GPS测量原理及应用实验指导书_(测绘工程).pdf

GPS 测量实验指导书 （供测绘工程专业使用）测绘与城市空间信息系 实验一 单频GPS 接收机的认识及操作（一）实验目的（1）了解单频GPS 信号接收机的基本构造，认识其主要部件的名称和作用；（2）认识各指示灯的作用；（3）能够正常地进行开关机和进行数据记录。（二）实验要求 通过实验，学生要能够认识GPS 信号接收机的各个组成部分的名称和作用，掌握GPS 接收机控制器上的各个菜单的功能及参数设置，熟练地对接收机进行操作。实习时先由指导教师进行操作演示，再由学生自己进行操作练习。学生在做完实验后应编写相应的实验报告，写出GPS 信号接收机各个组成部分的名称和简要的操作过程。（三）实验设备与学时（1）设备：每组（4-5 人）配备易测640 单频接收机1 台（附脚架），天线高量尺1 把；（2）学时：课内实验2 学时。（四）实验方法和步骤（1）在校园内空旷地方安置GPS 接收机，进行对中、整平；（2）GPS 接收机的具体操作如下：开机过程严格按照下面步骤进行：确保E640处于关机状态。按下【I】(持续时间大于2秒)直到听见“嘀”一声，放开【I】。3 个绿色指示灯同时点亮0.5秒，然后熄灭。依次点亮一个绿灯(其它指示灯熄灭)，次序为BATT绿灯，GPS绿灯，REC绿灯。所有指示灯熄灭。开机成功，各指示灯切换到正常显示状态。注：上述过程缺一不可，否则都不是正常开机，需要返回维修，确定故障点。关机过程严格按照下面步骤进行：确保E640处于开机状态。按下【I】(持续时间大于3秒)直到听见“嘀”三声，放开【I】。3 个红色指示灯开始闪烁直到关机。关机成功，所有指示灯熄灭，“嘀”声音停止。启动数据记录：确保E640处于开机状态和非记录数据状态。确保E640接收到了3颗以上卫星信息（即GPS绿灯连续闪3次以上）。按下【FN】超过3秒（每秒E640 会“嘀”一声），放开【FN】。E640再“嘀”一声。REC绿灯快闪，开始记录数据，E640进 入记录数据状态 停止数据记录：确保E640处于开机和记录数据状态。按下【FN】超过3秒（每秒E640 会“嘀”一声），放开【FN】。E640再“嘀”一声。REC绿灯灭，停止记录数据，E640进入非记录数据状态。3、天线高的量取及计算：h：实测的控制点到测高处的高度 a：测高片上测高处至点中心的距离（a=0.095m）b：测高片上测高处至天线相位中心的距离（b=0.084m）H：控制点到天线相位中心的高度 22Hhab 实验二 RTK 接收机认识实习（一）实验目的（1）认识RTK 接收机的组成，了解基准站和流动站的结构；（2）掌握基准站的安置和流动站的组装及启动；（3）掌握测地通软件的使用及对基准站和流动站参数的设置；（4）了解在已知点上进行点校正及进行未知点位的测量。（二）实验要求 要求学生通过实验掌握RTK GPS 测量的原理、方法及接收机的操作和设置。在实验课教师的指导下，学生首先学会RTK GPS 接收机的参数设置和电台设置，能动正确启动基准站和流动站，掌握点校正的方法。学生在做完实验后应编写相应的实验报告，对RTK GPS 测量的原理、方法及接收机的操作和设置做一总结。（三）实验设备与学时（1）设备：全体学生共用1 套基站（华测X90 接收机、电台），每组（4-5人）配备华测X90 双频接收机1 套（手簿）；（2）学时：课内实验2 学时。（四）实验方法和步骤（1）架设基准站；（2）新建任务配置坐标系统 保存任务；（3）设置基准站（包括安装、手簿设置）；（4）设置流动站（包括安装、手簿设置）；（5）点校正；（6）测量。注：每步的具体操作已在课堂上通过测地通模拟软件和PPT 课件进行讲授。实验三 RTK 接收机使用实习（一）实验目的（1）掌握RTK GPS 接收机的操作和设置；（2）掌握在已知点上进行点校正及进行未知点位的测量方法；（3）掌握点位的放样方法及直线放样方法。（二）实验要求 通过实际操作掌握RTK GPS 接收机操作和设置，能够掌握在已知点上进行点校正、点位测量方法和简单的放样测量。学生在做完实验后应编写相应的实验报告，对RTK GPS 接收机的操作和设置、点校正方法、点位测量方法、点位及直线放样方法做一总结。（三）实验设备与学时（1）设备：全体学生共用1 套单基站CORS（华测X60 接收机、电台），每组（4-5 人）配备华测X90 双频接收机1 套（手簿）；（2）学时：课内实验2 学时。（四）实验方法和步骤（1）由实验室老师将单基站CORS 开机，基准站自动启动；（2）设置流动站（包括安装、手簿设置）；（3）点校正（在测区内选择3 个能够控制整个测区的已知点）；（4）点位测量、点位及直线放样。