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苏州科技学院环境科学与工程学院测绘工程专业GPS原理与应用A实 习 报 告 专业班级：测绘1班 实习小组：3学号：1020115127 姓名：仲鸣贺实习地点：西山缥缈村指导教师：连达军2012/7/24目录实习目的和意义2实习内容2数据处理.4GPS准动态相对定位模式.5GPS实时动态（RTK）测量.5实施方法和步骤.5个人小结6附7实习目的和意义（1）：本课程是对学生进行GPS定位操作基本技能强化训练的一个重要的实践环节。本次实践教学的目的是使学生全方位的在作业环境中系统训练，进一步巩固和加深GPS定位技术的理论知识，进而提高GPS测量仪器操作和数据处理能力，达到熟练操作GPS仪器的水平。（2）：进行几种GPS测量模式的实际操作系统，巩固和加深课堂学习的知识，进一步了解GPS的原理与应用。（3）：通过计划与组织、锻炼同学们的项目计划和实施能力。实习内容1、GPS观测点的要求1）观测点视场开阔，周围障碍物高度角10152）点位应远离大功率发射源（如电视台，微波站等）其距离不小于200米；远离高压输电线，其距离不得小于50m，以避免电磁场对GPS信号的干扰。3）点位应选在交通方便，有利于其他观测手段扩展与联测的地方。4）点位附近不应有大面积水域或，不应有强烈干扰卫星信号的物体，以减弱多路径效应的影像。5）当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性、以及西安表是否安全可用性做一检查，符合要求方可使用。2：GPS静态相对定位（采用边点混合式，举例绘图见图形）2.1：任务采用GPS静态测量技术，在控制测量实习水准网和导线网的基础上布设一个GPS控制网。具体实习内容包括：技术设计、选点、外业观测计划、外业观测、数据传输及格式转换、基线解算、网平差、成果质量控制、技术总结。2.2：要求（1）等级：基线观测按照国家D级网的技术要求进行观测，观测结果作为GPS数据结算和导线计算的起始数据；GPS网其余点的观测按照E级GPS网的技术要求进行观测。（2）：控制网覆盖范围：实训基地，GPS网与导线网构成闭合图形（3）：点数：10个（4）：平均距离：300m（5）：选点：必选点4个，分别为基线端点及其备用点；余下6个点自选，但至少应选取3个GPS点，已构成良好的的闭合网形。（6）：观测：包括GPS网站址环视图绘制，GPS设站和天线的整平、对中、安装，GPS接收机静态系统的连接，GPS静态系统的参数设置，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。（7）：成果：以小队为单位，完成设计、选点、观测，每个人分别制作一个点的点之记、进行数据处理和质量控制，并提交各自的成果。改善质量的措施：用户可以通过做以下的步骤最大限度的改变GPS测量的准确度。考虑以下的帮助：（1）：尽可能选择最好的条件，对工作进行强制。使用快速规划选择最好PDOP值的周期和足够的卫星数目。为了获取垂直方向上的好的结果，同时检查VDOP值。（2）：在观测之前查看测站地区是否不通视和有多路径来源的可能性，（如果可能）重新部署完全不通视的测站。这对于动态测量中的基准站非常重要。（3）：调整同一测量时段使用的全部接收机的设置，使之协调。（4）：假定条件允许，观测时间要足够长，如果用户不太确定，就增加观测时间直到用户对动态测量有足够经验，特别注意的是初始化，对于静态初始化初始化要增加观测时间。如果用户减少观测时间 ，就有更大的可能性必须重新观测基线。（5）：使用好的测量习惯，进行多余观测。在独立时段中，关键的基线要观测两次，设计网时，所有的测站至少有三条独立的基线与他们相连。这样的话，即使不能计算任何一条基线，用户任然可以计算测站坐标而不需返回野外重测。（6）：设计网在两个甚至更多时段观测的基线形成小的闭合环，确保闭合环更有用，如果一个环中所有的基线在同一时段观测，对于那个时段所有观测的基线的测站设置误差不能探测到。（7）：了解如何评价基线处理器输出的结果。一些简单的帮助将有助于用户探测和评价结果（8）：使用网平差模块。用户并不知道是否工作已作，直到项目中所有的基线都同时在一起进行平差。严格的网平差是探测网中是否有粗差和系统误差最强大的工具。数据处理数据处理及编辑基于Trimble Geomatics office（TGO）进行，数据传输及格式转换由南方数据传输及格式转换软件进行。数据处理主要可分为基线解算、网平差和数据总结等主要步骤。1：基线解算（1）：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，求解基线向量及其精度。（2）：结算过程：建立误差方程V=AX+L；建立法方程；求解未知数X；精度评估（3）：对解算效果不好，列差大的基线向量必须对观测数据进行预处理，再重新进行基线解算，以获得合格结果2：GPS网平差（1）：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，必须消除这些不符值。