第一篇：GPS實習(xí)報告

全球定位系統(tǒng)（GPS）實習(xí)報告

地點：北方工業(yè)大學(xué) 時間：2011.9.23~2011.9.25 班級： 組別：第3組 組員：

學(xué)號：

指導(dǎo)教師：張敬宗

分組信息

組別：三班3組

成員：張三 李四``````` 實驗?zāi)康呐c要求

數(shù)字測圖技術(shù)及其在工程中的應(yīng)用是土木工程專業(yè)的基礎(chǔ)課之一，又是一門實踐性很強的課程，為進一步鞏固和深化課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)測量學(xué)基本理論和基本技能解決實際問題的能力，掌握目前土木工程中新的儀器設(shè)備的使用方法，加強基本功訓(xùn)練和培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、團結(jié)協(xié)作的集體精神，特開設(shè)此實驗課程，其目的與要求為：

1.熟練掌握全站儀、GPS接收機的測量原理和使用方法。

2.握數(shù)字測圖的基本要求和成圖過程，掌握大比例尺數(shù)字測圖方法和數(shù)字成圖軟件的使用。為了進一步鞏固和深化課堂教學(xué)內(nèi)容，培養(yǎng)學(xué)生運用所學(xué)測量學(xué)基本理論和基本技能解決實際問題的能力，讓學(xué)生掌握先進測量方法和測量儀器設(shè)備的使用，加強基本功訓(xùn)練和測量工程師素質(zhì)的培養(yǎng)，培養(yǎng)學(xué)生吃苦耐勞、團結(jié)協(xié)作的集體精神。并通過GPS控制測量外業(yè)、內(nèi)業(yè)基線解算、控制點坐標(biāo)求算等工作，使學(xué)生掌握GPS工程的特點，布網(wǎng)要求，觀測和高程擬合方法以及成果處理方法。測區(qū)概況 學(xué)校體育場

GPS定位原理概述（1）：GPS的組成

GPS（Global Positioning System）即全球定位系統(tǒng)，是由美國建立的一個衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全天候、連續(xù)、實時的三維導(dǎo)航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。

GPS的整個系統(tǒng)由空間部分、地面控制部分和用戶部分所組成： 1.空間部分 GPS的空間部分是由24顆GPS工作衛(wèi)星所組成，這些GPS工作衛(wèi)星共同組成了GPS衛(wèi)星星座，其中21顆為可用于導(dǎo)航的衛(wèi)星，3顆為活動的備用衛(wèi)星。這24顆衛(wèi)星分布在6個傾角為55°的軌道上繞地球運行。衛(wèi)星的運行周期約為12恒星時。每顆GPS工作衛(wèi)星都發(fā)出用于導(dǎo)航定位的信號。GPS用戶正是利用這些信號來進行工作的。控制部分

GPS的控制部分由分布在全球的由若干個跟蹤站所組成的監(jiān)控系統(tǒng)所構(gòu)成，根據(jù)其作用的不同，這些跟蹤站又被分為主控站、監(jiān)控站和注入站。主控站有一個，位于美國克羅拉多的法爾孔空軍基地，它的作用是根據(jù)各監(jiān)控站對GPS的觀測數(shù)據(jù)，計算出衛(wèi)星的星歷和衛(wèi)星鐘的改正參數(shù)等，并將這些數(shù)據(jù)通過注入站注入到衛(wèi)星中去；同時，它還對衛(wèi)星進行控制，向衛(wèi)星發(fā)布指令，當(dāng)工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時，調(diào)度備用衛(wèi)星，替代失效的工作衛(wèi)星工作；另外，主控站也具有監(jiān)控站的功能。監(jiān)控站有五個，除了主控站外，其它四個分別位于夏威夷、阿松森群島、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭，監(jiān)控站的作用是接收衛(wèi)星信號，監(jiān)測衛(wèi)星的工作狀態(tài)；注入站有三個，它們分別位于阿松森群島、迭哥伽西亞、卡瓦加蘭，注入站的作用是將主控站計算出的衛(wèi)星星歷和衛(wèi)星鐘的改正數(shù)等注入到衛(wèi)星中去。用戶部分

GPS的用戶部分由GPS接收機、數(shù)據(jù)處理軟件及相應(yīng)的用戶設(shè)備如計算機氣象儀器等所組成。它的作用是接收GPS衛(wèi)星所發(fā)出的信號，利用這些信號進行導(dǎo)航定位等工作。以上這三個部分共同組成了一個完整的GPS系統(tǒng)。GPS定位原理概述（2）：GPS的信號

GPS衛(wèi)星發(fā)射兩種頻率的載波信號，即頻率為1575.42MHz的L1載波和頻率為1227.60HMz的L2載波，它們的頻率分別是基本頻率10.23MHz的154倍和120倍，它們的波長分別為19.03cm和24.42cm。在L1和L2上又分別調(diào)制著多種信號，這些信號主要有：

C/A碼又被稱為粗捕獲碼，它被調(diào)制在L1載波上，是1MHz的偽隨機噪聲碼（PRN碼），其碼長為1023位（周期為1ms）。由于每顆衛(wèi)星的C/A碼都不一樣，因此，我們經(jīng)常用它們的PRN號來區(qū)分它們。C/A碼是普通用戶用以測定測站到衛(wèi)星間的距離的一種主要的信號。

P碼又被稱為精碼，它被調(diào)制在L1和L2載波上，是10MHz的偽隨機噪聲碼，其周期為七天。在實施AS時，P碼與W碼進行模二相加生成保密的Y碼，此時，一般用戶無法利用P碼來進行導(dǎo)航定位。Y碼見P碼。導(dǎo)航信息

導(dǎo)航信息被調(diào)制在L1載波上，其信號頻率為50Hz，包含有GPS衛(wèi)星的軌道參數(shù)、衛(wèi)星鐘改正數(shù)和其它一些系統(tǒng)參數(shù)。用戶一般需要利用此導(dǎo)航信息來計算某一時刻GPS衛(wèi)星在地球軌道上的位置，導(dǎo)航信息也被稱為廣播星歷。

