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GNSS原理及应用实验报告课程名称： GNSS原理及应用 专业班级： 姓名学号： 小组组号： 实验一 GNSS接收机的认识及操作一、目的实验目的：巩固卫星定位测量原理。认识GNSS接收机构造及各部件功能，练习GNSS接收机使用方法。内容及要求：1，GNSS认识实验，熟悉操作步骤。2，了解仪器构造，认识各部件名称及使用方法。3，练习安置、整平、与参数设置。结果和数据：观测一组数据并记录二、仪器及用具中海达RTK一套，三脚架一个，钢卷尺一把，记录手簿一本三、测区图及测点实拍图测区图 点位图四、实验步骤1，实验前，熟悉中海达RTK的各项技术指标，熟悉接收机的构造各部件的名称、功能和作用2，实验中，电源（电池）的安装，安装电池时，先松开固连螺旋，按电源盒上的提示安装上电池；GPS接收机安装，将GPS接收机固定安装在三脚架基座上，对中整平。3，实验时，GPS接收机操作，开机，参数输入（静态模式），数据接收30分钟以上，状态面板，关机4，实验后，数据的下载传输与保存分析 五、实验感想和体会1，注意小心使用仪器，防潮防湿2，对中整平气泡必严格对中，选点选在开阔处，避免建筑物遮挡信号3，操作过程中，注意各指示灯的情况，避免因电池电量不足带来的实验问题4，实验之前必须熟悉实验内容与步骤GNSS外业观测记录表接收机型号及编号3052测点号 -班级及组号 天气晴小组成员 观测日期2017年 10 月 14 日观测者 小组成员时 段 号 1 开始时间14时 15 分结束时间14时 50 分时 段 号2 开始时间时 分结束时间时 分时 段 号3 开始时间时 分结束时间时 分时 段 号4 开始时间时 分结束时间时 分 斜量（m） 测前 测后 平均测点实拍图天线高（第1时段）1.70001.70001.7000天线高（第2时段）天线高（第3时段）天线高（第4时段）时间(UTC)第1时段第2时段第3时段第4时段接收卫星号及PDOP值（15min）卫星：19PDOP值：2.1卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：接收卫星号及PDOP值（30min）卫星：22PDOP值：2.3卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：接收卫星号及PDOP值（45min）卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：接收卫星号及PDOP值（60min）卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值： 备 注本次实验只进行了一个时段35分钟的静态测量实验二 GNSS接收机野外静态数据采集一、目的实验目的：了解相对静态定位原理。 熟练GNSS接收机使用，用多台GNSS接收机分别放置在基线的两端，并同步观测相同的卫星，以确定基线端点在协议地球坐标系中的相对位置或基线向量。选择控制网基线进行观测，室内数据处理并检核。结果和数据：基线解算报告一份二、仪器及用具三个小组合作完成，每个小组配备：中海达RTK一套，三脚架一个，钢卷尺一把，记录手簿一本三、测区图及测点实拍图测区图点位图1点位图2四、实验步骤1，在实验之前把GPS网的设计布设与实施规划好2，按实验要求，赶到实验场地，做好数据采集准备工作(安置GPS接收机天线、天线连接、电源连接)。3，开机搜索天空GPS卫星信号，直到GPS接收相L接收到四果以上的卫星，而且PDOP值小于4。进行数据采集前的GPS接收机参数设置(采样间隔15秒钟，高度截止角15。)，每个小组的GPS接收机参数设置要一致4，数据采集条件满足后每个小组约定|同步采集起、止时时司，数据采集开始5，做好观测期间的GPS数据记录工作，记录表格见附表6，采集时间到，数据采集工作结束，收拾仪器进行下一个测量点的数据采集工作7，重复上述步骤，直至外业观测结束。五、实验感想和体会1，操作者的身体各部位不得接触脚架。2，在接受机接受数据的过程中，不得在接受机旁接打手机。3，静态观测的最短观测时间:最短的观测时间与天空的卫星和基线长度有关，基线长度越长。观测时间越长;卫星颗数越少，观测时间越长，反之观测的时间越短。4，使用时仪器注意防潮、防晒。5，实验之前必须熟悉实验内容与步骤，到实验中不必手忙脚乱。