gps测量技术与实训指导

1、甘肃林业职业技术学院 gps 测量技术与应用实训指导书测量技术与应用实训指导书 gpsceliangyuanli yuyingyong shixi zhidaoshu 测绘工程系工程测量教研室 二六年四月 i 目 录 第一部分第一部分 gps 测量实验与实习须知测量实验与实习须知.1 一、实验与实习一般要求.1 二、使用仪器规则.1 1仪器的携带.1 2仪器的安装.1 3仪器的使用.2 4仪器的搬迁.2 5仪器的装箱.2 三外业记录规则.2 第二部分第二部分 gps 测量实习项目测量实习项目.3 实验一 南方北极星 9600 型单频 gps 接收机的认识.3 实验二 9600 型 gps 接收

2、机野外数据采集.12 实验三 南方北极星 9600 型单频 gps 接收机数据下载.19 实验四 基线解算.29 实验五 gps 网平差.37 实验六 南方 gps 数据处理软件 4.4 软件的功能.41 第三部分第三部分 gps 测量教学综合实训测量教学综合实训.48 一、实习目的.48 三、测区概况.50 五、实习要求.50 六、上交成果.51 七、成绩评定.51 附附 gps 测量技术要求测量技术要求.52 一、gps 测量精度、密度标准及分类.52 二、gps 网的基准设计.53 三、拟定外业观测计划.53 四、技术设计书编写.54 ii 五、gps 测量的外业实施.55 六、观测工作

3、.56 七、内业数据处理.59 附录附录 1 gps 实习报告实习报告.59 1 第一部分第一部分 gpsgps 测量实验与实习须知测量实验与实习须知 gps 测量原理及应用的理论教学、实验和实习教学是本课程的三个重要的教学环 节，基本原则是：坚持理论与实践相结合，注重仪器操作、软件使用，在实践中真正掌握 gps 测量的基本原理和技术应用。 一、实验与实习一般要求 1实验或实习课前，应阅读教材中有关内容和预习gps 测量实验与实习指导中 相应项目，了解学习的内容、方法和注意事项。 2实验或实习时分小组进行，学生班学习委员向任课教师提供分组的名单，确定小组 负责人。 3实验和实习是集体学习行动，

4、任何人不得无故缺席或迟到；应在指定场地进行，不 得随便改变地点。 4在实验和实习中认真的观看指导老师进行的示范操作，在使用仪器时严格按操作规 则进行。 二、使用仪器规则 正确使用仪器，精心爱护和科学保养，是测量人员必须具备的素质，也是保证测量成 果的质量、提高工作效率的必要条件。在使用 gps 测量仪器时应养成良好的工作习惯，严 格遵守下列规则。 11仪器的携带仪器的携带 携带仪器前，检查仪器箱是否扣紧，拉手和背带是否牢固。 22仪器的安装仪器的安装 （1）安放仪器的三脚架必须稳固可靠，特别注意伸缩腿稳固。 （2）从仪器箱提取仪器时，应先观察一下仪器是如何放置的，便于仪器装箱时正确放 置仪器，

5、然后用双手握住仪器支架或基座，放到三脚架上，接着一手握住仪器，一手拧连 接螺旋，直至拧紧。 （3）仪器取出后，应关好箱盖，不准在箱上坐人。 2 33仪器的使用仪器的使用 （1）仪器安装在三脚架上之后，无论是否观测，观测者必须守护仪器。 （2）应撑伞，给仪器遮阳。雨天禁止使用仪器。 （3）仪器镜头上的灰尘、污痕，只能用软毛刷和镜头纸轻轻擦去。 4仪器的搬迁仪器的搬迁 gps 测量仪器比较贵重，仪器搬站时，必须把仪器装箱后再搬。 5仪器的装箱仪器的装箱 （1）先将箱盖打开，接着从三脚架上取下仪器，这时一定要一手握住仪器基座或支架， 一手拧松连接螺旋，双手把仪器从架头上取下装箱。 （2）在箱内将仪器

6、正确就位后，关箱扣紧。 三外业记录规则 1观测数据按规定的表格现场记录。记录应采用 2或 3硬度的铅笔。记录者听hh 到观测数据后应复诵一遍记录的数字，避免记错。 2记录者记录完一个测站的数据后，当场应进行必要的检核，确认无误后，观测者才 能搬站。 3对错误的原始记录数据，不得涂改，也不得用橡皮擦掉，应用横线划去错误数字， 把正确的数字写在原数字的上方，并在备注栏说明原因，保持记录清晰、纸张清洁。 3 第二部分第二部分 gpsgps 测量实习项目测量实习项目 实验一 南方北极星 9600 型单频 gps 接收机的认识 一一实验准备实验准备 每组仪器：南方北极星 9600 型单频 gps 接收机

7、一台，脚架一个，电池两块，基座一个， 2 米钢卷尺一把，记录板及记录表格。 二二96009600 型型单频单频 gpsgps 接收机接收机的特点及组成的特点及组成 （一） 、新的特点 南方北极星 9600 型是智能一体化的 gps 接收机，没有电缆，没有外接电池，没有天 线，任何东西都已内置在一个小小的主机壳里，宽大的液晶显示屏还可以在采集数据时查 看星历情况、卫星分布。该机适合于不同层次用户，既可当傻瓜机使用，也可使用内置采 集器来进行 gps 数据采集工作。另外，采用双电源系统，可以自动切换到另一块电池中 供电，从而保证不间断测量工作。9600 型 gps 接收机内存高达 16m 的，能连

