《GPS在路桥工程中的应用》实验指导书

1、州心/、寺GPS在路桥工程中的应用实验指导书姓名:学号:班级:组号:指导老师:兰州理工大学土木工程学院实验中心目录实验一 GPS静态绝对定位（验证性，2学时） 实验报告一 GPS 静态绝对定位实验二 GPS静态相对定位（验证性，2学时） 实验报告二 GPS 静态相对定位实验三 校内GPS静态控制测量（设计性，2学时） 实验报告三 校内 GPS 静态控制测量实验四 GPS-RTK坐标测量（设计性，2学时）实验报告四 GPS-RTK 坐标测量实验五 GPS-RTK 施工放样（设计性， 2 学时）实验报告五 GPS-RTK 施工放样一、实验目的1了解 GPS 静态绝对定位原理；2掌握 GPS 接收机

2、的组成部分；3掌握 GPS 静态绝对定位的方法和实际作业。二、实验仪器设备单频、双频 GPS 接收机，包括主机、天线和脚架等。三、实验原理GPS 卫星定位原理是利用距离交会的原理确定点的位置。 即在地面未知点 安置GPS卫星接收机，利用 GPS接收机同时测定4颗以上GPS卫星到接收机 的距离，根据各卫星的已知空间坐标，解算测站点的坐标。四、实验步骤1安置 GPS 接收机（ 1）GPS 接收机安置包括对中和整平等；（ 2）按要求用电缆线将天线和主机相连，并检查连接是否正确。2开机 按开关键，打开接收机主机。主机完成自检后，正常工作。3设置测量参数（1）手簿点击开始选择 TPSurvey程序，执行

3、【文件宀新建任务】，输入任 务名称，选择【配置 坐标系管理】配置中央子午线。点【配置手簿端口配置】以蓝牙连接接收机，选择【测量 启动基准站接收机 进入设置界面】设 置点名站点、坐标 ,差分链路 ,天线高、截止高度角等。（ 2）等待卫星锁定后， 查看【测量 测量点】 并记录定位结果： Long： （经 度）；Lat:（纬度）；Ht:（椭球高），或者North （北坐标X ）、动作表、East （东 坐标Y ）、Up （高程H）,查看并记录PDOP值，点击选项查看（观测卫星数）。4关机在测量结束时，应先关闭主机电源（响 6 声以上），再撤下所有连接电缆。五、实验要求1应记录测站号、仪器号、天线高和

4、观测时间等信息；2记录该测站的 GPS 静态绝对定位结果3观测期间不能进行关机操作；4观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。日期：天气：成绩：批阅人:一、实验目的及要求二、实验设备（环境）及要求三、实验内容与步骤（简述用手薄定位方法和手簿连接 GPS单点地位方法）四、实验结果与分析（给出校园几个点的经纬度，简述实验过程中的学到知识与问题）一、实验目的1了解 GPS 静态相对定位原理；2掌握 GPS 静态相对定位的方法和实际作业。二、实验仪器设备单频、双频 GPS 接收机，包括主机、天线和脚架等。三、实验原理静态相对定位是用两台接收机分别安置在基线两端，同步观测相同的 GP

5、S 卫 星，以确定基线端点的相对位置或基线向量。同样，多台接收机安置在若干条基 线的两端，通过同步观测 GPS 卫星可以确定多条基线向量。在一个端点坐标已知 的情况下，可以用基线向量求另一待定点坐标。相对定位的主要原理是，在两个 或两个以上观测站同步观测相同卫星的情况下，卫星的轨道误差、卫星钟差、接 收机钟差以及电离层和对流层的折射误差对观测量的影响具有一定的相关性，利 用观测量求差的办法可有效地消除或减弱相关误差影响，以提高定位精度。四、实验步骤1安置 GPS 接收机（ 1） GPS 接收机安置包括对中和整平等，接收机天线北方向大致指向北方；（ 2）按要求用电缆线将天线和主机相连，并检查连接

6、是否正确。2开机按开关键，打开接收机主机。主机完成自检后，正常工作。3设置测量参数（ 1）各小组在各自测站上做好数据采集准备工作（安置仪器，量取天线高， 开机）；（ 2）开始搜索天空 GPS 卫星信号，直到 GPS 接收机解算出测站大地坐标 （B、 L、H），PDOP 值小于 5（通过遥控器查看） ；（3）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,最少卫星数 4颗），两个小组的GPS接收机参数设置要一致；（ 4）、数据采集条件满足后，两个小组约定同步采集起、止时间，数据采集开始；（ 5）、完成观测期间的 GPS 数据记录工作；（ 6）、采集时间，数据采集工作