GNSS外业观测记录表接收机型号及编号3052测点号 H11，H16班级及组号天气晴小组成员 观测日期2017年 10月 22 日观测者 小组成员时 段 号 1 开始时间14时 22分结束时间14时 58分时 段 号2 开始时间15时 10分结束时间15时 42分时 段 号3 开始时间15时 58分结束时间16时 30分时 段 号4 开始时间时 分结束时间时 分 斜量（m） 测前 测后 平均测点实拍图天线高（第1时段）1.65001.65001.6500天线高（第2时段）1.65001.65001.6500天线高（第3时段）1.62001.62001.6200天线高（第4时段）时间(UTC)第1时段第2时段第3时段第4时段接收卫星号及PDOP值（15min）卫星：23PDOP值：2.0卫星：23PDOP值：2.0卫星：23PDOP值：1.9卫星：PDOP值：接收卫星号及PDOP值（30min）卫星：23PDOP值：2.1卫星：23PDOP值：2.1卫星：23PDOP值：2.0卫星：PDOP值：接收卫星号及PDOP值（45min）卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：接收卫星号及PDOP值（60min）卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值：卫星：PDOP值： 备 注本次实验进行了三次静态观测，一二两次在H11点进行测量，第三次移动到H16点基线解算报告：1.参考站信息 点名： HKA4点号： WGS84 X(m): -2658052.6047WGS84 Y(m): 3572756.9746WGS84 Z(m): 4551126.3828WGS84 纬度 045:48:58.63666NWGS84 经度 126:38:54.37049EWGS84 椭球高(m): 121.2459接收机类型： iRTK2接收机型号： 接收机编号： 10013482天线类型： G3-IRTK2天线型号： 天线高(m) 1.5970量测至： 参考点(斜高)2.移动站 点名： HKA5点号： WGS84 X(m): -2658193.9019WGS84 Y(m): 3572686.0917WGS84 Z(m): 4551100.3271WGS84 纬度 045:48:57.41039NWGS84 经度 126:39:01.58126EWGS84 椭球高(m): 121.7091接收机类型： iRTK2接收机型号： 接收机编号： 10013544天线类型： G3-IRTK2天线型号： 天线高(m) 1.5850量测至： 参考点(斜高)3.解算控制参数 开始时间： 2017/10/21 15:13:00结束时间： 2017/10/21 15:41:30间隔： 30解算模式： AutoLc 解算距离m: 10000粗差容忍系数： 3.5Ratio 值限制: 1.8高度截止角： 15对流层模型： Hopfield轨道类型： 广播星历单频基线解算长度限制m: 300004.卫星跟踪 5.基线解算结果 观测值DX(m)DY(m)DZ(m)中误差_DX(mm)中误差_DY(mm)中误差_DZ(mm)RMS(mm)三差_L1-141.3680-70.9541-26.0770331.4210.7148.67.1浮动_L1-141.3096-70.9918-26.076640.422.110.86.8固定_L1-141.2972-70.8829-26.05571.31.91.27.66.整周模糊度 浮动解情况(L1) 系统卫星号WeekSeconds间隔浮动解标准差使用星数弃用历元RMSGPS2119715443801380139.09270.11574070.0126CMP319715443801710-33.95770.12565800.0056CMP419715443801710-47.52940.29425800.0047CMP819715443801710-13.90140.15205800.0075CMP1219715443801710-67.98880.01935800.0061CMP13197154438017108.99940.08535800.0045CMP219715444401650-27.02730.02795600.0056固定解情况(L1) 系统卫星号WeekSeconds间隔固定解Ratio使用星数弃用历元RMSGPS211971544380138013928.34160.0134CMP319715443801710-3428.35800.0053CMP419715443801710-47.999999999999928.35800.0050CMP819715443801710-1428.35800.0081CMP1219715443801710-6828.35800.0080CMP13197154438017109.0000000000000628.35800.0051CMP219715444401650-2728.35600.0069实验三 RTK测量及放样一、目的实验目的：掌握RTK操作方法。 了解RTK测量作业模式及实施过程；内容及要求：基准站通过数据链将其观测值和测站坐标信息一起传送给流动站。流动站不仅通过数据链接收来自基准站的数据，还要采集GNSS观测数据，并在系统内组成差分观测值进行实时处理，同时给出厘米级定位结果。 架设基准站，到达测区，选取特征点，逐点观测。结果和数据：外业观测记录及观测手薄每组一份。