8、续存储约二 十天的采集数据。 （二） 、组成 9600 型 gps 测量系统可分为硬件、软件两个部分，具体组成如下： 硬件：1. 9600 接收机（内置测量型天线及抑制多路径板）原装进口 oem 板和 cpu； 2. 9600 单片机内置采集器（内置采集软件） ； 3. 可充电电池及充电器； 4. 铝或木三脚架； 5. 数据传输电缆。 软件：包括数据传输软件（计算机与 9600 主机通讯软件） 、gps 数据处理系统（包含 基线向量处理、闭合差自动搜索、网平差、高程拟合以及图形输出等功能） 。 为达到高精度的大地测量要求，9600 型 gps 测量系统采用静态相对定位模式。此时 外业部分需两台

9、或两台以上 gps 接收机。同时，为方便野外观测，提高野外作业的效率， 建议用户在条件许可下配置更多 gps 接收机 9600 型 gps 测量系统还可扩展成后差分测量系统。精度可达0.1m1m （精度与作用距离成反比） 。 （三） 测量系统的主要技术参数 1、9600 接收机： 4 12 个并行的独立通道、可同时接收 12 颗卫星 l1 载波相位、ca 码伪距，1575.42mhz 扁平有源天线带内装式抑径板 根据卫星高度及卫星运行的健康状况自动选择卫星 flash 闪存内存 16m（与优盘同芯片组） ，可存储连续约 20 天数据量 240*160 的大液晶显示屏 两块高性能锂电池连续工作时

10、间长达 16 小时之久 2、静态相对定位精度： 静态基线：（5mm+1ppm） 高 程：（10mm2ppm） 3、同步观测时间：45 分钟左右 注：同步观测时间的多少与所测距离有关，当达到 20 公里以上时观测时段长度必须有 两 个小时以上（参见表 2-3） ；还与要求达到的精度有关，若要求精度高，则观测时间应长一 些， 精度要求较低则可相对缩短。另外，同步观测时间还与观测时间段及卫星图形强度等因素 有关。 例如，在夜间进行观测，其观测时间可比白天稍短（夜间电离层的影响较小） 。 （四） 测量系统的基本配置 配置名称数量 9600 型 gps 接收机（含仪器箱）1 台 可充电锂电池2 个 充电

11、器1 个 基座及对点器1 套 数据传输电缆线1 根/套 9600 型 gps 测量系统操作手册 1 本 三脚架或对中杆1 付 5 图 1 单台 9600 型 gps 接收机 三、实验学时三、实验学时 2 学时。 四、实验内容四、实验内容 认识南方北极星 9600 型单频 gps 接收机的各个部件。 掌握 gps 接收机各个部件之间的连接方法。 熟悉 gps 接收机界面的基本操作。 （一）、9600 型 gps 接收机充电及电源装卸 1、打开 9600 主机背面的电池后盖（见图 2）； 图 2 装卸电池第一步 2、将电池后盖打开后取出锂电池（见图 3），然后用配套充电器充电。 6 图 3 装卸电

12、池第二步 （二）熟悉 gps 接收机后面接口的作用。 gps 接收机后面的外部端口为 com 口，可作为通讯端口，在接收机同 pc 或控制器间通 过电缆交换信息，接口见图 2 或图 3。 （三）操作界面的介绍 打开 9600 主机电源后进入程序初始界面，初始界面如下图 4： 图 4 南方北极星 9600 型接收机显示面板 1、初始界面中模式的选择 初始界面有三种模式选择：智能模式、手动模式、节电模式；还有一个数字递减窗口， 至零后就将进入主界面，若未在智能模式、手动模式、节电模式三种方式中选择一种模式， 则自动进入默认智能模式主界面，也可按下对应键进入某一模式。 （1）智能模式： 相当于带液晶

13、显示屏的“傻瓜机”采集。在该状态下，9600 可根据采集条件判断满足 采集条件后，自动进入采集状态（例如：pdop6，3d 状态） 。在采集数据的同时，我们 可通过液晶显示屏查看卫星星历和分布情况。 （2）手动模式： 在该状态下需要人工判断是否满足采集条件，一般采集条件要求 pdop6，定位状态 7 为 3d，在显示屏上看到满足条件后就可输入点号以及时段号，让接收机进入采集状态。 （3）节电模式： 该种模式相当于完全傻瓜机采集模式， 9600 可根据采集条件判断自动进入采集状态 （例如：pdop6，3d 状态） 。在选择这种模式后，液晶显示屏关闭，仅靠指示灯来指示 采集状态。 2、指示灯含义

14、显示屏上方三个指示灯依次电源灯、卫星灯、信息灯。 若正在使用 a 电池，则电源灯为绿灯。 若正在使用 b 电池，则电源灯为黄灯。 若 a、b 电池均不足，则电源灯变为红色，此时应更换电池。 未进入 3d 状态时，信息灯每闪烁 n 次红灯，则卫星闪烁一次红灯（n 表示可视的 卫星数）进入 3d 状态后，开始记录，此时信息灯闪烁 m 次绿灯，卫星灯闪烁一次绿灯， （m 表示采集间隔，即每隔 m 秒记录一次数据） 。 2、系统界面 选手动或智能模式后进入主界面。见图 5。 图 5 9600 文件系统主界面 主界面分三大部分： （1）卫星分布图 显示天空卫星分布图，锁定的卫星将变黑，只捕捉到而未锁定的

15、可视卫星为白色显示， 越是接近内圈中心的卫星高度截止角越高，越远离内圈中心的卫星高度截止角越低。并且 卫星几何精度因子值 pdop 也在该界面下显示，如图 2 所示 pdop 值为 2.3。 （2）系统提示框（在任何界面状态，该右项框都会显示） 北京时间：显示当地标准北京时间。 8 记录时间： 显示在采集进入后已记录采集 gps 星历数据的时间，单位为分钟：秒， 如显示 30：40，表示数据已记录 30 分钟 40 秒。 剩余容量：表示还有多少内存空间，如显示 14203k，则内存大约还剩下 14m。 采用的电源系统及电量显示。如图 5 所示，现在使用的电源系统是 b 号电池，电池 的容量为

