第一篇：GPS馴服原理[推薦]

GPS衛(wèi)星GPS_PPS及衛(wèi)星鐘差信息下變頻帶秒標(biāo)志CA碼信號(hào)相關(guān)本地鐘差計(jì)算相位調(diào)整數(shù)據(jù)接收機(jī)本地CA碼發(fā)生器移相10M內(nèi)置普通晶振/外置銣鐘壓控NCO/DDS接收機(jī)1PPS10M馴服

圖1 接收機(jī)原理

GPS秒由星載高性能銣鐘或銫鐘產(chǎn)生，其相位受地面站精確控制，因此其長期特性非常穩(wěn)定，高于普通銣鐘、銫鐘或氫鐘。從而可利用其長期穩(wěn)定特性對晶振、銣鐘等頻標(biāo)進(jìn)行校準(zhǔn)。

對于接收機(jī)，其產(chǎn)生的接收機(jī)1PPS由內(nèi)置普通晶振或外置銣鐘產(chǎn)生。若銣鐘或晶振獨(dú)立產(chǎn)生秒脈沖（以下稱本秒），本秒的相位會(huì)隨其老化特性而逐漸漂移。而接收機(jī)內(nèi)部，存在一個(gè)反饋，通過每秒或者更高的速率將本秒與GPS衛(wèi)星CA碼進(jìn)行實(shí)時(shí)比對，計(jì)算本地秒與GPS秒的相位差，并利用接收機(jī)內(nèi)部NCO或DDS進(jìn)行相位調(diào)整。最終輸出的接收機(jī)1PPS即利用調(diào)整后的10M（接收機(jī)內(nèi)部實(shí)際頻率不一定為10M，但原理一致）產(chǎn)生。由于存在相位調(diào)整，故接收機(jī)1PPS的長期相位特性與內(nèi)置普通晶振或外置銣鐘的長期漂移特性不再相關(guān)，取而代之與GPS衛(wèi)星時(shí)間直接相關(guān)，因此，可利用其長期穩(wěn)定的特性對銣鐘或晶振進(jìn)行馴服。

上述分析主要側(cè)重于GPS秒的長期特性（1小時(shí)以上），那么對于GPS秒的短期特性如何，我們進(jìn)行如下說明。

銣鐘的短期特性遠(yuǎn)遠(yuǎn)優(yōu)于普通晶振，由于成本原因，目前衛(wèi)星接收機(jī)所配時(shí)鐘源多為普通晶振，由于其漂移率在1e-7~1e-8，因此接收機(jī)每秒將對晶振10M進(jìn)行約幾十納秒的相位調(diào)整，以彌補(bǔ)在這1秒內(nèi)因漂移率而造成的相位漂移，加之衛(wèi)星信號(hào)受環(huán)境等因素影響造成的10納秒左右不確定度，所以從示波器上觀察接收機(jī)1PPS和標(biāo)準(zhǔn)秒（由銫鐘、氫鐘產(chǎn)生）的時(shí)差關(guān)系，會(huì)發(fā)現(xiàn)幾乎每秒都會(huì)存在幾十納秒的跳變。

采用銣鐘作為接收機(jī)時(shí)鐘源后，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)其跳變將顯著縮小，可粗略認(rèn)為短期不受銣鐘漂移率影響，故每秒的調(diào)整僅受環(huán)境的不確定性影響，如電離層、對流層、多徑、幾何誤差等，由此造成的每秒跳變在10ns左右。這就是利用銣鐘10M作為接收機(jī)工作時(shí)鐘更適合授時(shí)及定位的原因。

第二篇：gps原理及應(yīng)用

《gps原理及應(yīng)用》

1、gps定位技術(shù)相對于其他定位技術(shù)的特點(diǎn)：（1）觀測站之間無需通視（2）定位精度高（3）觀測時(shí)間短（4）提供三維坐標(biāo)（5）操作簡便（6）全天候作業(yè)

2、簡述gps定位系統(tǒng)的構(gòu)成，并說明各部分的作用：由三部分組成:空間部分—GPS星座(GPS星座是由24顆衛(wèi)星組成的星座，其中21顆是工作衛(wèi)星，3顆是備份衛(wèi)星);地面控制部分—地面監(jiān)控系統(tǒng);用戶設(shè)備部分—GPS 信號(hào)接收機(jī)。GPS的空間部分是由24 顆工作衛(wèi)星組成,它位于距地表20 200km的上空,均勻分布在6 個(gè)軌道面上(每個(gè)軌道面4 顆),軌道傾角為55°。此外,還有4 顆有源備份衛(wèi)星在軌運(yùn)行。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測到4 顆以上的衛(wèi)星,并能保持良好定位解算精度的幾何圖象。這就提供了在時(shí)間上連續(xù)的全球?qū)Ш侥芰?。地面控制部分由一個(gè)主控站,5 個(gè)全球監(jiān)測站和3 個(gè)地面控制站組成。用戶設(shè)備部分即GPS 信號(hào)接收機(jī)。其主要功能是能夠捕獲到按一定衛(wèi)星截止角所選擇的待測衛(wèi)星,并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。

3、Wgs-84坐標(biāo)是如何構(gòu)建的：一種國際上采用的地心坐標(biāo)系。坐標(biāo)原點(diǎn)為地球質(zhì)心，其地心空間直角坐標(biāo)系的Z軸指向BIH（國際時(shí)間）1984.O定義的協(xié)議地球極（CTP)方向，X軸指向BIH 1984.0的零子午面和CTP赤道的交點(diǎn)，Y軸與Z軸、X軸垂直構(gòu)成右手坐標(biāo)系，稱為1984年世界大地坐標(biāo)系統(tǒng)。