注：每步的具体操作已在课堂上通过测地通模拟软件和PPT 课件进行讲授。实验四 GPS 相对定位实习（一）实验目的（1）掌握GPS 静态相对定位测量的模式、及方法及接收机的操作和设置；（2）练习同步进行观测的方法。（二）实验要求 相对定位要求3 台以上接收机进行同步观测，每三个小组做为一个大组分组进行GPS 静态相对定位测量，在熟悉GPS 接收机操作的基础上，要求观测两个边连式的同步观测环，并练习填写外业观测记录表。学生在做完实验后应编写相应的实验报告，对GPS 相对定位测量的模式、同步观测的方法做一总结。（三）实验设备与学时（1）设备：每小组（4-5 人）配备易测单频频接收机1 台（附脚架）天线高量尺1 把。（2）学时：课内实验2 学时。（四）实验方法和步骤（1）在校园内空旷的地方选择4 个点；首先选择1、2、3 点安置接收机，将仪器对中整平，量取并计算天线高，将接收机号、所架点号、天线高填入记录手簿相应位置；（2）按照正确的开机过程将接收机开机，开始跟踪GPS 卫星，GPS 信号指示等连续闪烁4 次以上，说明搜星正常；（3）待同步观测的接收机均搜星正常后由大组组长统一指挥启动数据记录，同步观测30 分钟；将记录数据起止时间填入记录手簿相应位置；（4）数据记录结束后将接收机按照正确的关机过程将 3 台接收机关机，进行搬站，将 1 号点上的接收机搬至 4 号点进行第二个时段的观测，观测方法同第一时段。所观测网形如下图所示：1234 实验五 GPS 平面控制实习（4 学时）（一）实验目的（1）掌握GPS 平面控制网的布设方法；（2）严格按照规范进行GPS 平面控制网的外业观测。（二）实验要求 在熟悉相对定位的基础上，要求3 台接收机进行同步观测，每三个小组做为一个大组分组进行GPS 静态平面控制测量，要求观测一个大地四边形，能按要求进行作业调度，并规范填写外业观测记录表。学生在做完实验后应编写相应的实验报告，对GPS 平面控制网的布设方法外业观测的方过程做一总结。（三）实验设备与学时（1）设备：每小组（4-5 人）配备易测单频频接收机1 台（附脚架）天线高量尺1 把。（2）学时：课内实验4 学时。（四）实验方法和步骤（1）在校园内空旷的地方选择4 个点；首先选择1、2、3 点安置接收机，将仪器对中整平，量取并计算天线高，将接收机号、所架点号、天线高填入记录手簿相应位置；（2）按照正确的开机过程将接收机开机，开始跟踪GPS 卫星，GPS 信号指示等连续闪烁4 次以上，说明搜星正常；（3）待同步观测的接收机均搜星正常后由大组组长统一指挥启动数据记录，同步观测45 分钟（按二级GPS 控制网要求）；将记录数据起止时间填 入记录手簿相应位置；（4）数据记录结束后将接收机按照正确的关机过程将 3 台接收机关机，进行搬站，搬站时间为 1015 分钟，将 1 号点上的接收机搬至 4 号点进行第二个时段的观测，观测方法同第一时段。所观测网形如下图所示：（5）第二时段结束后将 3 号点上接收机搬至一号点，进行第三时段的观测；第三时段结束后将二号点上接收机搬至 3 号点进行第四个时段的观测。所观测同步图形依次为：123、234、124、134，最终观测网形如下图所示：1234 1234 实验六 GPS 测量数据处理（一）实验目的(1)掌握通过随机软件对接收机内参数进行设置及进行接收机内数据下载；（2）掌握数据预处理及野外观测成果的检核的方法；（3）掌握利用随机软件进行基线解算及网平差的流程及成果的检核方法；（4）掌握天宝后处理软件的使用。（二）实验要求 要求学生通过实验掌握GPS 测量的原理、方法及GPS 测量数据预处理的原理与方法，熟练地使用GPS 接收机随机软件。并会将存储在接收机中的测量数据传送至计算机中，对测量数据进行预处理，解算出基线向量并进行测量成果质量分析。实验时先由指导教师进行操作演示，再由学生通过自己观测的数据进行实际操作练习，并对数据处理结果进行质量分析和精度检验，另外要求掌握天宝后处理软件的使用。学生在做完实验后应编写相应的实验或实习报告，对GPS 接收机随机软件的操作过程和软件中的参数设置等关键环节做出总结。（三）实验设备与学时（1）设备：每组每人配备电脑一台（电脑上均备份有随机后处理软件和天宝软件），每组使用本组GPS 平面控制实验中所用接收机3 台，数传线1 根。（2）学时：课内实验4 学时。（四）实验方法和步骤 注：每步的具体操作已在课堂上通过后处理软件和PPT 课件进行讲授，并为每位学生配有指导教师所编电子版简易使用说明书。