16、1/3。 （3）功能项 要进行功能项的操作请选择各功能项下面所对应的按键，如要进入“文件”功能的操 作则选择 f1 键。 下面将对每个功能进行介绍。 按 f1 键进入“文件”功能的操作，界面见图 6。 图 6 9600“文件”子界面 在文件项里可查看已采集数据的存储情况。文件排序是按照采集时间的先后顺序来排 列的，点名为“*” ，则是傻瓜采集方式采集的点名默认；开机时间和结束时间分别是 2002 年 8 月 20 日 16 点 50 分和 18 点 14 分。若是人工方式采集，文件名将显示用 户输入的点名。 用 f1 键“ ”向下翻页（当采集数据太多时需要翻页查看） ； 用 f2 键“ ”向上

17、翻页（当采集数据太多时需要翻页查看） ； 用 f3 键“”选择每一页当中的某一个文件； 如果要删除某个文件用 f3 键选择（当然要这个数据已经传输到电脑上） ，黑色光标 会指示当前所要操作文件，用 f4 键来删除这个文件； pwr 键返回主界面。 按 f2 键进入“设置”功能的操作，界面见图 7。 9 图 7 9600“设置”子界面 f1 用于设置采集间隔，出厂时默认为 10，连续按 f1 键， 设置采集间隔值由 1 秒到 60 秒可改(变化间隔为 5 秒)； f2 设置高度截止角，出厂时默认为 10，连续按 f1 键， 设置高度截止角由 0 度到 45 度可改(变化间隔为 5 度)； f3

18、设置采点次数，次数为 3 次，则表示采三个点取一个平均值。 若设置成采样间 隔 5 秒， 采点次数 3 次，则每一个点上需测 15 秒。 f4 键 “确定”以上设置选择好后，要用 f4 键确定，否则退出后还是以前的设置而 非当前设置值； 特别注意：同时工作的几台 9600 主机高度截止角、采集间隔最好保证一致，即同样 的设置值。 pwr 键“取消”:返回主界面。 按 f3 键进入“测量”功能的操作，界面见图 8。 图 8 9600“测量”子界面 有状态、卫星、点名（采集） 、返回、记录图标五个子项： 10 f1 键“状态”：显示单点定位的经纬度坐标、高程和精度因子 pdop 值 、定位状 态、

19、锁定卫星数目、可视卫星数见图 9。 图 9 9600“状态”子界面 f2 键“卫星”：显示卫星号和卫星信躁比，见图 10。 f3 键“点名”：在智能模式下该项显示（点名） ，在人工模式下显示（采集） ，见图 11。 在图 11 中，用户可以输入测站的相关信息，如：测站的点名、测站的采集的时段号、 测站的天线高。 测站的点名：所架设仪器的点名（点名可以输入 09、az 一共 36 个字符） ； 时 段号：给你采集的控制点取测量时段，要求某一控制点没搬站时，应该取相同的文件名， 不同的时段号。例如：某一控制点上架站文件名为 gps1，时段号取 1，第一个同步时段 测完后该站没有搬站，则第二个时段还

20、是取文件名为 gps1，时段号取 2（时段号只能输 09） ； 天线高：架站时的仪器高（请用卷尺量过后输入，照上一章天线高输入方法量测） ，天 线高只能输入小于 10 的数字。 图 10 9600“卫星”子界面 11 图 11 9600“点名”子界面 输入方法介绍： f1 键用来在字符段下选取某一字符； f2 键用来移动光标； 连续用 f3 键选择不同的字符段 09、ag、hn、ou、vz； 下面以点名为 gps1 为例介绍： a 用 f3 键选择 ag 字符段(上图左下角会有 ag 显示)； b 用 f1 键在 ag 字符段再选择单个字符 g，第一个字母 g 就输入进去了； c 用 f2 键

21、移动光标； d 重复步，直到 gps1 输入完成。 e 然后用 f4 键“确定” 。 光标移到“输入时段” ，按照以上输入方法输入对应的时段号，f4“确定” 。光标移到 “天线高” ，输入测站的天线高，f4“确定” ，返回到主界面。 按 f4 键进入“系统”功能的操作，界面见图 12 图 12 9600“系统”子界面 f1 键:开/关背光灯； 12 f2 键:开/关显示； f3 键:切换到 a 或 b 电池，即在两块锂电池之间切换； f4 键：返回主界面。 长按 pwr 键关机 五五实验要求实验要求 1.通过实验认识南方北极星 9600 型单频 gps 接收机并学会初步使用； 2.通过实验加深

22、理解全球定位系统gps 的概念。 六、实验建议六、实验建议 本实训项目根据实际教学安排情况，可以不单独做，在综合实习前期培训中完成。 实验二 9600 型 gps 接收机野外数据采集 一、实验准备一、实验准备 每组仪器：南方 ngs9600 型静态接收机，2 号钢钉、皮尺、2h 或 3h 铅笔、三角板、 锤子、红油漆、毛笔、小钢尺，gps 点之记图表，gps 地面点标志模板。gps 观测记录手薄， gps 测量规范（规程）手册。 二、实验内容二、实验内容 （一）前期准备工作 1、选点 选点应该注意： （1）点位应设在易于安装接收设备，视野开阔的较高点上。 （2）点位目标要显著，视场周围 15以