實際上，在進行GPS定位時，除了大量地使用上面的觀測值進行數(shù)據(jù)處理以外，還經(jīng)常使用由上面的觀測值通過某些組合而形成的一些特殊觀測值，如寬巷觀測值、窄巷觀測值、消除電離層延遲的觀測值來進行數(shù)據(jù)處理。GPS定位原理概述（3）：GPS的誤差 我們在利用GPS進行定位時，會受到各種各樣因素的影響。影響GPS定位精度的因素可分為以下四大類：

一、與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素

美國政府從其國家利益出發(fā)，通過降低廣播星歷精度（技術(shù)）、在GPS基準(zhǔn)信號中加入高頻抖動（技術(shù)）等方法，人為降低普通用戶利用GPS進行導(dǎo)航定位時的精度。

衛(wèi)星星歷誤差:在進行GPS定位時，計算在某時刻GPS衛(wèi)星位置所需的衛(wèi)星軌道參數(shù)是通過各種類型的星歷[7]提供的，但不論采用哪種類型的星歷，所計算出的衛(wèi)星位置都會與其真實位置有所差異，這就是所謂的星歷誤差。

衛(wèi)星鐘差:衛(wèi)星鐘差是GPS衛(wèi)星上所安裝的原子鐘的鐘面時與GPS標(biāo)準(zhǔn)時間之間的誤差。

衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差:衛(wèi)星信號發(fā)射天線相位中心偏差是GPS衛(wèi)星上信號發(fā)射天線的標(biāo)稱相位中心與其真實相位中心之間的差異。

二、與傳播途徑有關(guān)的因素

電離層延遲:由于地球周圍的電離層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為電離層延遲。電磁波所受電離層折射的影響與電磁波的頻率以及電磁波傳播途徑上電子總含量有關(guān)。

對流層延遲:由于地球周圍的對流層對電磁波的折射效應(yīng)，使得GPS信號的傳播速度發(fā)生變化，這種變化稱為對流層延遲。電磁波所受對流層折射的影響與電磁波傳播途徑上的溫度、濕度和氣壓有關(guān)。多路徑效應(yīng):由于接收機周圍環(huán)境的影響，使得接收機所接收到的衛(wèi)星信號中還包含有各種反射和折射信號的影響，這就是所謂的多路徑效應(yīng)。

三、與接收機有關(guān)的因素

接收機鐘差:接收機鐘差是GPS接收機所使用的鐘的鐘面時與GPS標(biāo)準(zhǔn)時之間的差異。

接收機天線相位中心偏差:接收機天線相位中心偏差是GPS接收機天線的標(biāo)稱相位中心與其真實的相位中心之間的差異。接收機軟件和硬件造成的誤差:在進行GPS定位時，定位結(jié)果還會受到諸如處理與控制軟件和硬件等的影響。

四、其它

GPS控制部分人為或計算機造成的影響由于GPS控制部分的問題或用戶在進行數(shù)據(jù)處理時引入的誤差等。

數(shù)據(jù)處理軟件的影響:數(shù)據(jù)處理軟件的算法不完善對定位結(jié)果的影響。

GPS定位原理概述（4）：GPS定位方法

GPS定位的方法是多種多樣的，用戶可以根據(jù)不同的用途采用不同的定位方法。GPS定位方法可依據(jù)不同的分類標(biāo)準(zhǔn)，作如下劃分：

一、根據(jù)定位所采用的觀測值 偽距定位

偽距定位所采用的觀測值為GPS偽距觀測值，所采用的偽距觀測值既可以是C/A碼偽距，也可以是P碼偽距。偽距定位的優(yōu)點是數(shù)據(jù)處理簡單，對定位條件的要求低，不存在整周模糊度的問題，可以非常容易地實現(xiàn)實時定位；其缺點是觀測值精度低，C/A碼偽距觀測值的精度一般為3米，而P碼偽距觀測值的精度一般也在30個厘米左右，從而導(dǎo)致定位成果精度低，另外，若采用精度較高的P碼偽距觀測值，還存在AS的問題。

載波相位定位

載波相位定位所采用的觀測值為GPS的載波相位觀測值，即L1、L2或它們的某種線性組合。載波相位定位的優(yōu)點是觀測值的精度高，一般優(yōu)于2個毫米；其缺點是數(shù)據(jù)處理過程復(fù)雜，存在整周模糊度的問題。

二、根據(jù)定位的模式 絕對定位

絕對定位又稱為單點定位，這是一種采用一臺接收機進行定位的模式，它所確定的是接收機天線的絕對坐標(biāo)。這種定位模式的特點是作業(yè)方式簡單，可以單機作業(yè)。絕對定位一般用于導(dǎo)航和精度要求不高的應(yīng)用中。相對定位

相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺以上的接收機，同時對一組相同的衛(wèi)星進行觀測，以確定接收機天線間的相互位置關(guān)系。

三、根據(jù)獲取定位結(jié)果的時間 實時定位

實時定位是根據(jù)接收機觀測到的數(shù)據(jù)，實時地解算出接收機天線所在的位置。

非實時定位 非實時定位又稱后處理定位，它是通過對接收機接收到的數(shù)據(jù)進行后處理以進行定位得方法。

四、根據(jù)定位時接收機的運動狀態(tài) 動態(tài)定位

所謂動態(tài)定位，就是在進行GPS定位時，認(rèn)為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是變化的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個隨時間的改變而改變的量。動態(tài)定位又分為Kinematic和Dynamic兩類。靜態(tài)定位

所謂靜態(tài)定位，就是在進行GPS定位時，認(rèn)為接收機的天線在整個觀測過程中的位置是保持不變的。也就是說，在數(shù)據(jù)處理時，將接收機天線的位置作為一個不隨時間的改變而改變的量。在測量中，靜態(tài)定位一般用于高精度的測量定位，其具體觀測模式多臺接收機在不同的測站上進行靜止同步觀測，時間由幾分鐘、幾小時甚至數(shù)十小時不等