GPS廣播星歷是以WGS-84坐標(biāo)系為根據(jù)的

4、水準(zhǔn)面：靜止的水面稱為水準(zhǔn)面，水準(zhǔn)面是受地球表面重力場影響而形成的，是一個(gè)處處與重力方向垂直的連續(xù)曲面，因此是一個(gè)重力場的等位面。設(shè)想一個(gè)靜止的海水面擴(kuò)展到陸地部分。這樣，地球的表面就形成了一個(gè)較地球自然表面規(guī)則而光滑的曲面，這個(gè)曲面被稱為水準(zhǔn)面。

大地水準(zhǔn)面：一個(gè)與靜止的平均海水面重合并延伸到大陸內(nèi)部的包圍整個(gè)地球的封閉的重力位水準(zhǔn)面。

高程：的是某點(diǎn)沿鉛垂線方向到絕對基面的距離，稱絕對高程。簡稱高程。某點(diǎn)沿鉛垂線方向到某假定水準(zhǔn)基面的距離，稱假定高程。原子時(shí)：原子時(shí)：ATI（inernational atomic time），以物質(zhì)的原子內(nèi)部發(fā)射的電磁振蕩頻率為基準(zhǔn)的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)[1]。原子時(shí)的初始?xì)v元規(guī)定為 1958年1月1日世界時(shí)0時(shí)，秒長定義為銫-133 原子基態(tài)的兩個(gè)超精細(xì)能級間在零磁場下躍遷輻射9192631770周所持續(xù)的時(shí)間。這是一種均勻的時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。由于世界時(shí)存在不均勻性和歷書時(shí)的測定精度低，1967年起，原子時(shí)已取代歷書時(shí)作為基本時(shí)間計(jì)量系統(tǒng)。

Gps時(shí)：GPS時(shí)鐘也是基于最新型GPS高精度定位授時(shí)模塊開發(fā)的基礎(chǔ)型授時(shí)應(yīng)用產(chǎn)品。能夠按照用戶需求輸出符合規(guī)約的時(shí)間信息格式，從而完成同步授時(shí)服務(wù)。其主要原理是通過GPS或其他衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的信號(hào)馴服晶振，從而實(shí)現(xiàn)高精度的頻率和時(shí)間信號(hào)輸出，是目前達(dá)到納秒級授時(shí)精度和穩(wěn)定度在1E12量級頻率輸出的最有效方式。

5、參心坐標(biāo)系和地心坐標(biāo)系的區(qū)別：

參心坐標(biāo)系

reference-ellipsoid-centric coordinate system

是以參考橢球的幾何中心為原點(diǎn)的大地坐標(biāo)系。通常分為：參心空間直角坐標(biāo)系（以x，y，z為其坐標(biāo)元素）和參心大地坐標(biāo)系（以B，L，H為其坐標(biāo)元素）。[1]

參心坐標(biāo)系是在參考橢球內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O為參考橢球的幾何中心，X軸與赤道面和首子午面的交線重合，向東為正。Z軸與旋轉(zhuǎn)橢球的短軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。

“參心”意指參考橢球的中心。在測量中，為了處理觀測成果和傳算地面控制網(wǎng)的坐標(biāo)，通常須選取一參考橢球面作為基本參考面，選一參考點(diǎn)作為大地測量的起算點(diǎn)（大地原點(diǎn)），利用大地原點(diǎn)的天文觀測量來確定參考橢球在地球內(nèi)部的位置和方向。參心大地坐標(biāo)的應(yīng)用十分廣泛，它是經(jīng)典大地測量的一種通用坐標(biāo)系。根據(jù)地圖投影理論，參心大地坐標(biāo)系可以通過高斯投影計(jì)算轉(zhuǎn)化為平面直角坐標(biāo)系，為地形測量和工程測量提供控制基礎(chǔ)。由于不同時(shí)期采用的地球橢球不同或其定位與定向不同，在我國歷史上出現(xiàn)的參心大地坐標(biāo)系主要有BJZ54（原）、GDZ80和BJZ54等三種。

地心坐標(biāo)系

geocentric coordinate system

以地球質(zhì)心為原點(diǎn)建立的空間直角坐標(biāo)系，或以球心與地球質(zhì)心重合的地球橢球面為基準(zhǔn)面所建立的大地坐標(biāo)系。

以地球質(zhì)心(總橢球的幾何中心)為原點(diǎn)的大地坐標(biāo)系。通常分為地心空間直角坐標(biāo)系(以x，y，z為其坐標(biāo)元素)和地心大地坐標(biāo)系(以B，L，H為其坐標(biāo)元素)。

地心坐標(biāo)系是在大地體內(nèi)建立的O-XYZ坐標(biāo)系。原點(diǎn)O設(shè)在大地體的質(zhì)量中心，用相互垂直的X，Y，Z三個(gè)軸來表示，X軸與首子午面與赤道面的交線重合，向東為正。Z軸與地球旋轉(zhuǎn)軸重合，向北為正。Y軸與XZ平面垂直構(gòu)成右手系。

6、廣播星歷 ：衛(wèi)星發(fā)播的預(yù)報(bào)一定時(shí)間內(nèi)衛(wèi)星軌道信息的電文信息。

精密星歷：供衛(wèi)星精密定位所使用的衛(wèi)星軌道信息。

區(qū)別是，前者是預(yù)報(bào)星歷，后者是后處理星歷

7、載波相位測量的原理：載波信號(hào)量測精度優(yōu)于波長的1/100，載波波長（L1=19cm, L2=24cm）比C/A碼波長(C/A=293m)短得多，所以GPS測量采用載波相位觀測值可以獲得比偽距（C/A碼或P碼）定位高得多的成果精度。

