第一篇：GPS測(cè)量與應(yīng)用報(bào)告

GPS知識(shí)理解

GPS 是英文Global Positioning System（全球定位系統(tǒng)）的簡稱，而其中文簡稱為“球位系”。GPS是20世紀(jì)70年代由美國陸?？杖娐?lián)合研制的新一代空間衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。其主要目的是為陸、海、空三大領(lǐng)域提供實(shí)時(shí)、全天候和全球性的導(dǎo)航服務(wù)，并用于情報(bào)收集、核爆監(jiān)測(cè)和應(yīng)急通訊等一些軍事目的經(jīng)過20余年的研究實(shí)驗(yàn)，耗資300億美元，到1994年3月，全球覆蓋率高達(dá)98%的24顆GPS衛(wèi)星星座己布設(shè)完成。

8項(xiàng)主要功能

1．跟蹤定位

2．軌跡回放

3．報(bào)警（報(bào)告）

4．里程統(tǒng)計(jì)

5．短信通知功能

6．車輛遠(yuǎn)程控制

7．油耗檢測(cè)

8．車輛調(diào)

1.空間部分

GPS的空間部分是由24顆衛(wèi)星組成(21顆工作衛(wèi)星；3顆備用衛(wèi)星），它位于距地表20200km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°。衛(wèi)星的分布使得在全球任何地方、任何時(shí)間都可觀測(cè)到4 顆以上的衛(wèi)星,并能在衛(wèi)星中預(yù)存導(dǎo)航信息，GPS的衛(wèi)星因?yàn)榇髿饽Σ恋葐栴}；隨著時(shí)間的推移，導(dǎo)航精度會(huì)逐漸降低。

2.地面控制系統(tǒng)

地面控制系統(tǒng)由監(jiān)測(cè)站(Monitor Station)、主控制站(Master Monitor Station)、地面天線(Ground Antenna)所組成,主控制站位于美國科羅拉多州春田市(Colorado Spring)。地面控制站負(fù)責(zé)收集由衛(wèi)星傳回之訊息,并計(jì)算衛(wèi)星星歷、相對(duì)距離,大氣校正等數(shù)據(jù)。

3.用戶設(shè)備部分

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(cè)衛(wèi)星，并跟蹤這些衛(wèi)星的運(yùn)行。當(dāng)接收機(jī)捕獲到跟蹤的衛(wèi)星信號(hào)后，就可測(cè)量出接收天線至衛(wèi)星的偽距離和距離的變化率,解調(diào)出衛(wèi)星軌道參數(shù)等數(shù)據(jù)。根據(jù)這些數(shù)據(jù)，接收機(jī)中的微處理計(jì)算機(jī)就可按定位解算方法進(jìn)行定位計(jì)算，計(jì)算出用戶所在地理位置的經(jīng)緯度、高度、速度、時(shí)間等信息。接收機(jī)硬件和機(jī)內(nèi)軟件以及GPS 數(shù)據(jù)的后處理軟件包構(gòu)成完整的GPS 用戶設(shè)備。GPS 接收機(jī)的結(jié)構(gòu)分為天線單元和接收單元兩部分。接收機(jī)一般采用機(jī)內(nèi)和機(jī)外兩種直流電源。設(shè)置機(jī)內(nèi)電源的目的在于更換外電源時(shí)不中斷連續(xù)觀測(cè)。在用機(jī)外電源時(shí)機(jī)內(nèi)電池自動(dòng)充電。關(guān)機(jī)后機(jī)內(nèi)電池為RAM存儲(chǔ)器供電，以防止數(shù)據(jù)丟失。目前各種類型的接受機(jī)體積越來越小，重量越來越輕，便于野外觀測(cè)使用。其次則為使用者接收器,現(xiàn)有單頻與雙頻兩種,但由于價(jià)格因素,一般使用者所購買的多為單頻接收器。

GPS術(shù)語

1.GPS Generalized Processor Sharing 通用處理器共享

2.GPS Global Positioning System 全球定位衛(wèi)星/系統(tǒng)

3.[GPSS]General Purpose Systems Simulator通用系統(tǒng)模擬器

4.[DGPS]Differential GPS差分GPS,差分全球定位系統(tǒng)

5.GPS General Phonetic Symbols 捷易讀注音符

GPS原理

GPS導(dǎo)航系統(tǒng)的基本原理是測(cè)量出已知位置的衛(wèi)星到用戶接收機(jī)之間的距離，然后綜合多顆衛(wèi)星的數(shù)據(jù)就可知道接收機(jī)的具體位置。要達(dá)到這一目的，衛(wèi)星的位置可以根據(jù)星載時(shí)