GPS小區(qū)域控制測量

GPS小區(qū)域控制測量是指應(yīng)用GPS技術(shù)建立小區(qū)域控制網(wǎng)。常規(guī)的小區(qū)域控制形式有全站儀導(dǎo)線網(wǎng)、經(jīng)緯儀三角網(wǎng)等。GPS控制網(wǎng)的建立可以采用靜態(tài)的測量方法也可以采用動態(tài)的測量方法，這可以由應(yīng)用的精度要求而定；同樣，其數(shù)據(jù)處理可以采用后處理的方法也可以采用實時處理方法，這可以由應(yīng)用的工作要求而定。

一般來說，GPS控制網(wǎng)的建立與應(yīng)用常規(guī)地面測量方法建立控制網(wǎng)相類似，按其工作性質(zhì)可以分為外業(yè)工作和內(nèi)業(yè)工作。

（一）GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計（1）充分考慮建立控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍

應(yīng)根據(jù)工程的近期、中長期的需求確定控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍（2）采用的布網(wǎng)方案及網(wǎng)型設(shè)計

根據(jù)布網(wǎng)目的、控制網(wǎng)的應(yīng)用范圍、衛(wèi)星狀況、預(yù)期應(yīng)達到的精度、儀器設(shè)備情況和交通裝備設(shè)施等綜合考慮，進行GPS的網(wǎng)型設(shè)計。再根據(jù)工程的具體要求和地形情況，確定布網(wǎng)觀測方案。（3）GPS測量的精度標(biāo)準(zhǔn)

國家測繪局1992年制訂的我國第一部《GPS測量規(guī)范》將GPS的測量精度分為A-E五級，以適應(yīng)不同范圍、不同用途要求的GPS工程。

（4）坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)

GPS測量得到的是GPS基線向量，其坐標(biāo)基準(zhǔn)為WGS-84坐標(biāo)系，而實際工程中，往往需要的是屬于國家坐標(biāo)系或地方獨立坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。為此，在GPS網(wǎng)的技術(shù)中，必須說明GPS網(wǎng)的成果所采用的坐標(biāo)系統(tǒng)和起算數(shù)據(jù)。（5）GPS點的高程

為了得到GPS點的正常高，應(yīng)使一定數(shù)量的GPS點與水準(zhǔn)點重合，或者對部分GPS點聯(lián)測水準(zhǔn)。若需要進行水準(zhǔn)聯(lián)測，則在進行GPS布點時應(yīng)對此加以考慮。

（二）選點與建立點位標(biāo)志

選擇地面基礎(chǔ)穩(wěn)定、易于保存、方便安置接收設(shè)備，便于操作，視野開闊、交通方便，周圍無強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體的地方，埋設(shè)具有中心標(biāo)志的標(biāo)石。

在選定GPS點點位時，應(yīng)遵守以下的幾點原則：

（1）周圍應(yīng)便于安裝接收設(shè)備，便于操作，視野開闊，視場內(nèi)周圍障礙物的高度角一般應(yīng)小于15°。

（2）遠離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺、微波站等），其距離不小于400m；遠離高壓輸電線，其距離不小于200m。（3）點位附近不應(yīng)有強烈干擾衛(wèi)星信號接收的物體，并盡量避免大面積水域。

（4）交通方便，有利于其他測量手段擴展和聯(lián)測。（5）地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點的保存。

（三）GPS測量的外業(yè)工作

按照技術(shù)設(shè)計時所擬定的觀測計劃進行外業(yè)觀測，用GPS接收機采集來自GPS衛(wèi)星的電磁波信號。在進行外業(yè)工作前，應(yīng)對所選定的接收機進行嚴(yán)格的檢驗并根據(jù)作業(yè)計劃對GPS接收機的相應(yīng)參數(shù)進行設(shè)置（如項目名稱、數(shù)據(jù)采樣間隔、截至高度角等）。GPS外業(yè)測量過程大致可分為以下幾步：

（1）天線安置：將GPS接收機天線精確地安置到標(biāo)志中心的鉛垂線上，精確整平。

（2）天線安置后，應(yīng)在觀測時段的前后各量取天線高一次。要求兩次量高之差應(yīng)不大于3MM，取均值作為最后天線高，記錄。（3）觀測作業(yè)：捕獲GPS衛(wèi)星信號并對其進行跟蹤、接受和處理，以獲取所需的定位和觀測數(shù)據(jù)。

（4）觀測記錄與測量手簿：觀測記錄由GPS接收機自動形成，并記錄在存儲介質(zhì)上，其內(nèi)容為：GPS衛(wèi)星星歷及衛(wèi)星鐘差參數(shù)；偽距觀測值、載波相位觀測值、相應(yīng)的GPS時間等。測量手簿由觀測人員在觀測過程中填寫，不得測后補記。手簿內(nèi)容包括測站信息（如測站點號、觀測時段號、近似坐標(biāo)、天線高等）、天氣狀況、氣象元素、觀測人員等內(nèi)容。

（四）成果檢核與數(shù)據(jù)處理

當(dāng)外業(yè)觀測工作完成后，一般當(dāng)天即將觀測數(shù)據(jù)下載到計算機中，解算GPS基線向量，基線向量的解算軟件一般采用儀器廠家提供的軟件。當(dāng)完成基線向量解算后，應(yīng)對解算成果進行檢核，常見的有同步環(huán)和異步環(huán)的檢測。根據(jù)規(guī)范要求的精度，剔除誤差大的數(shù)據(jù)，必要時還需要進行重測。當(dāng)進行了數(shù)據(jù)的檢核后，即可將基線向量組網(wǎng)進行平差計算。最終得到各觀測點在指定坐標(biāo)系中的坐標(biāo)。

二、GPS碎部測量

隨著GPS技術(shù)的不斷發(fā)展，其應(yīng)用范圍越來越廣，精度越來越高，效率越來越高，特別近幾年來高精度的實時動態(tài)差分定位技術(shù)RTK的發(fā)展，已經(jīng)使得GPS能夠大范圍地應(yīng)用于諸如地形測量、航道測量、房產(chǎn)測量、電力線路測量、精細(xì)農(nóng)業(yè)、森里資源清查等工程的碎部測量中。