偽距測量的原理：GPS接收機(jī)對測距碼的量測就可得到衛(wèi)星到接收機(jī)的距離，由于含有接收機(jī)衛(wèi)星鐘的誤差及大氣傳播誤差，故稱為偽距。對C/A碼測得的偽距稱為C/A碼偽距，精度約為20米左右，對P碼測得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。

8、絕對定位又稱為單點(diǎn)定位，這是一種采用一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行定位的模式，它所確定的是接收機(jī)天線的絕對坐標(biāo)。這種定位模式的特點(diǎn)是作業(yè)方式簡單，可以單機(jī)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。相對定位又稱為差分定位，這種定位模式采用兩臺(tái)以上的接收機(jī)，同時(shí)對一組相同的衛(wèi)星進(jìn)行觀測，以確定接收機(jī)天線間的相互位置關(guān)系。

接收設(shè)備安置在運(yùn)動(dòng)的載體上的定位成為動(dòng)態(tài)定位

9、Gps定位原理：GPS的基本定位原理是：衛(wèi)星不間斷地發(fā)送自身的星歷參數(shù)和時(shí)間信息，用戶接收到這些信息后，經(jīng)過計(jì)算求出接收機(jī)的三維位置，三維方向以及運(yùn)動(dòng)速度和時(shí)間信息。

10、Gps誤差來源有哪些：（1）與GPS衛(wèi)星有關(guān)的因素（2）與傳播路徑有關(guān)的因素（3）接收機(jī)有關(guān)的因素（4）GPS控制部分人為或計(jì)算機(jī)造成的影響，數(shù)據(jù)處理軟件的影響，固體潮、極潮和海水負(fù)荷的影響，相對論效應(yīng)。

11、Gps控制網(wǎng)布點(diǎn)原則：（1）周圍應(yīng)便于安置接收設(shè)備和操作，視野開闊，視場內(nèi)障礙物的高度角不宜超過15度；（2）遠(yuǎn)離大功率無線電發(fā)射源（如電視臺(tái)、電臺(tái)、微波站等），其距離不小于200m；遠(yuǎn)離高壓輸電線和微波無線電信號(hào)傳送通道，其距離不小于50m；（3）附近不應(yīng)有強(qiáng)烈反射衛(wèi)星信號(hào)的物件（如大型建筑物等）；（4）交通方便，并有利于其他測量手段擴(kuò)展和聯(lián)測；（5）地面基礎(chǔ)穩(wěn)定，易于點(diǎn)的保存；（6）AA、A、B級GPS點(diǎn)，應(yīng)選在能長期保存的地點(diǎn)；（7）充分利用符合要求的舊有控制點(diǎn)；（8）選站時(shí)應(yīng)盡可能使測站附近的小環(huán)境（地形，地貌，植被等）與周圍的大環(huán)境保持一致，以減少氣象元素的代表性誤差。

12、基線：三角測量中推算三角鎖、網(wǎng)起算邊長所依據(jù)的基本長度邊。

觀測時(shí)段：測站上開始接收衛(wèi)星信號(hào)到觀測停止，連續(xù)工作的時(shí)間段，簡稱時(shí)段。

同步觀測：兩臺(tái)或兩臺(tái)以上接收機(jī)同時(shí)對同一組衛(wèi)星進(jìn)行的觀測。同步觀測環(huán)：三臺(tái)或三臺(tái)以上接收機(jī)同步觀測獲得的基線向量所構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱同步環(huán)。獨(dú)立觀測環(huán)：由獨(dú)立觀測所獲得的基線向量構(gòu)成的閉合環(huán)，簡稱獨(dú)立環(huán)。

異步觀測環(huán)：在構(gòu)成多邊形環(huán)路的所有基線向量中，只要有非同步觀測基線向量，則該多邊形環(huán)路叫異步觀測環(huán)，簡稱異步環(huán)。獨(dú)立基線：對于N臺(tái)GPS接收機(jī)的同步觀測環(huán)，有J條同步觀測基線，其中獨(dú)立基線數(shù)為N-1。

非獨(dú)立基線：除獨(dú)立基線外的其它基線叫非獨(dú)立基線，總基線數(shù)與獨(dú)立基線之差即為非獨(dú)立基線數(shù)。

13、同步網(wǎng)之間的連接方式有哪些？

對于由N臺(tái)GPS接收機(jī)構(gòu)成的同步圖形中一個(gè)時(shí)斷包含的GPS基線數(shù)為：

但其中僅有N-1條是獨(dú)立的GPS邊，其余為非獨(dú)立邊。當(dāng)接收機(jī)數(shù)N=2～5時(shí)所構(gòu)成的同步圖形

當(dāng)同步觀測的GPS接收機(jī)數(shù)N≥3時(shí)，同步閉合環(huán)的最少數(shù)應(yīng)為：

14、Gps網(wǎng)形設(shè)計(jì)原則：（1）GPS網(wǎng)中不應(yīng)存在自由基線。所謂自由基線是指不構(gòu)成閉合圖形的基線，由于自由基線不具備發(fā)現(xiàn)粗差的能力，因而必須避免出現(xiàn)，也就是GPS網(wǎng)一般應(yīng)通過獨(dú)立基線構(gòu)成閉合圖形。（2）GPS網(wǎng)中的閉合條件中基線數(shù)不可過多。網(wǎng)中各點(diǎn)最好有三條或更多基線分支，以保證檢核條件，提高網(wǎng)的可靠性，使網(wǎng)中的精度、可靠性較均勻。（3）GPS網(wǎng)應(yīng)以“每個(gè)點(diǎn)至少獨(dú)立設(shè)站觀測兩次”的原則布網(wǎng)。這樣不同接收 機(jī)數(shù)測量構(gòu)成的網(wǎng)之精度和可靠性指標(biāo)比較接近。（4）為了實(shí)現(xiàn)GPS網(wǎng)與地面網(wǎng)之間的坐標(biāo)轉(zhuǎn)換GPS網(wǎng)至少應(yīng)與地面網(wǎng)有2個(gè)重合點(diǎn)。