鐘所記錄的時(shí)間在衛(wèi)星星歷中查出。而用戶到衛(wèi)星的距離則通過紀(jì)錄衛(wèi)星信號(hào)傳播到用戶所經(jīng)歷的時(shí)間，再將其乘以光速得到(由于大氣層電離層的干擾，這一距離并不是用戶與衛(wèi)星之間的真實(shí)距離，而是偽距（PR）：當(dāng)GPS衛(wèi)星正常工作時(shí)，會(huì)不斷地用1和0二進(jìn)制碼元組成的偽隨機(jī)碼（簡稱偽碼）發(fā)射導(dǎo)航電文。GPS系統(tǒng)使用的偽碼一共有兩種，分別是民用的C/A碼和軍用的P(Y)碼。C/A碼頻率1.023MHz,重復(fù)周期一毫秒，碼間距1微秒，相當(dāng)于300m；P碼頻率10.23MHz，重復(fù)周期266.4天，碼間距0.1微秒，相當(dāng)于30m。而Y碼是在P碼的基礎(chǔ)上形成的，保密性能更佳。導(dǎo)航電文包括衛(wèi)星星歷、工作狀況、時(shí)鐘改正、電離層時(shí)延修正、大氣折射修正等信息。它是從衛(wèi)星信號(hào)中解調(diào)制出來，以50b/s調(diào)制在載頻上發(fā)射的。導(dǎo)航電文每個(gè)主幀中包含5個(gè)子幀每幀長6s。前三幀各10個(gè)字碼；每三十秒重復(fù)一次，每小時(shí)更新一次。后兩幀共15000b。導(dǎo)航電文中的內(nèi)容主要有遙測(cè)碼、轉(zhuǎn)換碼、第1、2、3數(shù)據(jù)塊，其中最重要的則為星歷數(shù)據(jù)。當(dāng)用戶接受到導(dǎo)航電文時(shí)，提取出衛(wèi)星時(shí)間并將其與自己的時(shí)鐘做對(duì)比便可得知衛(wèi)星與用戶的距離，再利用導(dǎo)航電文中的衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)推算出衛(wèi)星發(fā)射電文時(shí)所處位置，用戶在WGS-84大地坐標(biāo)系中的位置速度等信息便可知。

可見GPS導(dǎo)航系統(tǒng)衛(wèi)星部分的作用就是不斷地發(fā)射導(dǎo)航電文。然而，由于用戶接受機(jī)使用的時(shí)鐘與衛(wèi)星星載時(shí)鐘不可能總是同步，所以除了用戶的三維坐標(biāo)x、y、z外，還要引進(jìn)一個(gè)Δt即衛(wèi)星與接收機(jī)之間的時(shí)間差作為未知數(shù)，然后用4個(gè)方程將這4個(gè)未知數(shù)解出來。所以如果想知道接收機(jī)所處的位置，至少要能接收到4個(gè)衛(wèi)星的信號(hào)。

GPS接收機(jī)可接收到可用于授時(shí)的準(zhǔn)確至納秒級(jí)的時(shí)間信息；用于預(yù)報(bào)未來幾個(gè)月內(nèi)衛(wèi)星所處概略位置的預(yù)報(bào)星歷；用于計(jì)算定位時(shí)所需衛(wèi)星坐標(biāo)的廣播星歷，精度為幾米至幾十米（各個(gè)衛(wèi)星不同，隨時(shí)變化）；以及GPS系統(tǒng)信息，如衛(wèi)星狀況等。

GPS接收機(jī)對(duì)碼的量測(cè)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(duì)0A碼測(cè)得的偽距稱為UA碼偽距，精度約為20米左右，對(duì)P碼測(cè)得的偽距稱為P碼偽距，精度約為2米左右。

GPS接收機(jī)對(duì)收到的衛(wèi)星信號(hào)，進(jìn)行解碼或采用其它技術(shù)，將調(diào)制在載波上的信息去掉后，就可以恢復(fù)載波。嚴(yán)格而言，載波相位應(yīng)被稱為載波拍頻相位，它是收到的受多普勒頻 移影響的衛(wèi)星信號(hào)載波相位與接收機(jī)本機(jī)振蕩產(chǎn)生信號(hào)相位之差。一般在接收機(jī)鐘確定的歷元時(shí)刻量測(cè)，保持對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤，就可記錄下相位的變化值，但開始觀測(cè)時(shí)的接收機(jī)和衛(wèi)星振蕩器的相位初值是不知道的，起始?xì)v元的相位整數(shù)也是不知道的，即整周模糊度，只能在數(shù)據(jù)處理中作為參數(shù)解算。相位觀測(cè)值的精度高至毫米，但前提是解出整周模糊度，因此只有在相對(duì)定位、并有一段連續(xù)觀測(cè)值時(shí)才能使用相位觀測(cè)值，而要達(dá)到優(yōu)于米級(jí)的定位 精度也只能采用相位觀測(cè)值。