（一）GPS RTK測量原理及特點

差分GPS測量的方法有位置差分、偽距差分、相位平滑偽距差分和載波相位差分。目前的GPS RTK（或DGPS RTK）主要是基于載波相位觀測值的實時動態(tài)定位技術(shù)，能夠?qū)崟r地提供觀測點在任意坐標(biāo)系中的三維數(shù)據(jù)，其精度達到厘米級。

（二）GPS RTK的配置

實時動態(tài)差分GPS的配置主要包括三個部分：（1）基準(zhǔn)站。

基準(zhǔn)站由GPS雙（單）頻接收機、GPS天線、數(shù)據(jù)發(fā)送電臺、天線、電源、腳架等部分組成。（2）流動站。

流動站由GPS雙（單）頻接收機、GPS天線、數(shù)據(jù)發(fā)送電臺、天線、電源、背包、手持控制器、對中桿等組成

（3）支持實時動態(tài)差分的軟件系統(tǒng)及各項工程測量應(yīng)用軟件

（三）GPS RTK的作業(yè)流程

由于不同的測量工程往往具有不完全相同的作業(yè)方法，所以，下面敘述主要針對其共同之處進行。1.收集測區(qū)的控制點資料

當(dāng)確定了測量任務(wù)，首先要收集測區(qū)的控制點資料，包括控制點的坐標(biāo)，等級，中央子午線，坐標(biāo)系及控制點是屬常規(guī)控制網(wǎng)還是GPS控制網(wǎng)，其地形和位置環(huán)境是否適合作為動態(tài)GPS的參考站等。2.求定測區(qū)轉(zhuǎn)換參數(shù)

由于GPS RTK測量是在WGS-84坐標(biāo)系中進行，而各種工程測量和定位往往是在地方坐標(biāo)上進行的，這就需要進行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。GPS靜態(tài)測量中，坐標(biāo)轉(zhuǎn)換是在事后處理時進行的，而因為GPS RTK是用于實時測量的，需要立即給出當(dāng)?shù)氐淖鴺?biāo)，因此坐標(biāo)轉(zhuǎn)換工作需要在實時完成。其坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的方位與上述的GPS控制網(wǎng)中所述的相同，常用的轉(zhuǎn)換模型有布爾沙模型，莫洛金斯基模型等。

在計算坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)時，應(yīng)注意以下幾點：

（1）最好選在測區(qū)四周及中心，均勻分布，能有效地控制測區(qū)。（2）為了提高精度，利用最小二乘法選3個以上的點求解參數(shù)。（3）在不考慮7個參數(shù)中尺度比和旋轉(zhuǎn)參數(shù)時，可以現(xiàn)場求定3個平移參數(shù)，令3個旋轉(zhuǎn)參數(shù)和尺度因子均為0即可，并可滿足一定精度要求的轉(zhuǎn)換參數(shù)。3.參考站的選定和建立

參考站的安置是順利實施動態(tài)GPS的關(guān)鍵之一。參考站的安置應(yīng)滿足下列條件：

（1）參考站應(yīng)有正確的已知坐標(biāo)。

（2）參考站應(yīng)選在地勢較高且交通方便，天空較開闊，周圍無高度角超過10°的障礙物，有利于衛(wèi)星信號的接收和數(shù)據(jù)鏈發(fā)射的位置。

（3）為防止數(shù)據(jù)鏈丟失以及多路徑效應(yīng)影響，周圍無GPS信號反射物（大面積水域、大型建筑物等），無高壓線、電視臺、無線電發(fā)射站、微波站等干擾源。

（4）參考站應(yīng)選在土質(zhì)堅實、不易破壞的位置。4.項目參數(shù)設(shè)置

要進行實時坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換，一般需要在儀器中輸入以下的一些參數(shù)：

（1）當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系的橢球參數(shù)：半軸長和偏心率；（2）中央子午線的精度；

（3）測區(qū)坐標(biāo)系間的轉(zhuǎn)換參數(shù)；

（4如果是施工坐標(biāo)系，還要輸入轉(zhuǎn)到施工坐標(biāo)系 轉(zhuǎn)換參數(shù)；

（5）若進行放樣，可輸入每個放樣點的設(shè)計坐標(biāo)，以便野外實時找點和精確放樣。5.野外作業(yè)

在參考站上安置GPS接收機，打開接收機，輸入（或卡中讀出）參考站的精確地方坐標(biāo)和天線高，基準(zhǔn)站GPS接收機連續(xù)接收所有可視GPS衛(wèi)星信號，同時通過數(shù)據(jù)發(fā)射電臺將其測站坐標(biāo)，觀測值，衛(wèi)星跟蹤狀態(tài)及接收機工作狀態(tài)發(fā)送出去。流動站接收機在跟蹤GPS衛(wèi)星信號的同時，接收來自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù)，進行處理后獲得流動站的三維WGS-84坐標(biāo)，再通過與基準(zhǔn)站相同的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換參數(shù)將WGS-84轉(zhuǎn)換為地方坐標(biāo)，并在流動站的手持控制器上實時顯示。若進行放樣，則接收機還可將實時位置與設(shè)計值比較，指導(dǎo)放樣。6內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理

GPS RTK數(shù)據(jù)處理相對于靜態(tài)測量要簡單地多。由于實時得到了流動站的坐標(biāo)，因此，內(nèi)業(yè)的工作主要是下載記錄的實測坐標(biāo)，顯示坐標(biāo)點位，軌跡并對點位圖形進行放大，縮小及漫游等操作。GPS定位作業(yè)流程

A選擇適宜的接收機

B選擇GPS站址 C觀測計劃制定 D觀測工作

1.開機2.測站信息輸入3.作業(yè)模式設(shè)置4.捕捉GPS衛(wèi)星信號，跟蹤觀測5.實時監(jiān)控6.結(jié)束觀測，關(guān)機 數(shù)據(jù)處理

