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摘要：笔者通过使用聚乙烯薄膜（以下简称：PE薄膜）和天然乳胶薄膜（以下简称：乳胶薄膜）这两种高分子材料，对不同型号GPS进行包覆，并按照相关检定规程提供的检定方法对包覆后仪器进行性能检测，测试PE薄膜和乳胶薄膜对GPS的卫星信号接收能力、天线相位中心一致性、测量精度和散热情况进行了分析对比，评价两种材料对GPS性能的影响。
关键词：GPS 基线场 聚乙烯 乳胶 温差 检定
1技术路线
1.1 试验基础条件
（1）试验材料：笔者在本次试验中使用的PE薄膜为京惠思创 JH0080透明自封袋；乳胶薄膜采用的是爱马斯AMMEX一次性乳胶医用手套 TLFCVMD型。
（3）试验场地：重庆测绘仪器检定场作为重庆市重要的测绘地理信息基础设施，位于南川区大观镇；由标准长度基线场、GPS中长基线场、GPS动态基线场、GPS超短基线场构成。中长基线精度最弱边为1/8345000，动态基线场的最弱点精度为±2.5mm，超短基线场绝对精度最大为±0.06mm，标准长度基线场相对精度为0.89ppm。精度指标完全能够满足本次试验的基本要求。
1.2 试验数据获取方法
根据检定规程规定要求，判断一台GPS工作状态是否正常，需要进行GNSS接收机锁定卫星能力[1]天线相位中心稳定性[3]、短基线、长基线、中长基线测量精度的检测 [2]。
本次试验一方面是一个对比试验，只需要验证包覆后的仪器各项性能指标与未包覆下的标准值之间的偏差，根据偏差大小来判断包覆材料对仪器性能有无影响；另一方面为了节约试验的人力和物力，我们只选择有代表性的锁定卫星能力、天线相位中心稳定性和比较节约时间及人力物力的短基线测量精度作为评价的指标。测量精度是GPS的重要评价指标，分为静态测量精度和动态测量精度[2]，因静态测量数据能够满足本次试验的要求，所以本次试验只进行静态模式下的精度测量。
另据统计55%的电子设备失效是由温度引起的[4]，因此，本次试验还要进行GPS的工作中温度，用来评价材料对仪器散热性能的影响大小。
2 试验实施方案及步骤
2.1 本次试验的方案为：
首先是进行无试验材料包裹覆盖下的天线相位中心一致性、测量精度、温差等数据，确立标准值。然后用试验材料包裹覆盖GPS并重复上一步进行的步骤，得到包覆后数据与标准值进行比较，分析比较结果得出结论。为最大限度排除对试验结果有影响的因素，本次试验全程采用一机一位的标准进行数据采集，既同一编号的仪器在不同步骤测量中使用同一观测点位进行测量。
2.2 具体步骤为：
（1）采用同一厂家、同一型号的GPS初选：利用超短基线场进行天线相位中心稳定性检测，获得试验数据；用短基线进行精度测量；在室内连续开机两小时，使用红外线测温枪获取开机前和开机后仪器温度数据，获得温差。将以上数据作为标准值。
分两批使用PE薄膜和乳胶薄膜包裹覆盖以上仪器，获得GPS在两种材料包覆下的天线相位中心一致性、测量精度、温差数据。
将三组数据进行比较分析，将对GPS性能影响最小的那种材料为下一步试验的试验材料。
（2）选用七台不同厂家不同型号的GPS，按照试验方案要求，获得无包覆实验材料下的标准值；使用第一步选出的材料，按照试验要求分别包覆七台GPS，获取包覆后的数据，然后与标准值进行比较并获得最终结果。
3 实施过程及结果
3.1 PE薄膜和乳胶薄膜对同品牌同型号仪器的性能影响分析
首先采用南方公司银河1GPS7台，其出厂编号见表1，依照实施方案及步骤分别获得标准值，PE薄膜和乳胶薄膜包覆以后的天线相位中心一致性、测量精度，温差等数据，将包覆后数据与标准值的差值输入表1进行比较分析。
对表1数据进行分析后得出，PE薄膜和乳胶薄膜对南方公司银河1GPS的天线相位中心一致性、测量精度都没有影响。PE薄膜包覆的仪器温度高于标准值，而天然乳胶薄膜包覆的仪器温差与标准值无差别，由此可以得出，乳胶薄膜对仪器散热的影响是很小的，笔者将乳胶薄膜作为下一轮试验的主要材料。
3.2 乳胶薄膜对不同品牌不同型号仪器性能的影响分析
使用Trimble GPS2台、华测GPS1台、中海达GPS3台、海克斯康测量GNSS系统1台，其具体型号及出厂编号见表2。依照实施方案及步骤分别获得标准值和乳胶薄膜后的性能指标，将两组数据列入表2进行分析比较。
将表2中包覆后数据与标准值进行分析比较后可以看出，天然乳胶薄膜包覆后的仪器天线相位中心一致性、测量精度变化都可以忽略不计。
4 结论
通过本次试验，我们可以得出PE薄膜和乳胶薄膜对GPS卫星接收能力、天线相位中心一致性、测量精度指标都没有影响。但是PE薄膜对仪器散热性能影响太大，没有乳胶薄膜表现优异，造成这个结果的原因是乳胶薄膜可以紧贴仪器，加上乳胶导热性要优于PE薄膜，因此，乳胶在本次分析试验中对GPS性能指标的影响几乎没有。我们可以根据乳胶的这一特性开发出有额外功能的GPS产品来。
参考文献：
[1]张健，张惠. GPS接收机检定方法的实验研究[J].计量与测试技术，2011（08）：17～18
[2] JJG测绘2301-2013，全球导航卫星系统（GNSS）测量型接收机RTK[S].国家测绘地理信息局，2017（08）
[3] JJF1118-2004，全球定位系统（GPS）接收机（测地型和导航型）校准规范[S].国家质量监督检验检疫总局，2014 （09）
[4]刘一兵.电子设备散热技术研究[J]. 电子工艺技术，2008（07）：86～89
论文作者:张成宁,夏定辉,张士勇,田强,袁峰迪
论文发表刊物:《建筑模拟》2018年第15期
论文发表时间:2018/8/30
标签：薄膜论文; 乳胶论文; 基线论文; 精度论文; 测量论文; 相位论文; 包覆论文; 《建筑模拟》2018年第15期论文;