按定位方式，GPS定位分為單點(diǎn)定位和相對(duì)定位（差分定位）。單點(diǎn)定位就是根據(jù)一臺(tái)接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來確定接收機(jī)位置的方式，它只能采用偽距觀測(cè)量，可用于車船等的概略導(dǎo)航定位。相對(duì)定位（差分定位）是根據(jù)兩臺(tái)以上接收機(jī)的觀測(cè)數(shù)據(jù)來確定觀測(cè)點(diǎn)之間的相對(duì)位置的方法，它既可采用偽距觀測(cè)量也可采用相位觀測(cè)量，大地測(cè)量或工程測(cè)量均應(yīng)采用相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位。

在GPS觀測(cè)量中包含了衛(wèi)星和接收機(jī)的鐘差、大氣傳播延遲、多路徑效應(yīng)等誤差，在定位計(jì)算時(shí)還要受到衛(wèi)星廣播星歷誤差的影響，在進(jìn)行相對(duì)定位時(shí)大部分公共誤差被抵消或削弱，因此定位精度將大大提高，雙頻接收機(jī)可以根據(jù)兩個(gè)頻率的觀測(cè)量抵消大氣中電離層誤差的主要部分，在精度要求高，接收機(jī)間距離較遠(yuǎn)時(shí)（大氣有明顯差別），應(yīng)選用雙頻接收機(jī)。GPS定位原理參考資料：

GPS定位的基本原理是根據(jù)高速運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星瞬間位置作為已知的起算數(shù)據(jù)，采用空間距離后方交會(huì)的方法，確定待測(cè)點(diǎn)的位置。如圖所示，假設(shè)t時(shí)刻在地面待測(cè)點(diǎn)上安置GPS接收

機(jī)，可以測(cè)定GPS信號(hào)到達(dá)接收機(jī)的時(shí)間△t，再加上接收機(jī)所接收到的衛(wèi)星星歷等其它數(shù)據(jù)可以確定以下四個(gè)方程式)

全球定位系統(tǒng)的主要特點(diǎn)：

(1)全球、全天候工作。

①定位精度高。單機(jī)定位精度優(yōu)于10m，采用差分定位，精度可達(dá)厘米級(jí)和毫米級(jí)。②功能多，應(yīng)用廣。

GPS系統(tǒng)的特點(diǎn)：高精度、全天候、高效率、多功能、操作簡便、應(yīng)用廣泛等。

1、定位精度高

應(yīng)用實(shí)踐已經(jīng)證明，GPS相對(duì)定位精度在50KM以內(nèi)可達(dá)10-6，100-500KM可達(dá)10-7m，1000KM可達(dá)10-9m。在300-1500M工程精密定位中，1小時(shí)以上觀測(cè)的解其平面其平面位置誤差小于1mm，與ME-5000電磁波測(cè)距儀測(cè)定得邊長比較，其邊長較差最大為0.5mm,校差中誤差為0.3mm。

2、觀測(cè)時(shí)間短

隨著GPS系統(tǒng)的不斷完善，軟件的不斷更新，目前，20KM以內(nèi)相對(duì)靜態(tài)定位，僅需15-20分鐘；快速靜態(tài)相對(duì)定位測(cè)量時(shí)，當(dāng)每個(gè)流動(dòng)站與基準(zhǔn)站相距在15KM以內(nèi)時(shí)，流動(dòng)站觀測(cè)時(shí)間只需1-2分鐘，然后可隨時(shí)定位，每站觀測(cè)只需幾秒鐘。

GPS種類

GPS衛(wèi)星接收機(jī)種類很多，根據(jù)型號(hào)分為測(cè)地型、全站型、定時(shí)型、手持型、集成型；根據(jù)用途分為車載式、船載式、機(jī)載式、星載式、彈載式。

按接收機(jī)的用途分類

1.導(dǎo)航型接收機(jī)