GPS接收機采集的原始信息是測距碼。載波相位和衛(wèi)星星歷等數(shù)據(jù)。需要對數(shù)據(jù)進行一系列處理，才能獲得地面點間相對關(guān)系量（如基線長度、高差等），進而推算具有實際意義的三維定位成果。GPS數(shù)據(jù)處理有信息量大、處理過程和算法復(fù)雜等特點，一般借助于GPS數(shù)據(jù)處理軟件自動完成。

GPS數(shù)據(jù)處理主要包括數(shù)據(jù)粗加工、預(yù)處理、基線向量解算、平差計算、坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換。1.粗加工

（1）數(shù)據(jù)傳輸：從接收機數(shù)據(jù)存貯載體上將觀測數(shù)據(jù)傳輸至計算機。

（2）數(shù)據(jù)分流：在傳輸數(shù)據(jù)的同時，將原始記錄中各種觀測數(shù)據(jù)進行分類整理，建立各類數(shù)據(jù)文件（如載波相位觀測數(shù)據(jù)文件，星歷參數(shù)文件，測站信息文件）。（3）數(shù)據(jù)解碼：將分流后的二進制數(shù)據(jù)文件解譯成十進制數(shù)據(jù)文件。2.預(yù)處理

對數(shù)據(jù)進行平滑濾波檢驗，剔除粗差，刪除無效無用數(shù)據(jù)。數(shù)據(jù)文件格式化。

GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，統(tǒng)一各衛(wèi)星位置計算的數(shù)學(xué)模型。診斷并修復(fù)因信號遮擋與接收機振蕩器不能連續(xù)工作引起的跟蹤衛(wèi)星信號失鎖中斷產(chǎn)生載波相位整周期Int(ψ)跳變。

對觀測值進行衛(wèi)星鐘誤差、大氣、電離層、對流層折射、相對論效應(yīng)影響等模型改正。3.基線向量解算及平差計算

GPS觀測量（偽距、載波相位及星歷數(shù)據(jù)）通過基線向量解算數(shù)據(jù)模型，確定向量點之間在WGS-84坐標(biāo)系下的三維直角坐標(biāo)差（△xij、△yij、△zij）或大地坐標(biāo)差（△Bij、△Lij、△Hij）。

ＧＰＳ控制網(wǎng)的平差內(nèi)容和要求應(yīng)符合下列規(guī)定： １.應(yīng)將全部獨立基線構(gòu)成閉合圖形，以三維基線向量及其相應(yīng)方差協(xié)方差陣作為觀測信息，以一個點的ＷＧＳ－８４系的三維坐標(biāo)作為起算數(shù)據(jù)，在ＷＧＳ－８４坐標(biāo)系中進行三維無約束平差，并提供ＷＧＳ－８４的三維坐標(biāo)、坐標(biāo)差觀測值的總改正數(shù)、基線邊長及點位和邊長的精度信息?；€向量改正數(shù)的絕對值應(yīng)滿足下列各式的要求： ＶΔｘ≤３σ（３．２．１４／１）

ＶΔｙ≤３σ（３．２．１４／２）

ＶΔｚ≤３σ（３．２．１４／３）

２.應(yīng)在１９５４年北京坐標(biāo)系或城市坐標(biāo)系中進行約束平差及精度評定，并應(yīng)輸出相應(yīng)坐標(biāo)系中的坐標(biāo)、基線向量改正數(shù)、基線邊長和方位角、邊長和方位的精度信息、轉(zhuǎn)換參數(shù)及其精度信息等。基線向量的改正數(shù)與同名基線無約束平差相應(yīng)改正數(shù)的較差應(yīng)滿足下列各式要求：

ｄＶΔｘ≤２σ（３．２．１４／４）

ｄＶΔｙ≤２σ（３．２．１４／５）

ｄＶΔｚ≤２σ（３．２．１４／６）

在GPS測量中，由于GPS觀測量會受到各種誤差影響，如時鐘誤差，大氣折射影響等。因此，基線解算結(jié)果也會受到各種誤差的影響。所以，基線解算將采用按誤差性質(zhì)檢測和消除（減弱）誤差的站星差分平差數(shù)學(xué)模型，以便獲得基線向量最或然解。4.坐標(biāo)變換

GPS定位系同采用WGS-84大地坐標(biāo)系定軌，定位成果屬于WGS-84協(xié)議地心坐標(biāo)。而目前各個國家（或地區(qū)）采用不同元素的參考橢球建立國家坐標(biāo)系，即參心坐標(biāo)系，而工程測量中經(jīng)常采用局部工程坐標(biāo)系，所以，GPS定位成果必須經(jīng)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換才能實際應(yīng)用。

GPS坐標(biāo)轉(zhuǎn)換即是地心和參心空間直角坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換，主要途徑為：已知轉(zhuǎn)換參數(shù)的直接轉(zhuǎn)換；為之轉(zhuǎn)換參數(shù)的見解轉(zhuǎn)換。在測區(qū)選擇三個已知參心坐標(biāo)的GPS觀測點作為公共點。計算公共點兩種坐標(biāo)系的空間直角坐標(biāo)差（δx、δy、δz），根據(jù)轉(zhuǎn)換的數(shù)學(xué)模型，將轉(zhuǎn)換參數(shù)作為未知數(shù)平差擬合解算，然后在利用轉(zhuǎn)換模型轉(zhuǎn)換其余各GPS點坐標(biāo)。