15、數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的：對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行編輯、加工、整理、分流并產(chǎn)生各種專用信息文件，為進(jìn)一步平差計(jì)算做準(zhǔn)備。

Gps測量定位技術(shù)設(shè)計(jì)及技術(shù)總結(jié)包括那些內(nèi)容？

在gps測量工作完成后，應(yīng)按要求編寫技術(shù)總結(jié)報(bào)告，其具體內(nèi)容包括外業(yè)和內(nèi)業(yè)兩大部分。外業(yè)技術(shù)總結(jié)內(nèi)容

測區(qū)范圍與位置，自然地理?xiàng)l件，氣候特點(diǎn)，交通及電信、電源等情況

任務(wù)來源，測區(qū)已有測量情況，項(xiàng)目名稱，施測目的和基本精度要求；

施測單位，施測起訖時(shí)間，技術(shù)依據(jù)，作業(yè)人員情況； 接收設(shè)備作業(yè)儀器類型與數(shù)量、精度、檢驗(yàn)情況； 點(diǎn)位觀測質(zhì)量評價(jià)，埋石與重合點(diǎn)情況； 觀測方法要點(diǎn)與補(bǔ)測、重測情況； 外業(yè)觀測數(shù)據(jù)質(zhì)量分析與野外數(shù)據(jù)檢驗(yàn)情況 內(nèi)業(yè)技術(shù)總結(jié)內(nèi)容：

數(shù)據(jù)處理方案、所采用的軟件、所采用的星歷、起算數(shù)據(jù)、坐標(biāo)系統(tǒng)，以及無約束、約束平差情況。誤差檢驗(yàn)及相關(guān)參數(shù)與平差結(jié)果的精度估計(jì)等。

上交成果中尚存在的問題和需要說明的其他問題、建議或改進(jìn)意見 綜合附表與附圖

16、GPS數(shù)據(jù)預(yù)處理的目的是：①對數(shù)據(jù)進(jìn)行平滑濾波檢驗(yàn)，剔除粗差；②統(tǒng)一數(shù)據(jù)文件格式并將各類數(shù)據(jù)文件加工成標(biāo)準(zhǔn)化文件（如GPS衛(wèi)星軌道方程的標(biāo)準(zhǔn)化，衛(wèi)星時(shí)鐘鐘差標(biāo)準(zhǔn)化，觀測值文件標(biāo)準(zhǔn)化等）；③找出整周跳變點(diǎn)并修復(fù)觀測值(整周跳變的修復(fù)見5.3.3)；④對觀測值進(jìn)行各種模型改正。

17、Gps基線向量網(wǎng)平差有哪些類型：三維無約束平差法，二維約束平差，三維聯(lián)合平差，二維聯(lián)合平差

18、Gps信號(hào)接收機(jī)分類：按工作原理分為，碼相關(guān)型接收機(jī)，平方型接收機(jī)，混合型接收機(jī)。按接收機(jī)用途分為：導(dǎo)航型接收機(jī)，測量型接收機(jī)，授時(shí)型接收機(jī)。按接收機(jī)接收的載波頻率分為，單頻接收機(jī)，雙頻接收機(jī)。按接收機(jī)的通道數(shù)分為，多通道接收機(jī)，序貫通道接收機(jī)，多路復(fù)用通道接收機(jī)

19、Gps信號(hào)接收機(jī)的工作原理：當(dāng)GPS衛(wèi)星在用戶視界升起時(shí)，接收機(jī)能夠捕獲到按一不定期衛(wèi)星高度截止角所選擇的待測衛(wèi)星，并能夠跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行；對所接收到的GPS信號(hào)，具有變換、放大和處理的功能，以便測量出GPS信號(hào)從衛(wèi)星到接收天線的傳播時(shí)間，解譯出GPS衛(wèi)星所發(fā)送的導(dǎo)航電文，實(shí)時(shí)地計(jì)算出測站的三維位置，甚至三維速度和時(shí)間。

第三篇：GPS測量原理及應(yīng)用

GPS測量原理及應(yīng)用

實(shí)習(xí)報(bào)告

專 業(yè)：12級測繪工程專業(yè)

班 級：1220502 姓 名：方 明

學(xué) 號(hào)：201220050208 指導(dǎo)教師：吳良才

目錄

一、前言.............................................................................................................3

1.1 實(shí)習(xí)目的.................................................................................................3

1.2 實(shí)習(xí)內(nèi)容.................................................................................................3

1.3 實(shí)習(xí)分組情況.........................................................................................3

二、GPS接收機(jī)認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí).................................................................................4

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?.......................................................................................4

2.2 儀器設(shè)備及精度指標(biāo)...........................................................................4

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟及操作.....................................................................................4

三、GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)采集.....................................................................5

3.1 技術(shù)設(shè)計(jì).................................................................................................5

3.2 測區(qū)情況及測前準(zhǔn)備.............................................................................5

3.3 選點(diǎn)情況.................................................................................................5

3.4 觀測的作業(yè)要求.....................................................................................6

