《GNSS 定位》课程标准(高职).docx
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1、GNSS定位课程标准一、课程说明注:1.课程类型(单一选项):A类(纯理论课)/ B类(理论+实践)/ C类(纯实践课)课程名称GNSS定位标准简称GNSS适用专业工程测量修读学期第四学期制订时间2015.3课程代码133110课程学时64课程学分4课程类型B课程性质必修课课程类别专业基础技 能课程先修课程测量学,数字测图,控制测量学后续课程对应职业资格证或内容工程测量员合作开发企业无执笔人合作者无审核人制(修)定 口期2018. 72.课程性质(单一选项):必修课/专业选修课/公共选修课3.课程类别(单一选项):专业通识课/专业核心课程(含职业拓展课)4.合 须是行业企业人员,如果没有,那么
2、填无二、课程定位GNSS定位是高职类工程测量技术专业的一门重要的基础课程,专业必修课程。该 课程主要任务是使学生了解全球定位系统(GPS)的开展概况,掌握GPS定位的原理、GPS 定位的方式方法及GPS测量数据的处理与分析等重点内容,对GPS技术在各种工程测量、 地籍测量、交通管理、导航、地理信息系统等方面的应用情况有所了解,为今后在工作应用这一 先进的定位技术奠定基础。三、设计思路(一)确定课程目标的思路将传统的以知识为主线构建的学科性课程模式,转变为以能力为主线,以任务引导知识,以 生产过程组织教学的职业课程模式作为课程目标的设计思路。(二)设计课程内容的依据本课程按照“基于工作过程”的教
3、学理念设计教学内容,引导学生在工程活动中掌握测量 学的基本概念与技能,培养学生具备测量专业生产过程需要的基本职业能力。周次学时授课内容目的要求作业教具备注121.1 GPS的组成概况,L 2美国政府的限 制性政策了解GPS定位系统的开展历史。掌握GPS 定位系统的应用特点。PPT+板书121. 3GPS的重大开展,1.4其他卫星定位 系统掌握GPS定位系统的组成。了解美国的SA 政策和用户对策、及全球几大定位系统的特 点。p54PPT+板书222.1坐标系统的类型,2.2天球坐标系熟悉天球坐标的定义,以及卫星在天球坐标 系如何转换到其他坐标系PPT+板书222.3协议地球坐标系,2.4大地测量
4、基准 及其转换了解协议地球坐标系,大地测量基准以及它 们之间的参数转换p68PPT+板书322.5时间系统掌握GPS定位的主要误差来源机房323. 1卫星的无摄运动,3. 2卫星的受摄运 动掌握GPS定位的原理及定位方法、掌握伪距 测量定位、载波相位定位原理PPT+板书423. 3GPS卫星的星历,3. 4GPS卫星的坐标 计算掌握GPS星历文件的格式以及通过星历文件 反算卫星的坐标p111机房424. 1电磁波传播的基本概念,4.2大气层 对电磁波传播的影响掌握电磁波传播的原理,掌握大气层对电磁 波传播的影响PPT+板书524. 3GPS卫星的测距码,4.4GPS卫星的导 航电文了解GPS卫
5、星测距码的文件格式,导航电 文的文件格式PPT+板书524. 5GPS定位的方法与观测量、动态与静 态定位的原理掌握GPS定位的方法,了解动态与静态定 位的工作原理PPT+板书624.6相对定位原理4. 7外业选点与埋石、GPS数据采集、外 业的观测成果掌握相对定位、差分定位的原理,熟悉外业 GPS布设的基本流程机房62GPS接收机认识掌握接收机的基本操作户外教学725.1数据处理的基本程序掌握GPS测量数据的预处理,熟悉数据处 理的基本流程PPT+板书72GPS数据预处理掌握TEQC对GPS数据的初处理机房825. 2 GPS基线向量分析5. 3 GPS网形结构分析熟悉GPS基线向量文件,以
6、及基线向量文件 中数据的格式,了解GPS网形结构的分析PPT+板书82GPS-RTK电台与网络模式设置掌握GPS-RTK在工程应用中的几种不同模式户外教学926. 1 GPS定位的误差分类6. 2于卫星有关的误差及卫星信号传播 误差了解GPS定位误差的分类,了解与卫星有关 的误差及其信号传播误差PPT+板书926. 3与接收设备有关的误差及其他误差 影响6.4观测卫星的几何分布对绝对定位精 度的影响了解接收设备的误差对信号的影响,了解卫 星的分布对定位精度的影响PPT+板书1027.1 GPS数据后处理软件介绍熟悉几种用于GPS后处理的软件PPT+板书102南方HG0解算软件讲解掌握一种GPS