三、實驗心得體會

在這短短暫暫三天的試驗中讓我學(xué)到了很多很多——通過對全球定位系統(tǒng)（GPS）的學(xué)習(xí)，讓我對GPS有了新的認(rèn)識與了解，以前一直以為GPS只是一個小小的儀器拿在手上走到哪里都能定位。覺得很是神奇，但是親身經(jīng)歷了這次實驗課才懂得了其實GPS有很多種類，而我們這次要學(xué)習(xí)的是工程測量用的GPS。所以這次試驗不僅開闊了視野，而且擴展了知識，學(xué)會了全球定位系統(tǒng)的工作原理及其在工程中的應(yīng)用。掌握了如何正確的使用儀器，裝取儀器，和注意保護儀器。還了解了全球定位系統(tǒng)是由美國建立的一個衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，利用該系統(tǒng)，用戶可以在全球范圍內(nèi)實現(xiàn)全天候、連續(xù)、實時的三維導(dǎo)航定位和測速；另外，利用該系統(tǒng)，用戶還能夠進行高精度的時間傳遞和高精度的精密定位。由于GPS技術(shù)所具有的全天候、高精度和自動測量的特點，作為先進的測量手段和新的生產(chǎn)力，已經(jīng)融入了國民經(jīng)濟建設(shè)、國防建設(shè)和社會發(fā)展的各個應(yīng)用領(lǐng)域。這就是科技的力量，作為新一代的社會主義接班人，我們大家就是祖國未來建筑行業(yè)的領(lǐng)軍人物，所以我們一定要重視對于新科技的應(yīng)用與學(xué)習(xí)，從而致力于祖國的建筑行業(yè)，把祖國建設(shè)得更美好。

完于2011.10.07

第二篇：gps實習(xí)報告

GPS 測量實習(xí)報告

實習(xí)時間：2011 年11 月26 日

實習(xí)地點：東華理工大學(xué)廣場

實驗?zāi)康暮腿蝿?wù)：

1、通過實習(xí)，認(rèn)識GPS 測量的原理及提高GPS 測量精度的方法；

2、掌握GPS 測量儀的使用操作方法。

實習(xí)過程：

1、學(xué)習(xí)GPS 的理論知識和操作方法

2、以小組為單位完成GPS 的測量

3、記錄實驗數(shù)據(jù)

實習(xí)的內(nèi)容和步驟：

1）、觀測前的準(zhǔn)備

a、關(guān)閉iPAQ自動關(guān)機功能：開始/設(shè)置/系統(tǒng)/電源，關(guān)閉兩種自動關(guān)機功能。

b、關(guān)閉iPAQ紅外線傳輸功能：開始/設(shè)置/連接/無線數(shù)據(jù)交換，關(guān)閉無線數(shù)據(jù)交換功能。

2）基準(zhǔn)站操作

a、“設(shè)置”—“作業(yè)”—“新建”，新建一個作業(yè)。

b、輸入“作業(yè)名稱”，如：“Base20111126”,然后按[OK]。（“作業(yè)”和“說明”是可選的）c、“設(shè)置”—“選項”—“參考”，選擇時區(qū)等信息。

d、從“時間”選項中選出正確的時區(qū)，如“GMT+8 Beijing,HK”,然后按[設(shè)置]。

e、“設(shè)置”—“GPS”—“控制”—“DGPS”，輸入采樣率等信息。

f、“設(shè)置”—“GPS”—“基準(zhǔn)站”—“測站”，設(shè)置基準(zhǔn)站。

g、在“基準(zhǔn)站信息”界面輸入“測點”和坐標(biāo)。如果基準(zhǔn)站坐標(biāo)未知，按[自動]由Turbo-G2實測該點坐標(biāo)。

h、按[繼續(xù)]，輸入天線信息等，按[設(shè)置]。此時會提示“基準(zhǔn)站設(shè)置成功！”。

3）流動站操作（點測量）

a、同基準(zhǔn)站的操作，新建一個作業(yè)，如R20030903P，設(shè)置時區(qū)等信息。

b、“設(shè)置”—“GPS”—“控制”—“DGPS”，輸入采樣率、3D Sigma限差等信息，特別是“No.of Avg.Meas for Topo（點平均測量次數(shù)）”一值，如3次。

c、“測量”—“點測量”，進入點測量界面。按[觀測]，輸入測點點號、天線高、高的類型（垂高、斜高）、天線類型、編碼、串等信息，按[開始]則開始觀測。當(dāng)觀測坐標(biāo)達到設(shè)定的3D Sigma限差，儀器則自動存儲坐標(biāo)，并自動進入下一次觀測，一直到設(shè)定的點平均測量N次都測完為止。

實習(xí)的總結(jié)和體會：

通過理論部分對GPS設(shè)備的了解，以及儀器的使用方法，我們開始了對東華理工大學(xué)廣場的測量實習(xí)。測量的步驟不是特別繁瑣，但是測量前的準(zhǔn)備工作是一定要注意不能夠出錯的。在測量前必須先把儀器里的參數(shù)設(shè)置好，接下來的工作就是接收保存數(shù)據(jù)。

通過這次實習(xí)，使我對GPS有了跟更加深刻的認(rèn)識，一些在課堂上不是很清楚的內(nèi)容也有了更加深入的理解。

第三篇：GPS實習(xí)報告

一、實習(xí)目的掌握南方測繪公司靈銳S80 GPS接收機的結(jié)構(gòu)和使用方法；掌握GPS 靜態(tài)測量的原理和方法；掌握GPS 數(shù)據(jù)處理軟件的使用。

二、實習(xí)地點

外業(yè)作業(yè)在長春工程學(xué)院東校區(qū)校園內(nèi)

內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理在學(xué)院機房

三、實習(xí)設(shè)備

南方靈銳S80GPS 接收機、鋼尺、計算機

四、實習(xí)內(nèi)容

1、根據(jù)GPS測量規(guī)范，利用大比例尺校園地形圖和校園正射影像圖，選點、布設(shè)校園控制網(wǎng)，并實地選點，打釘制標(biāo)。

2、利用3臺S80GPS接收機，對控制網(wǎng)采用邊連式進行施測，并編寫GPS作業(yè)調(diào)度詳表。

3、內(nèi)業(yè)利用GPS數(shù)據(jù)處理軟件對觀測數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)處理，平差GPS網(wǎng)，求得各控制點坐標(biāo)（規(guī)定坐標(biāo)系下的坐標(biāo)），并打印出成果。

