等產(chǎn)生的強磁場的干擾，測量時間選在了下午15:00-17：00。

數(shù)據(jù)采集

// GPS?RTK測量5次，每次都按照控制點類別進(jìn)行測量，測得結(jié)果取其平均值作為參考真值，用于對比其他數(shù)據(jù)；

// 調(diào)查平板+內(nèi)置GPS+悟空調(diào)查/奧維互動地圖：手扶平板，使其豎直立于對中桿頂端上同時中心線過測量點位，先后分別用悟空調(diào)查和奧維互動地圖測量點坐標(biāo)并記錄；

// 華為平板+內(nèi)置GPS+悟空調(diào)查：測量方式同第二項所述；

// 調(diào)查平板+北斗探針+悟空調(diào)查：將北斗探針與調(diào)查平板相連，保證探針的天線豎直向上，使天線中心線過測量點位，數(shù)據(jù)同樣使用悟空調(diào)查進(jìn)行測量。

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精度統(tǒng)計

對測量后的原始數(shù)據(jù)進(jìn)行整理和計算，得到了四種組合的精度統(tǒng)計，如下所示：

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總結(jié)

依據(jù)本次測試結(jié)果，可以明顯看出各種硬件配置之間定位精度的差異：

硬件精度對比：北斗探針 > 平板內(nèi)置GPS；調(diào)查平板 >?華為平板

軟件精度對比：悟空調(diào)查APP?>?奧維互動地圖APP

經(jīng)過咨詢和查閱資料后，下面給出幾點上述結(jié)論中不同配置出現(xiàn)精度差異的原因：

北斗探針 > 平板內(nèi)置GPS

北斗探針采用了RTK技術(shù)，RTK一般是基于載波相位差分，可以有效的剔除電離層、對流層等誤差因素產(chǎn)生的影響；而一般的手機、平板等靠的是單點定位或者是SBAS區(qū)域增強，精度自然就比RTK差；由此也說明了測試中為何北斗探針給平板精度帶來的提升如此之大了。

調(diào)查平板 >?華為平板

電子設(shè)備的定位精度主要取決于內(nèi)置GPS定位模塊的各項能力，考慮到成本以及運用等等，其內(nèi)置GPS定位模塊也會有優(yōu)有劣。調(diào)查平板作為專業(yè)級的調(diào)查設(shè)備，采用的GPS芯片可接收的星座信息，波段信息和芯片解算方式都有別于消費級手機和平板，故可獲取更高的精度。例如以工藝較高的SKYLAB高精度定位模塊SKG12UR為例，模塊內(nèi)置千尋SDK，支持RTK算法，RTK算法，通過對觀測值各項誤差精密建模、估計及消除，可最終實現(xiàn)實時厘米級精度定位，而一般的手機、平板的定位精度遠(yuǎn)達(dá)不到這個水平。所以說，硬件的差異也會影響到定位精度。

上述的說明也能夠解釋，為何北斗探針和專業(yè)級GPS接收機同樣都采用了RTK技術(shù)但精度依然有較大的差距：專業(yè)的GPS設(shè)備所用的天線一般功能性更強，有較好的抗多路徑效應(yīng)和消除噪聲的功能，同時還兼容幾乎市面上所有的衛(wèi)星信號；而北斗探針?biāo)捎玫氖腔趪冶倍返鼗鰪娤到y(tǒng)“全國一張網(wǎng)”提供的單頻RTK定位數(shù)據(jù)，考慮到便攜性，它的天線比較小，對應(yīng)的抗噪能力較差，對衛(wèi)星信號的兼容也相對較差，單頻的型號傳輸也導(dǎo)致了接收的數(shù)據(jù)較少，其精度自然也就比不過專業(yè)級的GPS設(shè)備。

悟空調(diào)查APP?>?奧維互動地圖APP

不同軟件造成的差異解釋起來較為簡單，主要原因在算法差異，不同軟件處理相同精度的數(shù)據(jù)時，對定位數(shù)據(jù)清洗（去除異常數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)插值）、數(shù)據(jù)校正等的差異也影響著定位精度。奧維互動地物在采集時，采集瞬時位置，無法對多時態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑，也是造成精度略差的原因。

封面、文章圖片來源：視覺中國

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