二、仪器及用具中海达RTK一套，三脚架一个，钢卷尺一把，记录手簿一本三、测区图四、实验步骤1、安置仪器 RTK设备分为基准立占和流动站两部分，基准站包括三脚架、主机、转换器(放大器)、电源(蓄电池)、天线、连接电缆。流动站包括碳素对中杆、主机、手簿。手簿和主机之间使用蓝牙传输。RIK设备同时具备电台传输和通信网络传输(GPRS)两种功能，在测区较小时使用电台传输，测区较大时使用通信传输。 RTK基准站的设置可以分为基准占架设在已知点和未知点两种情况。常用的方法是将基准站架设在一个地势辑交高、视野开阔的末知点上，使用流动站在测区内的两个或两个以上的已知点上进行点校正，并求解转换参数。 通常基准站和流动站安置完毕之后，打开主机及电源，建立工程或文件，选择坐标系，输入中央子午线经度和y坐标加常数。通常建立一个工程，以后每天工作时新建文件即可。2、求解参数 GPS接收机输出的数据是WGS-84经纬度坐标，需要转化到施工测量坐标，这就需要软件进行坐标转换参数的计算和设置。四参数是同一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数。四参数指的是在投影设置下选定的椭球内GPS坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。四参数的四个基本项分别是:X平移、Y平移、旋转角和比例。需要特别注意的是参与计算的控制点原则上至少要用两个或两个以上的点，控制点等级的高低和分布直接决定了四参数的控制范围。经验上四参数理想的控制范围一般都在5-7公里以内。利用“控制点坐标库”求解参数，人工输入两控制点的GPS经纬度坐标和已知坐标，从而解算四参数。3、碎部测量碎部点采集的过程同全站仪类似，在各碎部点上采点，存入仪器内存中，同时按照存储的点号绘制草图。采点时一定要在固定解(FIXD)状态下采点，PDPP 值也有要求。数据采集时RTK跟踪杆气泡尽量保持水平，否则天线几何相位中心偏离碎部点距高过大，降低精度。4点放样事先上传需要放样的坐标数据文件，或现场编辑放样数据。选择RTK 手簿中的点位放样功能，现场输入或从预先上传的文件中选择待放样点的坐标，仪器会计算RTK流动站当前位置和目标位置内坐标差值(OX、OY)，并提示方句，按提示方向前进，即将达到目标点处时，屏幕会有一个圆圈出现，指示放样点和目标点的接近程度。精确移动流动站，使得OX 和OY小于放样精度要求时，钉木桩，然后精确投测小钉。将棱镜立于桩顶上同时测距，仪器会显示出棱镜当前高度和目标高度的高差，将该高差用记号笔标于木桩侧面，即为该点填挖高度。按同样方法放样其他各待定点。五、成图六、实验感想和体会1，操作者的身体各部位不得接触脚架。2，使用时仪器注意防潮、防晒。3，实验之前必须熟悉实验内容，方法与步骤，在实验中做到心中有数，按步进行实验四 GNSS基线解算及网平差一、目的实验目的：掌握GNSS接收机观测数据的传输与管理。 掌握GNSS基线处理软件的应用。 学会对GNSS数据解算成果的评定。内容及要求：GNSS基线解算就是利用GNSS观测值，通过数据处理，得到测站的坐标或测站间的基线向量值。在布设GNSS网时，首先需对构成GNSS网的基线进行观测，并利用所采集到的GNSS数据进行数据处理，通过基线解算，获得具有同步观测数据的测站间的基线向量。通过多种GNSS解算软件对数据进行处理，并输出成果。结果和数据：GNSS网平差报告一份二、仪器及用具静态测量实验数据和HGO软件三、实验步骤1，从仪器设备中导出数据，并修改点名2，打开HGO软件，新建项目导入三组数据3，查看测量基线是否合格，卫星数目，重复基线，同步环，异步环等是否合格与符合规范4，进行基线处理5，确定控制点，然后进行三维网平差6，导出三维网平差实验报告四、数据及结果三维自由网平差：基线条数: 9平差点数: 5基线标准差置信度(松弛因子): 10.00Tau检验显著水平: 1.00%单位权中误差比: 0.2640x2检验值: 3.9595x2理论范围: 4.6010 - 32.8013x2检验结果: False1.输入的基线及标准差 基线名 Tau DX(m) 中误差_DX(mm) DY(m) 中误差_DY(mm) DZ(m) 中误差_DZ(mm) HKA12.zsd-HKA31.zsd 是 -212.4561 20.7 -148.1889 63.3 -7.3277 62.7 HKA11.zsd-HKA41.zsd 是 4.1371 11.9 127.5534 17.5 -96.2302 16.0 HKA12.zsd-HKA51.zsd 是 -137.1626 17.6 56.6892 13.2 -122.2905 19.2 HKA11.zsd-HKA53.zsd 是 -137.1626 13.8 56.6683 20.1 -122.2753 17.9 HKA21.zsd-HKA42.zsd 是 183.8664 10.6 64.7735 18.6 55.0053 10.3 HKA21.zsd-HKA52.zsd 是 42.5685 21.1 -6.1184 35.8 28.9581 18.5 HKA31.zsd-HKA51.zsd 是 75.2924 18.8 204.8615 52.5 -114.9433 50.4 HKA42.zsd-HKA52.zsd 是 -141.2985 19.5 -70.8832 33.4 -26.0449 16.7 HKA41.zsd-HKA53.zsd 是 -141.2972 12.5 -70.8829 18.7 -26.0557 12.2 2.