23、上不应有障碍物，以减少 gps 信号被遮挡或 障碍物吸收。 （3）点位应远离大功率无线电发射源（如电视机、微波炉等） ，其距离不少于 200m； 远离高压输电线，其距离不得少于 50m，以避免电磁场对 gps 信号的干扰。 （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接收的物体，以减弱多路 径效应的影响。 （5）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。 （6）地面基础稳定，易于点的保存。 （7）选点人员应按技术设计进行踏勘，在实地按要求选定点位。 （8）网形应有利于同步观测边、点联结。 （9）当所选点位需要进行水准联测时，选点人员应实地踏勘水准路线，提出有关建议。 1

24、3 （10）当利用旧点时，应对旧点的稳定性、完好性，以及觇标是否安全可用作一下检 查，符合要求方可利用。 2、标志埋设 gps 网点一般应埋设具有中心标志的标石，以精确标志点位，点的标石和 标志必须稳定、坚固以利于长久保存和利用。在基岩露头地区，也可以直接在基岩上嵌入 金属标志。每个点标石埋设结束后，提交点之记（见表 4-6）及 gps 网的选取点网图。3、 静态基站安置 （1）三脚架对中 将三脚架安置在地面点上。要求 ：高度与观测者胸部齐平，架头概略水平，大致对 中，稳固可靠。伸缩三脚架架腿调整三脚架高度，在架头中心处自由落下一小石头，观 其落下点位与地面点的偏差，若偏差在 3之内，则实现大

25、致对中。三脚架的架腿尖cm 头尽可能插进土中。 （2）接收机基座对中 1)安置接收机基座:从仪器箱中取出基座放在三脚架架头上 (手不放松)，位置适中， 另一手把中心螺旋 (在三脚架头内)旋进基座中心孔中，使基座牢固地与三脚架连接在一 起。 2)脚螺旋对中: 这是利用基座的脚螺旋进行精密光学对中的工作。 a.光学对点器对光(转动目镜调焦轮)，使之看清光学对点器的分划板（圆圈）和地 面，同时根据地面情况辨明地面点的大致方位。 b.两手转动脚螺旋，同时眼睛在光学对点器目镜中观察分划板标志与地面点的相对 位置不断发生变化情况，直到分划板标志与地面点重合为止，则用脚螺旋光学对中完毕。 （3）三脚架整平

26、1)任选三脚架的两个脚腿，转动照准部使管水准器的管水准轴与所选的两个脚腿地 面支点连线平行，升降其中一脚腿使管水准器气泡居中。 2)转动基座上部使管水准轴转动 90，升降第三脚腿使管水准器气泡居中。 升降脚架时不能移动脚腿地面支点。升降时左手指抓紧脚腿上半段，大拇指按住脚 腿下半段顶面，并在松开箍套旋钮时以大拇指控制脚腿上下半段的相对位置实现渐进的 升降，管水准气泡居中时扭紧箍套旋钮。整平时水准器气泡偏离零点少于2 或 3 格。 整平工作应重复一二次。 （4）精确整平 14 1)任选两个脚螺旋，转动基座上部使管水准轴与所选两个脚螺旋中心连线平行，相 对转动两个脚螺旋使管水准器气泡居中。管水准器

27、气泡在整平中的移动方向与转动脚螺 旋左手大拇指运动方向一致。 2)转动基座上部 90，转动第三脚螺旋使管水准器气泡居中。重复 1)、2)使水准器 气泡精确居中。 （5）将接收机装配到基座上 南方北极星 9600 型单频 gps 接收机下部有一个标准 5/8 英寸的装配孔，用于将接 收机固定在基座或测杆上。 （6）天线定向 在天线的上表面，位于电池盒上方的测点上有一个小三角形，它是定向标志，用它来 对准参考北向。所有的接收机在测量时应对准相同方向。 （7）量取天线高 静态测量时量取斜高，步骤为： a.将量高环安置在天线顶部。接收机的圆周上有一圈凹槽，将量高环旋到它里面。 b.用 gps 专用钢卷

28、尺钩住量高环边缘的测量点，量取天线到地面待测点的距离。 天线高的量取如下图 13 所示。 图 139600 型 gps 接收机天线量取示意 （8）打开接收机完成设置，搜寻卫星，接收机将开始数据采集。 打开主机电源后，初始界面有三种采集工作方式选择(三种采集方式不同之处实训一 中的有关介绍)，你需选择其中任何一种工作方式来采集数据，若不进行选择，则延时 10 秒后自动进入默认采集方式“智能模式”。 9600 有三种工作方式进行 gps 数据采集工作，用户可根据实际情况和方便性来选择 不同的工作方式。 15 注意：每一次只能用一种工作方式来采集数据。 （二）、数据采集方式的操作 1智能模式采集 （

29、1）数据的采集： 在 9600 主机电源打开后，在初始界面下选 f1 键进入“智能模式”，见图 14。 图 14 9600“智能模式”界面 进入该模式下，软件自动判断卫星定位状态和 pdop 值，你不必进行任何操作，软件 会在 pdop 值满足后进入采集数据状态，这时在右项框中能看到采集时间在递増，表明 9600 主机已正在记录 gps 数据，你可以给记录的数据取一个文件名，若不取文件名，软 件会默认文件名为“*”。文件结构是靠采集时间先后来区分，若想不同名可在数据下 载时更改，也可按以下操作更改文件名。 （2）给记录的数据取一个文件名： 按 f3 键“测量”进入测量功能界面(可看到接收机状态

30、，单点经纬度坐标，定位状 态、精度因子)，见图 15。 图 15 9600“测量”功能界面 按 f3 键“点名”进入点名输入功能界面，给正在记录的数据起一个文件名、 输 16 入时段号及输入测站天线高（输入文件名方法见本章第一节），见图 16。 图 16 9600“点名”功能界面 注意 智能模式与人工模式采集的区别在于：智能模式下接收机已经开始记录数据或正 在记录数据，然后给这个正记录的数据起一个文件名。而人工模式下接收机还没有记录数 据，你给定文件名后才让接收机采集记录数据。 （3）退出数据记录： 退回到主界面，然后长按 pwr 键关机。 在任何界面下同时按下 f1+f4 快捷键关机，即可退