（2）：GPS在WGS84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和大地三维坐标差表示。一般接收机软件给出这两种结果。（3）：结算过程;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；结算法方程；精度计算，计算单位权方差和平差后未知数方差。数据处理总结：（1）：数据预处理，基线向量解算采用随机软件（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平差可采用随机或专用平差软件进行，将上述解算获得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）提交数据报告。GPS准动态相对定位模式1：任务 采用GPS后处理动态测量（PPK）方法测量点的坐标，点间距离大于5m，点位中误差不大于5cm，具体实习内容包括：外业观测、数据传输，及格式转换、基线解算，坐标换算。2：要求1）：点数：每组5点；2）：点间距：大于5米3）：观测：没点重复观测次数大于24）：精度：较差不大于7cm3：作业方法在测区中部设置基准站，安志杰手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颗卫星至少25分钟。GPS实时动态（RTK）测量1：任务采用GPSRTK测量方法测定比例尺1:500的带状地形图一副。具体内容包括：基准站设置，流动站设置，外业观测，数据传输，数据编辑，地形图绘制。2：要求：（1）：地点：石湖校区校园内（2）：带状地形图覆盖范围：石湖校区新校区内部主要通道（3）：成果：以小组为单位，完成外业观测和数据传输，每个人完成内业数据编辑和绘制等值线图的工作并提交各自的成果。实施方法和步骤1已知数据：为进行GPS的WGS84坐标与地方坐标的转换，至少与两个已知点重合。2最佳观测窗口选择：1）：观测窗口：观测可视卫星的几何分布情况。2）：三维精度因子PDOP：反映四颗以上卫星组成几何体形状优劣质量指标，一般规定PDOP小于63：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：（1）：观测时段：测站上从观测开始到观测停止的时间段。（2）：同步观测：两台或两台以上接收机同时对同一组卫星进行观测。（3）：同步观测环：三台或三台以上接收机同步观测获得的基线向量所构成的闭合环。（4）：观测周期：对本基线是第几次观测，例如对边连接中的重复观测边是两周期。（5）：异步观测环：在构成多边形环路的所有基线向量中，只有非同步观测基线向量，则该多边形环路叫异步观测环，简称异步环。（6）：独立基线：对于N台GPS接收机构成的同步观测环，有J条同步观测基线，其中独立基线为N1.4：作业准备天线安置GPS接收机测站信息采集与设置填写测站名、年月日、时段号、天线高等信息于测量手簿开机输入测站信息开始观测记录观测卫星接收机状况数据采集关机后的收尾工作观测过程中应注意的事项（1）：一个时段观测中不得进行以下操作：关闭接收机又重新启动；进行自测试改变卫星高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等。（2）：观测员在作业期间不得擅自离开测站，并防止仪器受震动和被移动，防止人和其他动物靠近天线，遮挡信号。（3）：雷雨过境时应关机待测，并卸下天线防雷击。（4）：不可踩到或碰到接收机数据电缆和天线电缆，以防人为信号失锁、记录数据丢失、电缆折断甚至控制器死机。（5）：每一时段开始前，应查看电池电压，判断是否满足本时段观测（正常工作电压1036VDC）；（6）：测前应保证接收机有足够的存储空间，以及避免手簿系统故障或中断造成数据丢失。（7）：观测中应保证接收机正常工作，且记录完整无误，经检查所有规定作业项目全部完成后方可迁站。（8）：每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬盘、软盘上，确保观测数据不丢失（9）：及时充电。个人小结：本次GPS实习虽然仅仅只有一个星期的时间，主要包括两大部分GPS静态测量和动态测量。但是实习过程中我们收获还是十分丰富的。对GPS静态测量和动态测量有了深刻的理解，将之前停留在书本知识阶段延伸到了实际操作阶段，实习过程中，不仅对原理有了更进一步的理解，还在操作中熟练了步骤。整个实习的过程虽然时间紧迫，但是通过同学，各测组间的通力合作，严谨的钻研态度还是取得了可喜的成绩，并且成果进过精度的检验也完全符合地形测量的要求。通过时间不长的工作，我们组员又一次展现了出色的团队合作力，尽管在实习过程中难免会碰到一矛盾，各有各的方法和见解，但是我们能够及时地进行交流和沟通，得到统一的解决方案。依然保持着良好的职业素养，这不能不让人感到骄傲和自豪。当然，出现问题也是不少的，实习之后更要认真总结，我相信这也必将成为我们日后工作和学习中的宝贵财富。这次实际的测量实习，让我学到了很多实实在在的东西，比如对实验