7、结束，关机，卸下接收机和基座，装箱。4关机 在测量结束时，应先关闭主机电源（响 6 声以上），再撤下所有连接电缆。五、实验要求1学生应记录测站号、仪器号、天线高和观测时间等信息；2记录两个测站的 GPS 静态相对定位结果； 3观测期间不能进行关机操作；4观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。5两台或多台 GPS 接收机应同时、同步观测 4 颗以上相同的 GPS 卫星，同 步观测时段应在 1 小时以上。日期：天气：成绩：批阅人:一、实验目的及要求二、实验设备（环境）及要求三、实验内容与步骤（类似指导书）四、实验结果与分析（了解GPS测的是坐标增量dx、dy、dz，简述实验过

8、程中的学到知 识与问题）实验三、校内 GPS 静态控制测量一、实验目的1了解 GPS 静态控制测量定位原理；2掌握 GPS 静态控制测量定位的方法和实际作业。二、实验仪器设备单频、双频 GPS 接收机，包括主机、天线和脚架等。三、实验原理两台（或以上） GPS 接收机分别置于两个（或以上）固定不变的待定点上， 通过一定时间的观测，可以确定出两个待定点之间的相对位置。四、实验步骤1、各小组在各自测站上做好数据采集准备工作（安置仪器，量取天线高，开机）；2、开始搜索天空 GPS 卫星信号，直到 GPS 接收机解算出测站大地坐标（ B 、 L、H） , PDOP值小于5 （通过手簿查看）;3、进行数

9、据采集前的 GPS 接收机参数设置（采样间隔 5 秒钟，高度截止角15，最少卫星数 4颗），三个以上小组的 GPS接收机参数设置要一致；4、数据采集条件满足后，三个以上小组约定同步采集起、止时间，数据采集开始；5、完成观测期间的 GPS数据记录工作；6、采集时间，数据采集工作结束，关机，卸下接收机和基座，装箱。五、实验要求1 学生应记录测站号、仪器号、天线高和观测时间等信息；2观测期间不能进行关机操作；3观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。日期:天气:成绩:批阅人:、实验目的及要求、实验设备（环境）及要求三、实验内容与步骤（类似指导书）四、实验结果与分析（商业随机软件处

10、理，简述实验过程中的学到知识与问题）一、实验目的1.掌握GPS-RTK测量作业的基本原理；2 掌握基准站、流动站 GPS接收机安置过程；3 .掌握RTK手簿的使用方法。4 .掌握GPS-RTK坐标测量方法。二、实验仪器设备基准站、流动站 GPS接收机，蓄电池、电台及发射天线、RTK手簿。三、实验原理实时动态（RTK ）测量定位的基本原理是，在基准站上安置一台GPS接收机（基准站接收机），对所有可见GPS卫星进行连续跟踪观测，并通过无线电发射设备，将观测数据实时地发送给流动的接收机（流动站接收机）。流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备， 接收基准站发送的同步观测数据， 并载

11、波相位为观测值，按相对定位原理，实时地计算并显示流动站的坐标及其精 度。四、实验步骤1.建立工作项目手簿点击开始选择 TPSurvey程序，执行【文件宀新建任务】，输入任务名称， 选择【配置 坐标系管理】配置中央子午线 （兰州105度，三度带）。2 .基准站设置点【配置 手簿端口配置】以蓝牙连接接收机，选择【测量启动基准站接收机 进入设置界面】设置点名站点、坐标，差分链路，天线高、截止高度角等。数据发出端口选择外置电台，广播格式选择标准 CMR，高度角515度，PDOP值为36输入天线高度（架设未知点可以不输入），通道号码可自设18（注意要和移动站内置电台选择通道 18 一致）。点下脚此处按钮

12、然后输入点名称，确定并保存任 务；点击下一步直至结束后，手簿状态显示成功设置基准站。3 .流动站设置手簿点击开始选择 TPSurvey程序，点【配置手簿端口配置】以蓝牙连接接收机，选择【测量启动基准站接收机进入设置界面】设置点名站点、坐标，差-9 -分链路 ,天线高、截止高度角等。数据发出端口选择内置电台，广播格式选择标准CMR（ 和基准站 ）一致，输入天线高度；当看到移动站上已经有差分信号标志和正 常搜星达到固定时即可进行下一步操作；将移动站频率和电台频率设置为一致 （ 38400）。4控制点转换（点校正）键入 -A、B 两点（已知点） ，把 A 、B 已知点坐标输进去。需输入 2-3 个已