3.5 具體操作步驟.........................................................................................6

四、GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)處理.......................................................................7

4.1 數(shù)據(jù)傳輸.....................................................................................................7

4.2 數(shù)據(jù)處理.....................................................................................................7

4.2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入.............................................................................................7

4.2.2 基線解算.............................................................................................7

4.2.3 自由網(wǎng)無約束平差...............................................................................8

4.3 成果輸出報(bào)表..............................................................................................8

五、基站架設(shè)以及RTK測圖............................................................................9

5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?........................................................................................9

5.2 儀器設(shè)備.................................................................................................9

5.3 RTK測圖步驟.........................................................................................9

5.3.1 基準(zhǔn)站設(shè)置....................................................................................9

5.3.2 移動(dòng)站設(shè)置....................................................................................9

5.3.3 點(diǎn)測量............................................................................................9

5.3.4 數(shù)據(jù)傳輸.......................................................................................10

5.4 南方CASS繪圖....................................................................................10

六、實(shí)習(xí)體會(huì).....................................................................................................11

一、前言.1 實(shí)習(xí)目的

通過實(shí)習(xí)，結(jié)合課堂教學(xué)我們可以掌握GPS接收機(jī)的操作方法，掌握利用GPS技術(shù)進(jìn) 行控制測量、地形測量和放樣等測繪工作方法。加深對課堂所學(xué)理論知識(shí)的理解，產(chǎn)生對GPS測量技術(shù)的感性認(rèn)識(shí)，并培養(yǎng)和提高利用所學(xué)理論知識(shí)動(dòng)手解決實(shí)際問題的能力。

1.2 實(shí)習(xí)內(nèi)容

這次實(shí)習(xí)的主要實(shí)習(xí)內(nèi)容主要有四項(xiàng)：

1．GPS接收機(jī)認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)；熟悉南方靈銳S86 GPS接收機(jī)的基本操作，對GPS接

收機(jī)工作原理有個(gè)認(rèn)識(shí)。

2．GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)采集；在校區(qū)進(jìn)行GPS網(wǎng)的布設(shè)，并進(jìn)行靜態(tài)相對定

位數(shù)據(jù)采集。

3.GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)處理；利用南方GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)處理軟件，對所采集的樣本

數(shù)據(jù)進(jìn)行基線解算和網(wǎng)平差。

4.基站架設(shè)以及RTK測圖，利用GPS RTK測量技術(shù)進(jìn)行碎部點(diǎn)測量，并用數(shù)據(jù)處理軟

件對采集的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理。以組為單位，進(jìn)行地形圖的繪制。

1.3 實(shí)習(xí)分組情況

?

本次實(shí)習(xí)班級分6組進(jìn)行 ?

本組成員情況介紹：

組長：方 明

組員：郭建雄、陳亞棟、付超遠(yuǎn)、帥蘇芳、鄒輝霞、王安迪 ?

靜態(tài)采集的數(shù)據(jù)以組為單位，每個(gè)組數(shù)據(jù)一樣； ?

動(dòng)態(tài)測量RTK測圖以組為單位，每個(gè)組一份圖。

二、GPS接收機(jī)認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)

2.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?/p>

(1)了解GPS接收機(jī)組成的各個(gè)部分（接收機(jī)天線、主機(jī)及其操作面板、電源

等）及其連接；

(2)掌握GPS接收機(jī)數(shù)據(jù)采集的操作，包括整平對中、開機(jī)、輸入點(diǎn)號(hào)、天

線高、查看接收機(jī)工作狀態(tài)、關(guān)機(jī)等；

(3)通過認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)，為以后的GPS靜態(tài)相對定位和RTK測圖實(shí)習(xí)做好知識(shí)和技

術(shù)上的準(zhǔn)備。

2.2 儀器設(shè)備及精度指標(biāo)

本次實(shí)習(xí)采用南方靈銳S86 GPS接收機(jī)

接收機(jī)的精度指標(biāo)：

靜態(tài)平面精度：3mm+1ppm

靜態(tài)高程精度：5mm+1ppm

RTK平面精度：1cm+1ppm RTK高程精度：2cm+1ppm

2.3 實(shí)驗(yàn)步驟及操作

（1）安置儀器：在任意點(diǎn)上放置三角架，安放基座和天線，整平對中；（2）天線與主機(jī)的連接；

（3）熟悉開機(jī)、關(guān)機(jī)、量取天線高；主機(jī)面板菜單的各項(xiàng)功能；輸入點(diǎn) 號(hào)、天線高，查看接收機(jī)工作狀態(tài)等。

三、GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)采集

3.1 技術(shù)設(shè)計(jì)依據(jù)

依據(jù)GPS測量規(guī)范及實(shí)習(xí)任務(wù)書，具體內(nèi)容為：

（1）等級：國家E級；

（2）點(diǎn)數(shù)：4個(gè)點(diǎn)組成兩個(gè)三角行，有同步環(huán)有異步環(huán)；（3）GPS控制點(diǎn)：依據(jù)ECIT CAMP GPS 2014網(wǎng)點(diǎn)選擇；

（4）成果：以:組為單位，完成設(shè)計(jì)、選點(diǎn)、觀測，每人分別進(jìn)行數(shù)據(jù)處理

和質(zhì)量控制，并提交各自的結(jié)果。

3.2 測區(qū)概況及測前準(zhǔn)備

測區(qū)概況：本次實(shí)習(xí)測區(qū)范圍為東華理工大學(xué)廣蘭校區(qū)，測區(qū)內(nèi)總體地勢較為平坦，部分地區(qū)有較大起伏，利于基準(zhǔn)站和移動(dòng)站的架設(shè)，但由于校區(qū)內(nèi)樹木、房屋等高大地物的影響，導(dǎo)致接收機(jī)接收衛(wèi)星信息叫空曠地區(qū)差些。