控制点坐标 站点名 X/Lat 中误差(mm) Y/Lon 中误差(mm) Z/H 中误差(mm) 3.平差后的基线及标准差 基线名 Tau DX(m) 中误差_DX(mm) DY(m) 中误差_DY(mm) DZ(m) 中误差_DZ(mm) 长度(m) 相对误差 HKA12.zsd-HKA31.zsd 是 -212.4564 7.5 -148.1960 20.8 -7.3212 20.4 259.1397 1:8610 HKA11.zsd-HKA41.zsd 是 4.1365 4.6 127.5429 6.2 -96.2257 5.4 159.8239 1:16958 HKA12.zsd-HKA51.zsd 是 -137.1619 4.2 56.6941 4.3 -122.2994 5.2 192.3142 1:24349 HKA11.zsd-HKA53.zsd 是 -137.1619 4.2 56.6523 4.3 -122.2691 5.2 192.2826 1:24345 HKA21.zsd-HKA42.zsd 是 183.8663 4.8 64.7770 8.3 55.0041 4.5 202.5545 1:19008 HKA21.zsd-HKA52.zsd 是 42.5714 5.6 -6.1272 9.5 28.9566 5.1 51.8493 1:4252 HKA31.zsd-HKA51.zsd 是 75.2925 7.4 204.8567 20.8 -114.9392 20.3 246.6703 1:8221 HKA42.zsd-HKA52.zsd 是 -141.2961 3.9 -70.8868 6.1 -26.0429 3.6 160.2116 1:19714 HKA41.zsd-HKA53.zsd 是 -141.2934 3.9 -70.8862 6.1 -26.0645 3.6 160.2125 1:19714 4.基线改正数及标准差 基线名 Tau VDX(m) 中误差_VDX(mm) VDY(m) 中误差_VDY(mm) VDZ(m) 中误差_VDZ(mm) dVDX(mm) dVDY(mm) dVDZ(mm) HKA12.zsd-HKA31.zsd 是 -0.0003 7.5 -0.0071 25.0 0.0065 24.9 0.0 0.0 0.0 HKA11.zsd-HKA41.zsd 是 -0.0005 4.1 -0.0106 6.5 0.0045 6.2 0.0 0.0 0.0 HKA12.zsd-HKA51.zsd 是 0.0008 8.0 0.0048 5.3 -0.0089 8.4 0.0 0.0 0.0 HKA11.zsd-HKA53.zsd 是 0.0008 5.7 -0.0161 9.4 0.0062 7.6 0.0 0.0 0.0 HKA21.zsd-HKA42.zsd 是 -0.0001 2.5 0.0035 4.6 -0.0012 2.7 0.0 0.0 0.0 HKA21.zsd-HKA52.zsd 是 0.0030 9.3 -0.0089 15.7 -0.0015 8.0 0.0 0.0 0.0 HKA31.zsd-HKA51.zsd 是 0.0001 6.2 -0.0048 17.2 0.0041 16.1 0.0 0.0 0.0 HKA42.zsd-HKA52.zsd 是 0.0025 9.2 -0.0036 16.1 0.0020 7.8 0.0 0.0 0.0 HKA41.zsd-HKA53.zsd 是 0.0038 5.1 -0.0033 7.5 -0.0088 5.1 0.0 0.0 0.0 5.平差后站点WGS84坐标(XYZ) 站点名 X(m) Y(m) Z(m) 中误差_X(mm) 中误差_Y(mm) 中误差_Z(mm) HKA1 -2658065.7513 3572633.4915 4551232.8578 0.0 0.0 0.0 HKA2 -2658245.4802 3572696.2854 4551081.6167 6.3 9.7 6.7 HKA3 -2658278.2071 3572485.3096 4551225.5236 7.5 20.8 20.4 HKA4 -2658061.6137 3572761.0555 4551136.6231 4.6 6.2 5.4 HKA5 -2658202.9147 3572690.1759 4551110.5762 4.2 4.3 5.2 6.平差后站点WGS84坐标(BLH) 站点名