31、出采集，且不会丢失数据。 2 人工模式采集 （1）数据的采集： 在 9600 主机电源打开后，在初始界面下选 f2 键进入“人工模式”，见图 17。 在该种模式下工作，采集过程不会自动进行，需要我们人为判断目前接收机状态 是否满足采集条件（pdop6，定位状态为 3d），当满足条件时，请按下 f3 键“测量” 数据采集界面，见图 18。 （2）给记录的数据取一个文件名： 当满足条件时，请按下 f3 键“采集”进入文件名输入界面，见图 16。输入完文件名、 时段号、天线高后，按 f4 键“确定”，接收机就开始记录数据。 （3）退出数据记录： 操作同“智能模式”。 17 图 17 9600“人工模

32、式”界面 图 18 9600“测量”功能界面 注意：人工模式与智能模式采集的区别在于：智能模式下接收机已经开始记录数据或 正在记录数据，然后给这个正记录的数据起一个文件名。而人工模式下接收机还没有记录 数据，你给定文件名后才让接收机采集记录数据。 “智能模式”和“人工模式”的区别： 人工模式先取文件名再记录采集数据；智能模式先已自动记录采集数据再取文件名。 3 节电模式采集 本方式操作最简单实用，完全“傻瓜式”操作，进入该方式后，你就可以去一边休息， 等采集时间足够时就可收机搬站。 （1）数据的采集： 在 9600 主机电源打开后，在初始界面下选 f3 键进入“节电模式”。 节电模式一进入之后

33、就自动关闭液晶显示屏，仅靠指示灯来显示卫星状态和采集状态。见 图 19。 18 图 19 9600 主机正面 显示屏上方三个指示灯依次电源灯、卫星灯、信息灯。 电源灯的工作情况： 若正在使用 a 电池，则电源灯为绿灯；若正在使用 b 电池，则电源灯为黄灯；若 a、b 电池均不足，则电源灯变为红色，此时应更换电池。 卫星灯和信息灯的工作情况： 未进入 3d 状态时，信息灯每闪烁 n 次红灯，则卫星闪烁一次线灯红灯（n 表示可视 的卫星数） ；进入 3d 状态后，开始记录，此时信息灯闪烁 m 次绿灯，卫星灯闪烁一次绿 灯（m 表示采集间隔，即每隔 m 秒记录一次数据） 。 节电模式能被任意键激活显

34、示屏而进入智能模式。 （2）退出数据记录： 在任何界面下同时按下 f1+f4 快捷键关机，即可退出采集。 “节电模式”的优点：节电模式适合在北方严寒地区使用，以克服液晶显示屏可能低温 情况下无法正常显示。 三、实验学时：4 学时 四、实验要求 1. 通过实验掌握南方北极星 9600 型单频 gps 接收机的使用方法； 2.学会量取天线高的方法； 3.掌握选点和埋设标志的原则。 4.掌握南方北极星 9600 型 gps 接收机不同数据采集模式的特点及其适用条件。 五、实验建议 本实验项目根据教学安排情况，可以不单独进行，在综合实习前期培训中练习。 19 实验三 南方北极星 9600 型单频 gp

35、s 接收机数据下载 一、实验准备一、实验准备 每组仪器：南方北极星 9600 型单频 gps 接收机一台，计算机一台，记录表格,传输数 据线，南方 gps 数据处理软件 4.4 的安装和注册方法。 二、实验内容二、实验内容 1、南方 gps 数据处理软件 4.4 的安装的系统要求 为了能够正常的安装和使用南方 gps 数据处理软件 4.4 用户的计算机一般应保证满足 以下最低硬件和软件要求： 操作系统：microsoft windows（9x，nt，me，xp，or2000） 内存：16mb 硬盘：至少需要 64mb 的硬盘空间 2、安装南方 gps 数据处理软件 4.4 软件 南方 gps

36、数据处理软件 4.4 软件安装文件中有名为 gpsmax050823.exe 的可执行文件， 执行该文件可弹出如图所示的安装界面如图 20： 图 20南方 gps 数据处理软件 4.4 软件的安装 用户可按设置要求完成安装。 3、南方静态数据传输 ver3.0 2006.07.26 的基本操作 20 运行南方 gps 数据处理软件 4.4，单击工具南方接收机数据下载。弹出如下图 21 所 示的界面。 图 21 数据传输软件主界面 程序界面分为：菜单项、工具栏、状态栏（左窗口） 、程序视窗（右窗口） 。 （1）菜单项 菜单项分为：计算机设置、设置、通讯、查看、帮助。 计算机设置菜单 计算机设置菜

37、单主要是对文件夹等的操作，见图 22。 a 新建文件夹：输入文件夹名称，在当前路径下新建文件夹。选择该菜单后系统 弹出 图 23 所示的对话框，输入要建立的文件夹的名称，鼠标单击“确定”按钮。 b 删除文件夹：对选中的文件夹来进行删除。 c 删除文件：对选中的文件进行删除。 d 重命名：对文件名进行设置。 e 退出程序：退出数据传输程序。 21 图 22 计算机设置菜单 图 23 新建文件夹对话框 (2)设置菜单 设置菜单主要是对 gps 接收机的操作，见图 24。 图 24 设置菜单 gps 设置：对高度角和采集间隔进行设置，选择该菜单后系统弹出图 25 所示的 gps 设置对话框，输入相应