此類型接收機(jī)主要用于運(yùn)動(dòng)載體的導(dǎo)航，它可以實(shí)時(shí)給出載體的位置和速度。這類接收機(jī)一般采用C/A碼偽距測(cè)量，單點(diǎn)實(shí)時(shí)定位精度較低，一般為±10m，有SA影響時(shí)為±100m。這類接收機(jī)價(jià)格便宜，應(yīng)用廣泛。根據(jù)應(yīng)用領(lǐng)域的不同，此類接收機(jī)還可以進(jìn)一步分為：車載型——用于車輛導(dǎo)航定位；

航海型——用于船舶導(dǎo)航定位；

航空型——用于飛機(jī)導(dǎo)航定位。由于飛機(jī)運(yùn)行速度快，因此，在航空上用的接收機(jī)要求能適應(yīng)高速運(yùn)動(dòng)。

星載型——用于衛(wèi)星的導(dǎo)航定位。由于衛(wèi)星的速度高達(dá)7km/s以上，因此對(duì)接收機(jī)的要求更高。

2.測(cè)地型接收機(jī)

測(cè)地型接收機(jī)主要用于精密大地測(cè)量和精密工程測(cè)量。這類儀器主要采用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行相對(duì)定位，定位精度高。儀器結(jié)構(gòu)復(fù)雜，價(jià)格較貴。

3.授時(shí)型接收機(jī)

這類接收機(jī)主要利用GPS衛(wèi)星提供的高精度時(shí)間標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行授時(shí)，常用于天文臺(tái)及無線電通訊中時(shí)間同步。

按接收機(jī)的載波頻率分類

單頻接收機(jī)

單頻接收機(jī)只能接收L1載波信號(hào)，測(cè)定載波相位觀測(cè)值進(jìn)行定位。由于不能有效消除電離層延遲影響，單頻接收機(jī)只適用于短基線（<15km）的精密定位。

雙頻接收機(jī)

雙頻接收機(jī)可以同時(shí)接收L1，L2載波信號(hào)。利用雙頻對(duì)電離層延遲的不一樣，可以消除電離層對(duì)電磁波信號(hào)的延遲的影響，因此雙頻接收機(jī)可用于長達(dá)幾千公里的精密定位。按接收機(jī)通道數(shù)分類

GPS接收機(jī)能同時(shí)接收多顆GPS衛(wèi)星的信號(hào)，為了分離接收到的不同衛(wèi)星的信號(hào)，以實(shí)現(xiàn)對(duì)衛(wèi)星信號(hào)的跟蹤、處理和量測(cè)，具有這樣功能的器件稱為天線信號(hào)通道。根據(jù)接收機(jī)所具有的通道種類可分為：

多通道接收機(jī)

序貫通道接收機(jī)

多路多用通道接收機(jī)

按接收機(jī)工作原理分類

碼相關(guān)型接收機(jī)

碼相關(guān)型接收機(jī)是利用碼相關(guān)技術(shù)得到偽距觀測(cè)值。

平方型接收機(jī)

平方型接收機(jī)是利用載波信號(hào)的平方技術(shù)去掉調(diào)制信號(hào),來恢復(fù)完整的載波信號(hào)，通過相位計(jì)測(cè)定接收機(jī)內(nèi)產(chǎn)生的載波信號(hào)與接收到的載波信號(hào)之間的相位差，測(cè)定偽距觀測(cè)值?；旌闲徒邮諜C(jī)

這種儀器是綜合上述兩種接收機(jī)的優(yōu)點(diǎn)，既可以得到碼相位偽距，也可以得到載波相位觀測(cè)值。

干涉型接收機(jī)

這種接收機(jī)是將GPS衛(wèi)星作為射電源，采用干涉測(cè)量方法，測(cè)定兩個(gè)測(cè)站間距離。經(jīng)過20余年的實(shí)踐證明，GPS系統(tǒng)是一個(gè)高精度、全天候和全球性的無線電導(dǎo)航、定位和定時(shí)的多功能系統(tǒng)。GPS技術(shù)已經(jīng)發(fā)展成為多領(lǐng)域、多模式、多用途、多機(jī)型的國際性高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)。

參考文獻(xiàn)：

池云祥 GPS原理與應(yīng)用 山東山東省地圖出版社1999

徐邵銓GPS測(cè)量原理與應(yīng)用武漢 武漢測(cè)繪科技大學(xué)出版社1998

共廣運(yùn) GPS測(cè)地研究與應(yīng)用文集 北京北京測(cè)繪出版社 1992.12

張守信 GPS微星測(cè)量定位理論與應(yīng)用 長沙 國防科技出版社 1996

第二篇：GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

GPS測(cè)量原理及應(yīng)用

實(shí)習(xí)報(bào)告

專 業(yè)：12級(jí)測(cè)繪工程專業(yè)

