《GPS测量原理与应用》实验指导书.doc

GPS测量原理与应用实验指导书一、制定教学实验计划的依据本计划是根据测量工程四年制专业教学实验计划制定的。它是GPS测量原理与应用课程很重要的一个环节，对进一步加深GPS测量原理的理解是非常必要的。本课程实验总学时为8学时。二.实验目的按照测量工程专业的教学计划，在GPS测量原理及应用课堂教学之中，应该结合所学的内容，围绕GPS原理，针对GPS接收机的性能，进行动态测量和静态测量实习，学生在教师的指导下，划分小组，独立完成实习的全部内容。其目的与要求如下：1、进一步巩固、加深GPS 测量原理及应用课堂所学的理论知识，在实践中训练学生分析问题，解决问题和组织测绘的能力；2、熟练掌握GPS 仪器的使用和操作方法，提高外业数据采集和内业后处理的能力，培养学生具备测量工程师应有的初步素质；3、掌握GPS 观测从外业选点，到观测，再到后处理的以及结果分析的全过程。三、基本要求（一） 实验准备1、认真阅读教科书以及课堂实验的有关章节，了解本次实验的内容、要求和方法步骤；2、实验前，要求每位同学就是眼内容、方法步骤以及观测要求、内业处理方法等写出预习报告，尽量写的简洁明了，思路清楚；3、按照规定时间借用仪器设备，检查仪器设备是否齐全、完好并办理借用手续。（二） 实验规则1、开始实验以前，必须完成实验前准备工作的全部要求，写好预习报告，经指导老师审定合格后，方允许实验；2、在指定地点按照要求进行操作；3、必须按照规定方法操作仪器，按照规定方法进行数据采集；4、测量记录本必须记录仪器高以及观测过程中记录观测的变化，比如卫星失琐等；5、要本着实事求是的态度进行实验，不得弄虚作假，否则，已经发现，取消实验成绩；6、不得迟到，早退，若发现哪位同学中途退出实验，本实验项目以零分计；7、实验结束后，按照规定归还仪器，注意数据及时导出，防止丢失，为后处理软件作好数据准备，同时实验时运用所测的数据进行内业处理（基线解算、网平差）；8、注意保护仪器、严禁造成对仪器损伤。（三） 实验报告实验报告是实验工作的全面总结，是测量工程师必需的基本功训练，要求同学们认真完成。实验报告要求文理通顺、字迹工整、图表清晰整洁、内容齐全、数据处理规范正确。要求每位同学独立按时完成。实验报告内容包括：1、实验名称、地点、时间、组员、组别；2、实验目的、要求；3、实验内容和方法步骤；4、实验数据处理，包括图表；5、对实验结果进行分析、总结，并写出体会；6、实验中如果有的项目超限，分析超限原因，说明处理方法。四、注意事项1、仪器使用过程中，每次必须把仪器装入仪器箱内放稳锁好，然后专人背着或者提着，并且时刻注意不受碰撞；2、在取出仪器前，首先检查三脚架是否安稳放好，由箱中取出仪器或将其安于三脚架上时，应当一手握住基座。一手拿住GPS 天线；3、安仪器于三脚架上时，应当立即用中心螺旋将光学对中器固定，并且用光学对中器固定GPS 天线；4、在测量以前要测出仪器高，也就是从地面点到天线中心的高度，并且记录或者输入到控制器中；5、进行静态观测时要同时开机，同时关机；6、进行静态观测、动态测量时，要避免周围遮挡物的影响和电台的调制；7、外业观测前，要设计好网形；8、内业解算时，要排除失锁卫星的信躁比变化等。五、实验内容序号实验项目名称实验学时每组人数实验类型实验要求内 容 摘 要1基准转换与精密星历拟合2810人设计性掌握基准转换的方法2GPS接收机野外动态数据采集2810人实践性掌握GPS野外动态测量的方法测量校园地图3GPS基线解算及网平差21人设计性掌握GPS数据处理的方法首先解算基线，后进行平差六、实验内容安排如下实验一、基准转换与精密星历拟合一、实验目的、要求1掌握七参数法基准的转换；2了解使用切比雪夫多项式对精密星历进行拟合，有兴趣的同学可选做。二、实习计划与设备1课内2学时。2软件可采用EXCEL电子表格，或C#、matlat等软件编程实现。三、原始数据1.基准转换点号54坐标系下的坐标80坐标系下的坐标XYZXYZA013502952.028519978.18836.3933502904.604519926.90334.616A023515556.925518081.73831.723515509.370518030.54429.900A033531569.509518400.60531.0973531521.773518349.49529.215A043526587.828528636.5530.2463526540.091528585.29828.356A053505958.654537881.65536.3073505911.098537830.18634.472A083526256.471538582.31932.8943526208.683 538530.953 30.980A093510360.719510402.78234.9643510313.264510351.64533.184A113495580.081527699.3731.0563495532.697527647.95829.287A123496256.471507402.31932.8943496209.191507351.13831.176A133536360.719502502.78234.9643536313.016502451.87733.106A143546573.822515497.42236.8213546525.933515446.42734.890A153541573.822532197.42236.8213541525.898532146.21234.8652.精密星历拟合可以从/orbits/ 网站上下载sp3数据文件或由教师提供。四、实验结果1通过任意的3个或4个控制点或多个控制点，计算七参数法的七个参数值，并通过其他的控制点检核模型的精度。2通过对精密星历的拟合，求出切比雪夫多项式的拟合参数，一般阶数为34，并计算出模型的精度。实验一 七参数转换选用计算七参数的点名为：七参数TxTyTzkxy中误差为：值七参数模型的外符合精度的检查点名已知80坐标/m转换后80坐标/m坐标差/mm备注XYHXYHXYH实验二、GPS接收机野外动态数据采集一、实验目的、要求1掌握GPS接收机野外动态数据采集的测量方法。二、组织安排每班分3组，每组810人。三、实验仪器设备每班实验仪器：3台套深圳市因泰克公司RTK2000单频测量型GPS接收机每组实验仪器：1 RTK2000单频GPS接收机一台2 脚架一个3 PDA一个4 基座一个5 天线连接套杆一个6 2米钢卷尺一把四、实验学时课内2学时。五、实验内容在学校校园内，每班3组学生按规定时间采集校园地图数据。六、实验步骤1.按实验要求，做好数据采集准备工作（安置GPS基站接收机、天线连接、电源连接）。2.开机搜索天空GPS卫星信号，直到GPS接收机解算出测站点大地坐标（B，L，H），PDOP值小于5。3.进行数据采集前的GPS接收机基站和流动站参数设置（如：采样间隔15秒钟，高度截止角15，最小卫星数4颗）。4.数据采集条件满足后，数据采集开始。七、上交资料采集的数据实验三、GPS基线解算及网平差一、实验目的、要求1掌握GPS基线解算方法与技巧；2领会GPS网平差概念，掌握GPS网平差方法。二、实验数据和软件1实验数据有任课教师提供；2软件为南方GPS数据处理软件、TGO以及LGO；三、实验学时课内2学时。四、实验内容1