38、的采样频率值和卫星高度角，鼠标单击“确定”按钮即可。 图 25 gps 设置对话框 删除数据：对 9600 内存中的数据进行选择删除。 数据清空：对 9600 接收机内存中的数据全部清空。 (3)通讯菜单 通讯菜单主要是进行计算机和 gps 接收机通讯的设置，见图 26。 22 图 26 通讯菜单 通讯接口：对通讯口和波特率进行设置，选择该菜单后系统弹出图 27 所示的通讯 参数设置对话框，选择计算机和 gps 连接的接口，鼠标单击“确定”按钮即可。 图 27 通讯参数设置对话框 开始连接：连接北极星 9600。 断开连接：断开和北极星 9600 的连接。 传输数据：选择要传输的文件，执行此功

39、能，弹出图 28 所示的对话框。 图 28 传输数据对话框 选择对应的文件后，鼠标单击“开始”9600 上的数据就会传输到计算机对应的目录下。 在连通状态下执行此功能，可以对点名、天线高和时段号进行更改，点名为四个字母或数 字组成。 (4) 查看菜单 查看菜单主要是进行传输软件本身界面的操作，见图 29。 23 图 29 查看菜单 工具栏：控制工具栏的可见性； 状态栏：显示连接状态及传输进度； 连接状态：对传输过程序中各种状态进行跟踪显示； 文件信息：显示计算机文件目录信息。 (5) 帮助菜单 帮助菜单主要是关于传输软件操作的在线帮助和 gps 接收机注册等的操作，见图 30。 图 30 帮助

40、菜单 帮助主题：关于传输软件的在线帮助； 软件注册：对 gps 接收机注册，选择该菜单后系统弹出图 31 所示的对话框， 输入对应 gps 接收机的注册码，鼠标单击“确定”按钮即可。 图 31 接收机注册对话框 和以往不同的是，注册信息写入接收机中，不管是否断电注册信息会永久存在 gps 接 收机里面。 关于 startransfers：关于本软件版权信息及南方公司网址提示。选择本菜单 后系统弹出图 32 所示的对话框，鼠标单击“确定”按钮即可。 24 图 32 关于 startransfers 对话框 (6)工具栏 工具栏中菜单都为菜单项中的快捷方式，数据传输软件的工具栏见图 33。 图 3

41、3 数据传输软件的工具栏 输入文件夹名称，在当前路径下新建文件夹。 对选中的文件夹来进行删除。 对选中的计算机中文件进行删除。 对文件名进行设置。 连接北极星 9600 与计算机。 断开串口，中断北极星 9600 与计算机通讯。 选择要传输的文件，将它传回到计算机中。 对 9600 数据进行选择选择删除。 对 9600 接收机数据全部清空（慎用此命令，在确保数据都已安全传回电 脑中，方可使用该命令，否则数据全部丢失） 。 25 对高度角和采集间隔进行设置。 软件版本信息。 (7) 状态栏 位于程序左窗口，显示用户每一步操作的详细过程。 (8)程序视窗 位于程序右窗口，其中上半部分显示计算机中的

42、文件内容，下半部分显示 9600 主机 中的数据。 4 如何进行数据传输 在本节中将详细介绍如何把野外的观测数据传输到计算机中，步骤如下： (1)连接前的准备 保证 9600 主机电源充足，打开电源。 用通讯电缆连接好电脑的串口 1（com1）或串口 2（com2） 。 要等待（约 10 秒钟）9600 主机进入主界面后再进行连接和传输（初始界面不能传 输） 。 设置要存放野外观测数据的文件夹，可以在数据通讯软件中设置。 (2)进行通讯参数的设置 选择“通讯”菜单中的“通讯接口”功能，系统弹出图 34 所示的通讯参数设置对 话框。 在通讯参数设置对话框中选择通讯接口 com1 或 com2，鼠

43、标单击“确定”按钮。 图 34 通讯参数设置对话框 连接计算机和 gps 接收机 26 图 35 连接计算机和 gps 接收机后的程序菜单 选择“通讯”菜单中的“开始连接”功能或直接在工具栏中选择“ ” 。如果在 第二步中设置的通讯参数正确系统将连接计算机和 gps 接收机，在程序视窗的下半部分显 示 gps 接收机内的野外观测数据。见图 35。如果通讯参数设置不正确，请重复第二步的 操作。 数据传输 a 选择“通讯”菜单中的“传输数据”功能，系统弹出图 4-16 所示的对话框。 b 在 gps 数据传输对话框中选择野外的观测数据文件，鼠标单击“开始” 。 断开连接 选择“通讯”菜单中的“断开

44、连接”功能或直接在工具栏中选择“” ，即可断开 计算机和 gps 接收机的连接。 例如要将数据保存在 e 盘根目录下 jt 文件夹中，则可以进行如下操作： 1.打开 e 盘根目录下 jt 文件夹； 2.选定欲传输的数据（如 2113 点数据）如图 36。 3.在图 36 的对话框中可更改点名、仪器天线高、时段号。 4.然后鼠标左键点击“开始” ，该点上采集的数据“2113”将传输到你指定的 e 盘根 目录下 jt 文件夹。 5.断开连接。 27 图 36 gps 数据传输对话框 5 数据传输软件的扩展作用 (1) 如何输入注册码 注册码是保证用户正确、合法使用南方公司 gps 产品的用户标识码

45、，请用户妥善保管。 注册 gps 的步骤如下： 选择“帮助”菜单中的“软件注册”功能，系统弹出图 37 所示的对话框； 在接收机注册对话框中的注册码编辑框中输入在南方公司申请到的注册码，鼠标单 击“确定” 。 注意：注册码为 21 位，如果长度不足程序不能接受。 如果输入的注册码正确，系统提示注册成功对话框，见图 38。 如果注册码错误，则提示注册码输入错误对话框，见图 39。 图 37 接收机注册对话框 图 38 注册成功对话框 28 图 39 注册失败对话框 (2) 检测注册码 连接 gps 接收机和计算机，启动数据传输软件，在软件的标题栏会显示注册码的日期， 如果提示的时间比当前的时间小