測前準(zhǔn)備：通過一天時(shí)間將控制點(diǎn)位選好，以備靜態(tài)測量時(shí)使用。其次，需要分配每個(gè)小組的任務(wù)，并將測量時(shí)的一些注意事項(xiàng)協(xié)調(diào)好。然后，通過GPS接受儀器對所選的控制點(diǎn)進(jìn)行測量，每個(gè)點(diǎn)位保證觀測兩個(gè)時(shí)段。當(dāng)外業(yè)測量結(jié)束后，運(yùn)用南方GPS處理軟件進(jìn)行內(nèi)業(yè)計(jì)算，得出每個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)和高程

3.3 選點(diǎn)情況

小組選點(diǎn)情況如圖： JX51——0001（北門）

JX52——0002（國防科技樓旁）JX54——0004（西大門）JX64——0005（東大門）

3.4 觀測的作業(yè)要求

（1）觀測的時(shí)段長度≥45min,幾何圖形強(qiáng)度因子PDOP<6；

（2）天線的對中誤差≤3mm，天線應(yīng)整平：基座上的圓氣泡居中，天線定向

標(biāo)志應(yīng)指向正北，定向誤差不宜超過±5°；

（3）觀測組應(yīng)按調(diào)度規(guī)定時(shí)間進(jìn)行作業(yè)，保證同步觀測同一組衛(wèi)星； ④每時(shí)段開機(jī)后應(yīng)量取天線高，并及時(shí)輸入點(diǎn)名（點(diǎn)號(hào)）及天線高，關(guān)機(jī)后

再量取一次天線高作校核，兩次互差<3mm,取平均值作為最后結(jié)果，并

記錄在外業(yè)觀測記錄紙上；

（4）儀器工作正常后，應(yīng)及時(shí)填寫外業(yè)觀測記錄紙中的有關(guān)內(nèi)容；

（5）作業(yè)期間，觀測人員不能擅自離開測站，并應(yīng)防止儀器受震動(dòng)或被移動(dòng)，防止人和其他物體靠近天線，遮擋衛(wèi)星信號(hào)。雷雨過境時(shí)應(yīng)關(guān)機(jī)停測，并卸下天線以防雷擊；

（6）觀測中應(yīng)保證接收機(jī)工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，觀測結(jié)束后，應(yīng)及時(shí)將

數(shù)據(jù)下載到計(jì)算機(jī)上。

3.5 具體操作步驟

（1）在選好的觀測站點(diǎn)上安放三腳架。注意觀測站周圍的環(huán)境必須符合以下的條件，即凈空條件好，遠(yuǎn)離反射源，避開電磁場干擾等。因此，安放時(shí)用

戶應(yīng)盡量避免將接收機(jī)放在樹蔭、建筑物下，也不要在靠近接收機(jī)的地方

使用對講機(jī)，手提電話等無線電設(shè)備。

（2）小心打開儀器箱，取出基座及對中器，將其安放在腳架上，在測點(diǎn)上對中、整平基座。

（3）從儀器箱中取出接收機(jī)，將其安放在對中器上，并將其鎖緊，再分別取出

采集器及其托盤，將它們安裝在腳架上。

（4）按開機(jī)鍵。三秒之內(nèi)按F1進(jìn)入設(shè)置工作模式。

（5）進(jìn)入設(shè)置工作模式后選擇靜態(tài)模式，然后修改截止角（15°），采樣頻率

10s，采樣模式為自動(dòng)（6）按F1確定就可以采集了

（7）注意儀器在采集的時(shí)候data鍵會(huì)閃爍，要是沒有閃爍那就可能儀器的存儲(chǔ)已滿，要進(jìn)行刪除里面以前的數(shù)據(jù)。

（8）開始進(jìn)行觀測，要記住開始時(shí)間，量取儀器高。

四、GPS靜態(tài)相對定位數(shù)據(jù)處理

4.1 數(shù)據(jù)傳輸

? 用數(shù)據(jù)線讓接收機(jī)與計(jì)算機(jī)連接

? 利用“靈銳助手”或者與接收機(jī)機(jī)型對應(yīng)的軟件傳輸數(shù)據(jù) ? 修改點(diǎn)名以及天線高

4.2 數(shù)據(jù)處理

4.2.1 數(shù)據(jù)導(dǎo)入

應(yīng)用南方測繪GPS數(shù)據(jù)處理軟件

新建一個(gè)工程，用于存儲(chǔ)文件，增加觀測數(shù)據(jù)將數(shù)據(jù)都導(dǎo)入。

4.2.2 基線解算

常用設(shè)置中將截止角設(shè)為15度，歷元間隔為10。然后處理全部基線。處理完畢后查看每條基線的整數(shù)解，若其小于3，則需要查看此基線的基線殘差圖，去除部分多余的衛(wèi)星觀測數(shù)據(jù)，進(jìn)行單獨(dú)處理這條基線，直到整數(shù)解滿足大于3的條件為止。7

4.2.3 自由網(wǎng)無約束平差

首先進(jìn)行網(wǎng)平差設(shè)置，選中三維平差、二維平差、水準(zhǔn)高程擬合，重置中央子午線為117度，高程擬合方案為曲面擬合。之后進(jìn)行網(wǎng)平差，生成成果報(bào)告。