7、数据处理软件机房1127.2 WGS84与西安80坐标之间的转换7.3 GPS网三维平差,6. 4GPS网二维平差掌握不同坐标系转换的流程,掌握GPS网的 三维平差的流程以及二维平差机房112坐标转换掌握WGS84坐标系与当地坐标系的转换户外教学1227. 5GPS平差软件简介,6.6测量总结对GPS后处理进行总结PPT+板书122GPS控制网布设,包括选点、埋石、观 测(上)掌握GPS在控制测量中的实施过程户外教学132GPS控制网布设,包括选点、埋石、观 测(下)掌握GPS在控制测量中的实施过程机房1328.1GPS在大地控制测量中的应用了解GPS在大地控制测量中的应用机房1428. 2G
8、PS在变形监测中的应用了解GPS在变形监测的应用机房1428. 3GPS在海洋测绘方面的应用了解GPS在海洋测绘方面的应用PPT+板书1528. 4GPS在地形、地籍、房产测量中的应 用了解GPS在地形、地籍、房产测量中的应用PPT+板书152科傻软件模拟控制网布置掌握科傻软件在工程控制网的应用机房162GPS-RTK地形图测绘掌握GPS-RTK在大比例尺地形图的测绘户外教学162期末复习复习附件2:工程测量技术专业GNSS定 位指 导书建筑工程系测绘教研室二。一八年八月一、实训目的-222-二、仪器设备工具材料一 222 -三、主要内容和原理-222-四、实训步骤-224-五、实习报告总结编
9、写要求-225-六、其他(评分标准)-226-一、实训目的GPS定位技术是工程测量技术专业的一门专业课程,所属课程编05221209,理论 课程总学时数32,其中实验时数32o心PS定位技术实习是对学生进行GPS应用操作基本 技能训练的一个重要环节,是对课堂理论教学加深认识的过程。要求学生了解GPS设备的 具体使用方法和考前须知。GPS定位技术实验共开设4个实验工程:GPS仪器认识,要求学生掌握GPS系统配置、设备连接及观测的基本方法;GPS单点定位,要求学生了解GPS单点定位(绝对定位)的全过程。GPS测量- GPS相对定位,了解静态相对定位的过程、原理和方法。GPS测量-GPS快速静态相对
10、定位,与静态相对定位比拟,了解快速静态相对定位的过 程、原理和方法。实验分组进行,每组4-6人。主要参考资料为李天文编著的GPS测量与数据处理实习 教程,南方银河1号测量系统操作手册、中海达iRTK2、中海达IRTK2接收机快速入门手册。 二、仪器设备工具材料1 .静态测量(一)静态数据采集仪器:中海达iRTK2 ,南方银河1号,华测i60各一套(标称精度为 5mm+lppm )。测量按全球定位系统(GPS)测量规范GB/T18314-2009中E级网技术要求,观测时长: 45分钟,每点观测不少于2个时段,采样间隔:15s截止高度角:15。基线处理及网平差软件:仪器自带软件处理基线,最后采用科
11、傻GPS平差.RTK测量RTK测图及放样仪器:中海达iRTK2,南承唐可1号,华测i60 (平面精度:10mm+lppm;高程精度:20mm+lppm) 各1套参数设置:RTK固定解平面精度:2cm RTK固定解垂直精度:5cmRTK成图软件:CASS7.1三、主要内容和原理1、GPS观测点的要求1)观测点视场开阔,周围障碍物高度角1015。2)点位应远离大功率无线电发射源(如电视台、微波站等)其距离不小于200m;远离高 压输电线,其距离不得小于50m。以防止电磁场对GPS信 号的干扰。3)点位应选在交通方便,有利于其它观测手段扩展与联测的地方o4)点位附近不应有大面积水域或不应有强烈干扰卫