46、则表明注册码日期以到，请与就近南方公司的分公司联系， 索取正确的注册码。 (3)设置功能 在数据传输软件中可以对 gps 接收机采样间隔和卫星高度截止角进行设置。在“设置” 菜单下“gps 机设置”功能，弹出图 40 所示的参数设置对话框。采样频率值：设置采集 间隔，例如设成 5 秒，则接收机每隔 5 秒钟采集一个历元数据，一分钟则可采集 12 个 历元数据。卫星高度角即卫星截止角，若设成 10 度，则接收机只对水平仰角 10 度以上 卫星锁定，而屏蔽 10 度以下的卫星。 图 40 参数设置对话框 注意：参加作业的每台 gps 的设置应该保持一致。如更改了一台 gps 接收机的内部 参数，其

47、它的 gps 接收机也应该更改成同样的内部参数。 三、实验学时三、实验学时 2 学时 四、实验要求四、实验要求 1 1、熟悉南方静态数据传输 ver3.0 2006.07.26 的工作界面，熟悉命令菜单与工具框. 2 掌握南方北极星 9600 型单频 gps 接收机数据下载. 29 3 了解南方静态数据传输 ver3.0 2006.07.26 的一些扩展功能和操作方法 五、实验建议 本项实验根据实际教学进度情况，不要求单独进行，在综合实习中教师按情况指导。 实验四 基线解算 一、实验准备一、实验准备 安装南方 gps 数据处理软件 4.4 软件的计算机一台 二、实验内容二、实验内容 1、解算步

48、骤、解算步骤 南方 gps 数据处理软件 4.4 进行基线解算步骤为： 在桌面上双击“南方测绘 gps 数据处理”图标或单击“开始”“程序”“南方测 绘 gps 4.4000 数据处理” “gps 数据处理”打开 gps 数据处理软件，gps 数据处理软 件界面如下图 41 所示。 图 41南方 gps 数据处理界面 2、如果该处理软件为演示版，则必须要求注册，注册方法为单击“帮助”“注册” 打开如下图 42 所示界面。 30 图图 4242南方南方 gpsgps 数据处理软件注册界面数据处理软件注册界面 在使用单位中任意输入使用单位名称，email 中输入电子邮箱，电子邮箱格式必须 正确，在

49、注册码中任意输入 16 位长的数字或英语字母。如果注册功能栏出现“sth 解算” 字样后，单击“退出”按钮即可完成注册。 3、新建项目，在菜单栏单击“文件”“新建”或在工具栏单击按钮打开如下图 43 所示界面 图 43项目建立对话框 在上述界面中依次填入或选上项目属性描述，单击确定即可。然后会弹出如下图 44 所 示的界面。 31 图 44建立项目后的软件界面 4、添加外业 gps 数据文件 在菜单栏单击“数据输入”“增加观测数据文件”或在工具栏单击图标，打下 如下图45 所示的界面。 图 45加入外业观测数据文件对话框 选择路径中选中存放 gps 外业数据文件的文件夹，然后在文件列表中选中所

50、需要的数 据文件，然后单击确定，弹出数据录入进度条如图 46 所示： 32 图 46 处理进度 然后稍等片刻，调入完毕后，网图如下图 3-5 所示： 5、 解算基线详解 选择解算全部基线，有自动计算进度条显示如下图 47 所示 图图 47 处理进度处理进度 这一解算过程可能等待时间较长，处理过程若想中断，请点击停止。基线处理完全结 束后，网图如下图，颜色已由原来的绿色变成红色或灰色。基线双差固定解方差比大于 2.5 的基线变红(软件默认值 2.5)，小于 2.5 的基线颜色变灰色。灰色基线方差比过低，可 以进行重解。例如对于基线“g5041801g5011801” ，用鼠标直接在网图上双击该基

51、线， 选中基线由实线变成虚线后弹出基线解算对话框如图 48，在对话框的显示项目中可以对基 线解算进行必要的设置。 33 图 48基线情况 基线解算对话框各项设置的意义和使用说明如下： “ ”：显示当前处理的基线。 注：文件“g5041801”中“g504”表示点名， “180”表示测量日期是 1 年 365 天中 的第 180 天， “1”表示时段数。 “ ”：在白色小方框中单击鼠标左键后小方框中 出现小勾，表示此功能已经被选中。 “禁用”表现禁用当前的基线；“新增基线”表示 当 前基线为新增基线；“自动禁止使用”表示不合格的基线不参加组网， “选中基线”表示 当前基线为正在处理的选中基线。

52、34 “”数据选择系列中的条件是对基线进行重解的重 要条件。可以对高度截至角和历元间隔进行组合设置完成基线的重新解算以提高基线的方 差比。历元间隔中的左边第一个数字历元项为解算历元，第二项为数据采集历元。当解算 历元小于采集历元时，软件解算采用采集历元，反之则远用设置的解算历元。 “编辑”中的 数字表示误差放大系数，参考卫星可进行选择，一般默认为自动选择接收信号效果最好的 卫星，最小历元和最大历元数为限制解算的数据，一般可设为默认值即可。 “合格解选择”为设置基线解的方法。分别有“双差固定解” 、 “双差浮点解” 、 “三差 解”三种，默认设置为双差固定解，为最好的解算精度。 在反复组合高度截