4.3 成果輸出報(bào)表（見附錄）

五、基站架設(shè)以及RTK測圖

5.1 實(shí)驗(yàn)?zāi)康囊?/p>

（1）掌握基準(zhǔn)站的架設(shè)；

（2）掌握RTK系統(tǒng)的構(gòu)成，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站組成的各部件及其連接；（3）掌握RTK基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的位置；（4）掌握RTK測圖的基本原理；

（5）掌握南方CASS成圖的 軟件的使用。

5.2 儀器設(shè)備

南方靈銳S86 GPS接收機(jī)；S730手簿；腳架、基座；對中桿。

5.3 RTK測量的基本步驟

5.3.1基準(zhǔn)站設(shè)置

在已知點(diǎn)上架設(shè)腳架，固定基座，嚴(yán)格對中整平后，測量儀器高。開機(jī)，將接

收機(jī)調(diào)整為基準(zhǔn)站模式，設(shè)置差分格式為CMR、電臺(tái)頻道為3。觀察DX和

TX指示燈，TX燈閃表示基準(zhǔn)站向外發(fā)送數(shù)據(jù)，DX燈閃表示基準(zhǔn)站接收衛(wèi)星

信號(hào)。

5.3.2移動(dòng)站設(shè)置

（1）將移動(dòng)站主機(jī)連接在碳纖維對中桿上，將接收天線接在主機(jī)上，調(diào)節(jié)GPS

接收機(jī)至移動(dòng)站模式。

（2）打開主機(jī)，主機(jī)開始自動(dòng)初始化和搜索衛(wèi)星，當(dāng)達(dá)到一定條件后，主機(jī)上

的RX指示燈開始1秒閃1次，表明已經(jīng)收到基準(zhǔn)站差分信號(hào)。

（3）打開手簿，啟動(dòng)工程之星軟件。

（4）設(shè)置文件保存路徑，新建文件和文件。

（5）連接儀器，搜索到移動(dòng)站對應(yīng)的接收機(jī)信號(hào)，通過藍(lán)牙將移動(dòng)站和手簿連

接在一起。

（6）電臺(tái)設(shè)置。

（7）設(shè)置移動(dòng)參數(shù)：設(shè)置差分格式，CMR，設(shè)置天線高。

5.3.3 點(diǎn)測量

將對中桿放在目標(biāo)點(diǎn)上，使水準(zhǔn)器的氣泡置中。當(dāng)達(dá)到固定解時(shí)按下手

簿上的A鍵進(jìn)行點(diǎn)的采集；按兩下手簿上的B鍵可以查看采集的點(diǎn)的坐標(biāo)等。

5.3.4 數(shù)據(jù)傳輸

在野外采集的數(shù)據(jù)都會(huì)自動(dòng)保存在手簿的“我的電腦→Flashdisk→Jobs”中。

我們需要的測量成果文件是以*.dat為后綴的文件，此文件自動(dòng)存儲(chǔ)在我們新

建工程文件下的DATA文件中。

5.4 南方CASS繪圖

打開南方CASS→繪圖處理→展野外測點(diǎn)點(diǎn)號(hào)→將測量成果文件.dat導(dǎo)入CASS中。

根據(jù)草圖將圖完成。

展野外點(diǎn)點(diǎn)號(hào)分布圖（成果圖見附錄）

六、實(shí)習(xí)體會(huì)

這次實(shí)習(xí)中最主要的就是GPS靜態(tài)測量。GPS靜態(tài)測量，是利用測量型GPS接收機(jī)進(jìn)行定位測量的一種。主要用于建立各種的控制網(wǎng)。進(jìn)行GPS靜態(tài)測量時(shí)，認(rèn)為GPS接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測過程中的位置是靜止，在數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為一個(gè)不隨時(shí)間的改變而改變的量，通過接收到的衛(wèi)星數(shù)據(jù)的變化來求得待定點(diǎn)的坐標(biāo)。在測量中，GPS靜態(tài)測量的具體觀測模式是多臺(tái)接收機(jī)在不同的測站上進(jìn)行靜止同步觀測，時(shí)間由40分鐘到十幾小時(shí)不等。通過實(shí)習(xí)，熟悉并熟練掌握GPS儀器的使用及進(jìn)行控制測量的基本方法, 鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，加深對測量學(xué)的基本理論的理解。了解GPS原理以及在測繪中的應(yīng)用,能夠用有關(guān)理論指導(dǎo)作業(yè)實(shí)踐，做到理論與實(shí)踐相統(tǒng)一，提高分析問題、解決問題的能力，從而對控制測量學(xué)的基本內(nèi)容得到一次實(shí)際應(yīng)用，使所學(xué)知識(shí)進(jìn)一步鞏固、深化。學(xué)會(huì)GPS進(jìn)行控制測量的基本方法并對GPS數(shù)據(jù)的處理，培養(yǎng)實(shí)際動(dòng)手能力。

經(jīng)過了這次實(shí)習(xí)我們認(rèn)識(shí)到GPS靜態(tài)相對定位對網(wǎng)形選擇的要求是很高的。首先在選擇基線時(shí)要注意在任意三角形內(nèi)所選基線至少有兩點(diǎn)要相互通視。再就是流動(dòng)點(diǎn)和基準(zhǔn)點(diǎn)的距離不能超過20KM。在進(jìn)行對中和正平，保證接線連接正確之后，準(zhǔn)備開機(jī)。要保證進(jìn)行測量的幾組，同時(shí)開機(jī)，確保測量的準(zhǔn)確性。測量的時(shí)候，要記錄儀器高、點(diǎn)位置和時(shí)間段。我們采取的時(shí)間段是60分鐘，所以一次測量60分鐘之后，進(jìn)行換站，下一步測量。