4、編寫實習(xí)報告，總結(jié)實習(xí)經(jīng)驗。

五、GPS控制網(wǎng)的技術(shù)設(shè)計

1、布網(wǎng)范圍

布網(wǎng)范圍長春工程學(xué)院東校區(qū)校園，東至人民大街，西至同志街，北至自由大路，南至明水路。

2、布網(wǎng)方案及網(wǎng)形設(shè)計

校園內(nèi)布設(shè)GPS網(wǎng)，點位的選擇要選擇在視野開闊的地方，盡量遠離教學(xué)樓和其它高層建筑物?？刂凭W(wǎng)的GPS點位詳圖見附錄GPS網(wǎng)形圖。該次作業(yè)GPS網(wǎng)的連接方式采用邊連式，在特殊情況下也可采用點連接的方式。

3、精度標(biāo)準(zhǔn)

此次實習(xí)要求精度為二級，具體要求精度標(biāo)準(zhǔn)：

平均距離＜1Km，GPS接收機的標(biāo)稱精度中的固定誤差≤15mm；GPS接收機標(biāo)稱精度中的比例誤差系數(shù)≤20ppm；最弱邊相對誤差為1/1萬，閉合環(huán)或符合路線的邊數(shù)≤6；基線的方差比大于3；基線坐標(biāo)差的中誤差小于0.04；閉合環(huán)的相對中誤差小于15ppm。

4、坐標(biāo)系統(tǒng)與起算數(shù)據(jù)

采用長春市自定義坐標(biāo)系統(tǒng)，起算數(shù)據(jù) GES（637.2057，709.7178，200.613）

六、GPS測量的外業(yè)實施

1、選點與制標(biāo)

在校園控制網(wǎng)的控制范圍內(nèi)選定點位，并打釘編號；點位的編號規(guī)則為C1D*，“C1”代表測繪0441，”D“代表第四組，”*"為作業(yè)流水號。一共選定8個點，加上一個已知點，該校園控制網(wǎng)共9個GPS點，并分別編號做點之記。

2、觀測工作

先了解和熟悉GPS觀測工作的主要技術(shù)指標(biāo)，以技術(shù)指標(biāo)為標(biāo)準(zhǔn)指導(dǎo)外業(yè)觀測工作，按照外業(yè)觀測計劃按順序進行遷站與觀測，觀測順序 大致如下：

在C1D1、C2D2、C1D3點分別安置GPS接收機，記錄儀器高。三臺接收機同時開機觀測，觀測時間為40分鐘。40分鐘后，C1D1點的GPS接收機關(guān)機遷站至C1D4點，并記錄每臺接收機的開關(guān)機時間和各測站的儀器高和觀測時段數(shù)。以此按照網(wǎng)形的設(shè)計依次進行觀測。

在外業(yè)觀測工作中，儀器操作人員應(yīng)注意的事項：

①確認(rèn)對中整平后方可接通電源，啟動接收機，并觀測接收機工作狀態(tài)是否正常。

②一個時段觀測過程中，不允許進行以下操作：關(guān)閉以重新啟動；改變天線位置。

③儀器高一定要按規(guī)定始末各量一次，并記錄下來。

④觀測過程中要隨時查看物品中否齊全，每日觀測觀測結(jié)束后，應(yīng)及時將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)存至計算機上，確保觀測數(shù)據(jù)不丟失。

七、GPS數(shù)據(jù)處理

GPS數(shù)據(jù)處理的基本流程：數(shù)據(jù)采集→數(shù)據(jù)傳輸→預(yù)處理→基線解算→GPS

網(wǎng)平差。

數(shù)據(jù)處理成果見附表：

八、實習(xí)總結(jié)

1、問題討論：

①閉合環(huán)難以合格的原因分析，閉合環(huán)不合格的原因主要是基線太短，而閉合環(huán)的判斷標(biāo)準(zhǔn)是閉合相對中誤差，在基線短的原因下造成閉合環(huán)的相對中誤差就較大，就難以達到小于15ppm的標(biāo)準(zhǔn)。也存在其它次要的因素，周圍大樓對信號的吸收和反射造成的誤差等其它方面的原因。

②對遷站時另兩臺GPS接收機是否關(guān)機的討論，在遷站過程中，有的認(rèn)為應(yīng)該關(guān)閉另兩臺接收機，我認(rèn)為在接收機電池夠用的前提下，遷站時另兩臺接收機不應(yīng)關(guān)機，在另一臺遷站接收機關(guān)機后只有兩臺接收機工作，此時的觀測數(shù)據(jù)可以增加連接邊的強度。

③測站點時段問題的討論，因為存在在同一個點在不同時間架設(shè)GPS接收機和隔天架設(shè)儀器的問題，必須明白時段的問題。在同一點架設(shè)的儀器，不論是否是同一臺儀器，在該測站上第幾次開機就是第幾時段，隔天觀測時在同一點的時段數(shù)接著前一天的時段數(shù)接著計數(shù)。在數(shù)據(jù)處理時是按時間和時段數(shù)對數(shù)據(jù)進行分類提取的。所以必須搞清楚時段數(shù)的概念。

2、注意事項：

①一定要分別清楚地記錄每臺接收機的開頭時間和各測站的儀器高。

②保證儀器的安全。

3、收獲體會：

①培養(yǎng)了團對合作能力，提高了自己的專業(yè)技術(shù)水平。

②技術(shù)總結(jié)：GPS數(shù)據(jù)內(nèi)業(yè)處理技術(shù)含量高，在數(shù)據(jù)處理時需要注意很多方面的問題，對觀測數(shù)據(jù)中的信號不連續(xù)的數(shù)據(jù)進行禁用，對基線解算時，對衛(wèi)星高度截止角和歷元間隔進行組合解算基線，在各項中誤差達到要求的前提下選擇方差比最大的組合方案。這樣在基線解算合格后才更易讓閉合環(huán)合格。在有多時段觀測數(shù)據(jù)時要考慮是否使用所有的數(shù)據(jù)進行解算。