13、 知点（两个点保证平面精度四参数转换，三个点保证三维精度七参数转换） ； 到一个已知点 A 上，当显示 RTK 固定时，测量 -测量点 A ； 到另一个已知点 B 上，当显示 RTK 固定时，测量 -测量点 B；测量-点校正，点左下角增加，网格点选择输入的已知点A、B等，GPS点选择相对应的GPS点A /、B /等等，校正方法选水平和垂直；把所有的已知点加入进去后，点计算，然后点击确定。5坐标测量点击【测量 测量点】并记录定位结果 6关机在测量结束时，应先关闭主机电源（响 6 声以上），再撤下所有连接电缆。五、实验要求1观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。2每个同学应独

14、立测量 3-5 个点的坐标，记录相应点号、坐标及其精度，以 便完成实验报告。批阅人:点校正方法及检验）日期：天气：成绩:一、实验目的及要求二、实验设备（环境）及要求三、实验内容与步骤（类似指导书重点介绍基站架法、移动站架法、四、实验结果与分析（掌握点校正的目的，检查校正的效果，简述实验过程中的学到知识 与问题）一、实验目的1.掌握GPS-RTK测量作业的基本原理；2 掌握基准站、流动站 GPS接收机安置过程；3 .掌握RTK手簿的使用方法；4 .掌握GPS-RTK施工放样方法。二、实验仪器设备基准站、流动站 GPS接收机，蓄电池、电台及发射天线、RTK手簿。三、实验原理实时动态（RTK ）测量

15、定位的基本原理是，在基准站上安置一台GPS接收机（基准站接收机），对所有可见GPS卫星进行连续跟踪观测，并通过无线电发射设 备，将观测数据实时地发送给流动的接收机（流动站接收机）。流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收设备， 接收基准站发送的同步观测数据， 并载波相位为观测值，按相对定位原理，实时地计算并显示流动站的坐标，根据 导航图指示找到放样点的位置。四、实验步骤1.建立工作项目手簿点击开始选择 TPSurvey程序，执行【文件宀新建任务】，输入任务名称， 选择【配置 坐标系管理】配置中央子午线 （兰州105度，三度带）。2 .基准站设置点【配置 手簿端口配置】以蓝牙连接接

16、收机，选择【测量启动基准站接收机 进入设置界面】设置点名站点、坐标，差分链路，天线高、截止高度角等。数据发出端口选择外置电台，广播格式选择标准 CMR，高度角515度，PDOP值为36输入天线高度（架设未知点可以不输入），通道号码可自设18（注意要和移动站内置电台选择通道 18 一致）。点下脚此处按钮然后输入点名称，确定并保存任 务；点击下一步直至结束后，手簿状态显示成功设置基准站。3 .流动站设置手簿点击开始选择 TPSurvey程序，点【配置手簿端口配置】以蓝牙连接接收机，选择【测量启动基准站接收机进入设置界面】设置点名站点、坐标，差-13 -分链路 ,天线高、截止高度角等。数据发出端口选

17、择内置电台，广播格式选择标准 CMR（ 和基准站 ）一致，输入天线高度；当看到移动站上已经有差分信号标志和正 常搜星达到固定时即可进行下一步操作；将移动站频率和电台频率设置为一致 （ 38400）。4控制点转换（点校正）键入 -A、B 两点（已知点） ，把 A 、B 已知点坐标输进去。需输入 2-3 个已 知点（两个点保证平面精度四参数转换，三个点保证三维精度七参数转换） ； 到一个已知点 A 上，当显示 RTK 固定时，测量 -测量点 A ； 到另一个已知点 B 上，当显示 RTK 固定时，测量 -测量点 B；测量-点校正，点左下角增加，网格点选择输入的已知点A、B等，GPS点选择相对应的GPS点A /、B /等等，校正方法选水平和垂直；把所有的已知点加入进去后，点计算，然后点击确定。5施工放样 点击【测量 测量点】并记录定位结果 放样道路直线、圆曲线、缓和曲线。6关机 在测量结束时，应先关闭主机电源（响 6 声以上），再撤下所有连接电缆。五、实验要求（ 1）观测时间内不能改变测站号、天线高