53、至角和历元间隔进行解算仍不合格的情况下，可点状态栏基线简 表查看该条基线详表。点击左边状态栏中“基线简表” ，点击基线“g5021801g5011801” ， 显示栏中会显示基线详情，如图 49 所示。 图 49 基线详解 35 图 50 数据编辑 图 49 中详细列出了每条基线的测站、星历情况，以及基线解算处理中周跳、剔除、 精度分析等处理情况。在基线简表窗口中将显示基线处理的情况，先解算三差解，最后解 算出双差解，点击该基线可查看三差解、双差浮动解、双差固定解的详细情况。无效历元 过多可在左边状态栏中观测数据文件下剔除，例如在 g5011801.sth 数据双击弹出数据编 辑框(图 50)

54、.。 点中 ，然后按住鼠标左键拖拉圈住上图中有历元中断的地方即可 剔除无效历元，点中可恢复剔除历元。在删除了无效历元后从解基线，若基线仍不合 格，就应该考虑对不合格基线进行重测了。 6、检查闭合环和重复基线 待基线解算合格后（少数几条解算基线不合格可让其不参与平差） ，在 “闭合环”窗 口中进行闭合差计算。首先，对同步时段任一三边同步环的坐标分量闭合差和全长相对闭 合差按独立环闭合差要求进行同步环检核，然后计算异步环。程序将自动搜索所有的同步、 异步闭合环。 有关同步、异步闭合环、重复基线的要求请查看使用提示“外业成果质量检核标准” （页） ，或者参照有关国家规范。 搜索闭合环点左边状态栏中闭

55、合环，有下图显示闭合差： 36 图 51 闭合环 从上图中看出，此网所有的同步闭合环均小于 10ppm，小于四等网（10ppm）的要 求。 闭合差如果超限，那么必须剔除粗差基线（基线选择的原则方法请查看使用提示） 。点 击“基线简表”状态栏重新算。根据基线解算以及闭合差计算的具体情况，对一些基线进 行重新解算，具有多次观测基线的情况下可以不使用或者删除该基线。当出现孤点（即该 点仅有一条合格基线相连）的情况下，必须野外重测该基线或者闭合环。 保存项目，单击菜单栏“文件”“保存”或单击工具栏图标，可弹出如下图 52 所示的对话框，然后选择好存放路径后单击保保存按钮即可。 图 52项目保存对话框

56、三、实验学时三、实验学时 4 学时 四、实验要求四、实验要求 37 1、掌握基线解算的工作流程 2、学会分析基线固定解时的处理方法 3、掌握基线解算不合格时的处理方法 五、教学建议五、教学建议 本实验项目根据实际教学进度情况，可不单独进行实训，在综合实习中教师指导进行。 实验五 gps 网平差 一、实验准备一、实验准备 安装南方 gps 数据处理软件 4.4 软件的计算机一台 一、一、 实验内容实验内容 1、数据录入：输入已知点坐标，给定约束条件。 本例控制网中 mjs 为已知约束点在点击“数据输入”菜单中的“坐标数据 录入”弹出对话框如图 53，在“请选择”中选中“mjs”，单击“mjs”对

57、应的 “北 向 x”的空白框后，空白框就被激活，此时可录入坐标。通过以上操作最终完成已知 数 据的录入。 图图 5353 录入已知数据录入已知数据 2、平差处理：进行整网无约束平差和已知点联合平差。根据以下步骤依次处理。 （1）自动处理：基线处理完后点此菜单，软件将会自动选择合格基线组网，进行环闭 合差。 （2）三维平差：进行 wgs-84 坐标系下的自由网平差。 38 （3）二维平差：把已知点坐标带入网中进行整网约束二维平差。但要注意的是，当已 知点 的点位误差太大时，软件会提示如图 54 所示。在此时点击“二维平差”是不能进行 计 算的。用户需要对已知数据进行检合。 图 54 错误提示窗口

58、 注：如果在“平差参数设置”中取消“进行已知点与坐标系检查”项目，则不弹出如 图 54 所示的错误提示，该项的设置在“设置”“平差参数设置”下，其对话框如图 55 所示。如果有确定的坐标系统参数，为了避免出现错误，建议选中些项。 图 55平差参数设置 （4）高程拟合：根据“平差参数设置”中的高程拟合方案对观测点进行高程计算 注：“网平差计算”的功能可以一次实现以上几个步骤。 3、平差后的成果 平差后的成果如图 56 所示 39 图 56平差后成果预览 4、平差成果输出 平差后的成果可直接打印输出，如图 57 所示，首先在“设置”“成果打印输出设置” 对话框中或在“文件”“打印预览”中进行设置，

59、然后单击确定。 图 57成果输出设置 设置好后可进行预览，该项在“文件”“ 打印预览”进行，如不满意可重新进行设 置。打印预览界面如图 58 所示 40 图 58成果打印预览界面 如果用户想将平差成果输出，则可以在“成果”菜单下点击“平差报告（文本文档） ” 如图图 59 所示，将平差报告输出，点击“网平差成果”可输出控制点坐标成果和控制网图 等，具体操作如图 60 所示。 图 59平差报告输出对话框 41 图 60网平差成果输出对话框 三、实验学时三、实验学时 4 4 学时 四、实验要求四、实验要求 1、掌握 gps 网平差的操作步骤。 2、学会分析网平差报告。 3、网平差成果的输出等。 五

60、、教学建议五、教学建议 本实验项目根据教学安排情况，可不单独进行，但在综合实习中指导教师必须进行培 训。 实验六 南方 gps 数据处理软件 4.4 软件的功能 一、实验准备一、实验准备 安装南方 gps 数据处理软件 4.4 软件的计算机一台 二、二、 实验内容实验内容 （一）将南方 gps 文件数据格式转换为 rinex 格式 有时，如果不同品牌的 gps 接收机进行同步观测时，为了对处采集的数据进行统一平 差，必须将某品牌的 gps 接收机的数据轮换为 rinex 格式，在南方 gps 数据处理软件 4.4 软件中的实现方法为，单击“成果”“rinex 输出” ，将弹出如图 61 所示的