九、附錄GPS網(wǎng)平差報告

第四篇：GPS實習(xí)報告

GSP實習(xí)報告

1． 實習(xí)名稱：GPS測量技術(shù)實習(xí)。

2． 測區(qū)范圍：包頭市東河區(qū)。

3． 實習(xí)時間：2012/10/15～2012/10/26

4． 實習(xí)內(nèi)容：①編寫技術(shù)設(shè)計書；②控制測量；③地形圖測繪；④GPS數(shù)據(jù)處理軟件操作考核。在實習(xí)開始，有老師帶領(lǐng)我們熟悉儀器的各項操作，設(shè)置外業(yè)觀測中所需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測區(qū)周邊環(huán)境選點，按各組的任務(wù)進行測量（四等水準(zhǔn)測量或GPS靜態(tài)外業(yè)數(shù)據(jù)采集）。測量本是一項嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的工作，它需要大家以積極認(rèn)真的態(tài)度去完成，不得馬虎。在測量過程中我們必須保持?jǐn)?shù)據(jù)的真實性、可靠性。并對各站的數(shù)據(jù)進行檢核。

測量工作是一項團體性的工作。另外，一次測量實習(xí)要完整的做完，單靠一個人的力量和構(gòu)思是遠遠不夠的，同時，實習(xí)也體現(xiàn)團隊合作的力量，在這次測量實習(xí)中，一個小組合作是非常重要，每個人的行為都與團隊工作直接相關(guān)，只有每個人認(rèn)真的完成各自的任務(wù)，才能圓滿完成整項任務(wù)。

通過這次實習(xí)，我不僅對GPS原理有了更深的 1

理解，還對外野數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理有了一定的理解。同時這次實習(xí)不僅使我們的動手能力得到提高，更加鞏固了我們的理論知識。讓我們深深的體會到理論指導(dǎo)實踐，實踐是理論的現(xiàn)實表現(xiàn)，這一道理。雖然測量學(xué)是以實踐為主的學(xué)科，但是我們也要掌握扎實的理論知識。只有在理論和實踐這兩個過程中相互作用，我們才能更好的掌握理論知識，提高自己的動手能力。

這次實習(xí)給我很大的收獲，在以后的工作中需要去不斷摸索和探討，要不怕吃苦，勇于激流勇進，有的工作雖然單調(diào)又重復(fù)，但這是磨練意志最有效地方法，我告誡自己要認(rèn)真完成，對每項工作都要認(rèn)真的對待，做到在做每一件事的過程中無論遇到什么困難，一定要爭取不放棄，堅持到最后。

最后，實習(xí)是對我們所學(xué)的一次檢驗，是我們對以往學(xué)習(xí)的實踐。同時也為我們以后的工作打下良好基礎(chǔ)，增加經(jīng)驗。

第五篇：GPS實習(xí)報告

GSP實習(xí)報告

時光流逝，為期兩個星期的GPS實習(xí)結(jié)束了。本次實習(xí)是GPS課程中理論知識實踐的重要環(huán)節(jié)，使我們綜合運用課上所學(xué)的理論知識，分析并解決在實踐中產(chǎn)生的問題，來鞏固和擴展所學(xué)知識，鍛煉工作能力。本次實習(xí)為：

1． 實習(xí)名稱：GPS測量技術(shù)實習(xí)。

2． 測區(qū)范圍：包頭市東河區(qū)。

3． 實習(xí)時間：2011/12/19～2011/12/30

4． 實習(xí)內(nèi)容：①編寫技術(shù)設(shè)計書；②控制測量；③地形圖測繪；④GPS數(shù)據(jù)處理軟件操作考核。在實習(xí)開始，有老師帶領(lǐng)我們熟悉儀器的各項操作，設(shè)置外業(yè)觀測中所需的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)。然后根據(jù)測區(qū)周邊環(huán)境選點埋石，按各組的任務(wù)進行測量（四等水準(zhǔn)測量或GPS靜態(tài)外業(yè)數(shù)據(jù)采集）。測量本是一項嚴(yán)謹(jǐn)務(wù)實的工作，它需要大家以積極認(rèn)真的態(tài)度去完成，不得馬虎。在測量過程中我們必須保持?jǐn)?shù)據(jù)的真實性、可靠性。并對各站的數(shù)據(jù)進行檢核。

測量工作是一項團體性的工作。另外，一次測量實習(xí)要完整的做完，單靠一個人的力量和構(gòu)思是遠 1

遠不夠的，也是不可能將要做的工作做好。所以，我在實習(xí)中深刻的體會到了。同時，此次實習(xí)也體現(xiàn)團隊合作的力量，在這次測量實習(xí)中，一個小組合作是非常重要，每個人的行為都與團隊工作直接相關(guān)，只有每個人認(rèn)真的完成各自的任務(wù)，才能圓滿完成整項任務(wù)。

通過這次實習(xí)，我不僅對GPS原理有了更深的理解，還對外野數(shù)據(jù)采集和內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)的處理有了一定的理解。同時這次實習(xí)不僅使我們的動手能力得到提高，更加鞏固了我們的理論知識。讓我們深深的體會到理論指導(dǎo)實踐，實踐是理論的現(xiàn)實表現(xiàn)，這一道理。雖然測量學(xué)是以實踐為主的學(xué)科，但是我們也要掌握扎實的理論知識。只有在理論和實踐這兩個過程中相互作用，我們才能更好的掌握理論知識，提高自己的動手能力。

這次實習(xí)給我很大的收獲，在以后的工作中需要去不斷摸索和探討，要不怕吃苦，勇于激流勇進，有的工作雖然單調(diào)又重復(fù)，但這是磨練意志最有效地方法，我告誡自己要認(rèn)真完成，對每項工作都要認(rèn)真的對待，做到在做每一件事的過程中無論遇到什么困難，一定要爭取不放棄，堅持到最后。

最后，實習(xí)是對我們所學(xué)的一次檢驗，是我們對

以往學(xué)習(xí)的實踐。同時也為我們以后的工作打下良好基礎(chǔ)，增加經(jīng)驗。