班 級(jí)：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(duì)定位數(shù)據(jù)采集.....................................................................5

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

3.2 測(cè)區(qū)情況及測(cè)前準(zhǔn)備.............................................................................5

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

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

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

四、GPS靜態(tài)相對(duì)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(cè)圖............................................................................9

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

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

5.3 RTK測(cè)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(cè)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(cè)量、地形測(cè)量和放樣等測(cè)繪工作方法。加深對(duì)課堂所學(xué)理論知識(shí)的理解，產(chǎn)生對(duì)GPS測(cè)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(duì)GPS接

收機(jī)工作原理有個(gè)認(rèn)識(shí)。

2．GPS靜態(tài)相對(duì)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(duì)定

位數(shù)據(jù)采集。

3.GPS靜態(tài)相對(duì)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(duì)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(cè)圖，利用GPS RTK測(cè)量技術(shù)進(jìn)行碎部點(diǎn)測(cè)量，并用數(shù)據(jù)處理軟

件對(duì)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(jí)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(cè)量RTK測(cè)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(duì)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(duì)定位和RTK測(cè)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(duì)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(duì)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(cè)量規(guī)范及實(shí)習(xí)任務(wù)書，具體內(nèi)容為：

（1）等級(jí)：國家E級(jí)；

（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(cè)，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(cè)區(qū)概況及測(cè)前準(zhǔn)備

測(cè)區(qū)概況：本次實(shí)習(xí)測(cè)區(qū)范圍為東華理工大學(xué)廣蘭校區(qū)，測(cè)區(qū)內(nèi)總體地勢(shì)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(cè)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(cè)量時(shí)使用。其次，需要分配每個(gè)小組的任務(wù)，并將測(cè)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(duì)所選的控制點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量，每個(gè)點(diǎn)位保證觀測(cè)兩個(gè)時(shí)段。當(dāng)外業(yè)測(cè)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(cè)的作業(yè)要求

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

（2）天線的對(duì)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(cè)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(cè)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(cè)記錄紙上；

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

（5）作業(yè)期間，觀測(cè)人員不能擅自離開測(cè)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(cè)，并卸下天線以防雷擊；

（6）觀測(cè)中應(yīng)保證接收機(jī)工作正常，數(shù)據(jù)記錄正確，觀測(cè)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(cè)站點(diǎn)上安放三腳架。注意觀測(cè)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(duì)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(duì)中器，將其安放在腳架上，在測(cè)點(diǎn)上對(duì)中、整平基座。

（3）從儀器箱中取出接收機(jī)，將其安放在對(duì)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(cè)，要記住開始時(shí)間，量取儀器高。

四、GPS靜態(tài)相對(duì)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(duì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(duì)中桿。

5.3 RTK測(cè)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(duì)中整平后，測(cè)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(duì)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(duì)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(cè)量

將對(duì)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(cè)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(cè)點(diǎn)點(diǎn)號(hào)→將測(cè)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(cè)量。GPS靜態(tài)測(cè)量，是利用測(cè)量型GPS接收機(jī)進(jìn)行定位測(cè)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(cè)量時(shí)，認(rèn)為GPS接收機(jī)的天線在整個(gè)觀測(cè)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(cè)量中，GPS靜態(tài)測(cè)量的具體觀測(cè)模式是多臺(tái)接收機(jī)在不同的測(cè)站上進(jìn)行靜止同步觀測(cè)，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(cè)量的基本方法, 鞏固課堂所學(xué)知識(shí)，加深對(duì)測(cè)量學(xué)的基本理論的理解。了解GPS原理以及在測(cè)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(duì)控制測(cè)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(cè)量的基本方法并對(duì)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(duì)定位對(duì)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(duì)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(cè)量的幾組，同時(shí)開機(jī)，確保測(cè)量的準(zhǔn)確性。測(cè)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(cè)量60分鐘之后，進(jìn)行換站，下一步測(cè)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(jí)測(cè)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(cè)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(duì)誤差

00013482-00023482 觀測(cè)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(duì)誤差

00043481-00023481 觀測(cè)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(duì)誤差

00053481-00023481 觀測(cè)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(duì)誤差

00053482-00023482 觀測(cè)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(duì)誤差

00053481-00043481 觀測(cè)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(duì)誤差

00013482-00053482 觀測(cè)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(duì)

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(cè)

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