附錄1

GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)處理成果輸出報(bào)表

GPS靜態(tài)數(shù)據(jù)網(wǎng)型

東華理工大學(xué)GNSS網(wǎng)平差結(jié)果 施工單位：12級測繪工程 負(fù) 責(zé) 人：方明

負(fù) 責(zé) 人：2014年12月14日

2014年12月14日

文件名

觀測日期

開始

結(jié)束

點(diǎn)名

天線高

天線高

機(jī)號(hào)

00013482.STH 2014年12月14日 13時(shí)57分 14時(shí)57分 0001

1.5774

1.5000

W1386782639

00023481.STH 2014年12月14日 12時(shí)40分 13時(shí)40分 0002

1.4971

1.4200

W1386782643

00023482.STH 2014年12月14日 13時(shí)56分 14時(shí)56分 0002

1.4971

1.4200

W1386782643

00043481.STH 2014年12月14日 12時(shí)40分 13時(shí)42分 0004

1.4981

1.4210

W1386782658

00053481.STH 2014年12月14日 12時(shí)40分 13時(shí)42分 0005

1.4238

1.3470

W1386789841

00053482.STH 2014年12月14日 13時(shí)56分 14時(shí)57分 0005

1.4238

1.3470

W1386789841

基線簡表

中誤差 水平

垂直

X增量

Y增量

Z增量

長度

相

對誤差

00013482-00023482 觀測量L1 L2 P2同步時(shí)長 59分鐘 歷元間隔:10 高度截止角:15.0 三差解

0.012 0.008 0.009

-0.031

0.063

0.039

0.080

1/7 雙差浮點(diǎn)解

0.012 0.008 0.009

229.450

101.620

13.463

251.307

1/21148 雙差固定解 33.44 0.009 0.003 0.009

229.470

101.623

13.465

251.327

1/27627

中誤差 水平

垂直

X增量

Y增量

Z增量

長度

相

對誤差

00043481-00023481 觀測量L1 L2 P2同步時(shí)長 59分鐘 歷元間隔:10 高度截止角:15.0 三差解

0.011 0.008 0.008

-0.000

0.001

0.000

0.001

1/0 雙差浮點(diǎn)解

0.011 0.008 0.008

-4.642

-146.737

236.273

278.170

1/24904 雙差固定解 16.43 0.012 0.004 0.011

-4.639

-146.720

236.276

278.163

1/23309

中誤差 水平

垂直

X增量

Y增量

Z增量

長度

相

對誤差

00053481-00023481 觀測量L1 L2 P2同步時(shí)長 60分鐘 歷元間隔:10 高度截止角:15.0 三差解

0.006 0.005 0.004

368.991

-29.742

348.149

508.180

1/87354 雙差浮點(diǎn)解

0.009 0.007 0.006

368.781

-29.570

348.240

508.080

1/58062 雙差固定解 10.51 0.011 0.003 0.010

368.792

-29.578

348.226

508.078

1/46900

中誤差 水平

垂直

X增量

Y增量

Z增量

長度

相

對誤差

00053482-00023482 觀測量L1 L2 P2同步時(shí)長 59分鐘 歷元間隔:20 高度截止角:15.0 三差解

0.010 0.007 0.007

0.028

-0.058

-0.035

0.073

1/8 雙差浮點(diǎn)解

0.010 0.007 0.007

368.795

-29.631

348.201

508.067

1/52151 雙差固定解

4.51 0.017 0.010 0.014

368.804

-29.586

348.230

508.091

1/30255

中誤差 水平

垂直

X增量

Y增量

Z增量

長度

相

對誤差

00053481-00043481 觀測量L1 L2 P2同步時(shí)長 61分鐘 歷元間隔:10 高度截止角:15.0 三差解

0.009 0.007 0.006

0.028

-0.059

-0.036

0.074

1/8 雙差浮點(diǎn)解

0.009 0.007 0.006

373.414

117.144

111.955

407.056

1/43572 雙差固定解 10.53 0.011 0.005 0.010

373.431

117.135

111.947

407.066

1/35563

中誤差 水平

垂直

X增量

Y增量

Z增

量

長度

相

對誤差

00013482-00053482 觀測量L1 L2 P2同步時(shí)長 60分鐘 歷元間隔:10 高度截止角:15.0 三差解

0.012 0.011 0.003

-136.186

132.812

-335.497

385.673

1/33339 雙差浮點(diǎn)解

0.047 0.046 0.010

-138.597

131.763

-334.890

385.644

1/8138 雙差固定解 17.95 0.026 0.016 0.021

-139.362

131.213

-334.766

385.626

1/14570 重復(fù)基線報(bào)告

基 線 名

質(zhì)量

中誤差

X

Y

Z

基線長 相對

誤差 長度較差 長度限差

重復(fù)基線

0.0127

0.0064

0.0039

0.0022

508.0843

25.0ppm

12.72

8.61

00053481-00023481

10.51 0.0108

368.7917

-29.5778

348.2256

508.0780

1/46900

00053482-00023482

4.51 0.0168

368.8045

-29.5856

348.2299

508.0907

1/30255

剔除基線后重復(fù)基線

剔除基線后重復(fù)基線

0.0127

0.0064

0.0039

0.0022

508.0843

25.0ppm

12.72

8.61

00053481-00023481

10.51 0.0108

368.7917

-29.5778

348.2256

508.0780

1/46900

00053482-00023482

4.51 0.0168

368.8045

-29.5856

348.2299

508.0907

1/30255

基線解詳細(xì)情況

1.00013482--00023482 Gnss基線解算結(jié)果 Ver 1.00 基線 雙差固定解 測

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