12、星信号接收的物体,以减弱多路径 效应的影响。5)当利用旧点时,应对旧点的稳定性、完好性,以及现标是否平安可用性作一检查,符合要求方可利用。2、GPS 静态相对定位(采用边点混合式,举例绘图,见图形)GPS网站址环视图绘制-GPS设站和天线的整平、对中、安装-GPS接收机静态系统连接-GPS接收机静态系统参数设置。-GPS接收机测站信息记录-GPS接收机静态数据采集与观测信息评价。小组人多时可以分2批进行。3、GPS数据处理将观测数据转换为Rinex格式后用HGO软件进行数据处理。该软件是目前最好的随机 所带的软件。1)基线解算一以双差观测值列出误差方程和法方程进行平差,一般以点间坐标差为未知数
13、。求解基线 向量及其精度。一解算过程:建立误差方程V=AX+L;建立法方程;求解未知数X;精度估计一对解算效果不好,残差大的基线向量必须对观测数据进行预处理,再重新进行基线解,以获 得合格结果。分几种情况介绍残差的概念及其作用。2) GPS网平差(介绍自由网平差和GPS网约束平差、参数转换的概念和作用)一基线平差获得了每条基线的最或是值,但各条基线组成的基线或称基线向量网仍会有不 符值(闭合差),必须消除这些不符值。-GPS在WGS-84系统下获得的测量成果,对单点定位,点的坐标可用大地坐标和三维 直角坐标表示,对相对定位可用大地坐标差或三维直角坐标差表示。一般接收机软件给出这两 种结果。一解
14、算过程:;列出观测方程;列出约束条件方程;列出误差方程;组成法方程;解算法方 程;精度计算:计算单位权方差和平差后未知数方差。3)数据处理总结 数据预处理,基线向量解算一采用随机软件(后处理软件)。先将接收机记录的数 据传至计算机进行预处理,再以双差观测值列出误差方程,用最小二乘法组成法方程进行平差, 以点间坐标差为未知数。(2) GPS平差一可采用随机或专用平差软件进行,将上述解算获得的单基线向量组成 基线网进行平差,以消除图形闭合差,求出GPS网中各点的坐标,同时将GPS坐标转换为地 方坐标。(3)提交数据处理报告。具体操作步骤及其结果分析(见HGO操作流程,在资料库)HGO软件是中国中海
15、达公司进行数据后处理的软件。将中海达数据转为Rinex格式(1)安装GPSPro070104.exe软件至南方后处理程序。或将FTP服务器上的STH子目录 全部下载到本地目录。其中有5个软件,其中的StarTransfer.exe为数据传输,如要密码,可以键入任何21个字母,如11L。SthoRinex.exe为南方数据格式转为标准格式,以便天宝软件可以使用。(2)在计算机上设置文件夹;(3)通讯一通讯接口一开始连接一传输数据一开始(文件要一个个传输,文件名一定 要4位或2个汉字,可改文件夹或天线高。(4)转为计算机后文件夹为*.sth,要转为*.070(N)Rinex,选择输入路径一转换。在
16、TGO中导入时选Rinex确认。选*.obs, *.?o4、GPS快速静态相对定位模式1、特点:一流动接收机不需连续跟踪卫星;一基线不适宜构成几何图形,检核条件不充分。一精度较静态观测低。一要求:至少同时观测4颗卫星。一流动站与基准站相距离15km2、作业方法一在测区中部设置基准站,安置接收机连续跟踪观测至少4颗卫星;另一台接收机依次分别置于待定点,同步观测4颗卫星2-5分钟。本方法观测时间短,不组成图形,只进行基线平差(多余观测数据少)。5、实时动态(RTK)定位模式以载波相位观测量为根据的实时差分GPS测量技术。基本思想:在基准站上安置一台接收机,进行连续观测,将观测数据通过无线电传输设备
17、, 发送给用户站。用户站接收机在接收信号的同时,接收基准站传输的数据,根据相对定位原理, 实时计算并显示用户站的三维坐标及其精度。特点:一实时动态获得观测点位的坐标,定位速度快一定位精度较高,可用于一般精度的控制测量。四、实训步骤4.1 数据为进行GPS的WGS84坐标与地方坐标的转换,至少与3个点重和。4.2 最正确观测窗口选择1 .观测窗口:观察可视卫星的几何分布情况。2 .三维位置精度因子PDOP:反映四颗以上可视卫星组成几何体形状优劣质量指标,一般 规定GDOP应小于6。3 .3观测1、为提高可靠性,可保证一定的重复设站次数(如点连接,边连接)。2、GPS观测中用到的几个基本概念观测时
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