卫星定位测量教学指南

1、卫星定位测量课程教学指南北北京京工工业业职职业业技技术术学学院院2013 年 08 月目 录一、明确培养目标及规格，了解岗位任务与要求 .31.1 职业核心能力.31.2 毕业生应具备的基本素质.31.3 毕业生应具备的知识.31.4 毕业生应具备的能力.41.5 毕业生应具备的职业态度.41.6 职业证书要求 .41.7 岗位工作任务与能力素质要求.4二、 卫星定位测量课程学习目标 .7三、学习本课程应具备的知识和技能基础 .83.1 知识基础.83.2 技能基础.9四、本课程与其他课程的关系 .9五、课程整体设计思路 .9六、课程开发与实施 .96.1 理论教学方法、手段与教学组织形式.9

2、教学方法.9教学组织形式.10教学手段.106.2 实践教学的设计思想与效果.10实践教学的设计思想.10实践教学效果.11七、学习情境设计 .12八课程教学实施建议 .128.1 课程的重点、难点及解决办法 .12课程的重点.12难点.13解决办法.138.2 师资和实训条件.13师资条件.13实训条件.13一、明确培养目标及规格，了解岗位任务与要求一、明确培养目标及规格，了解岗位任务与要求工程测量技术专业的培养目标为：培养德、智、体、美全面发展，具备良好的职业道德和科学文化素养，掌握必备的工程测量理论知识，具有熟练的专业技能，在测绘、水利、电力、交通、国土资源、城市规划、建筑、冶金、地质、

3、路桥、林业、农业、石油、海洋等行业生产一线，能胜任工程建设规划及勘察设计、工程施工、运营管理阶段测绘工作的高端技能型人才。卫星测量定位技术以其自动化程度高、定位速度快、成本低、不受天气因素影响、测点间无须通视、不建觇标等优越性和仪器轻巧、操作方便、定位测量精度高等优点，被广泛应用于我国测绘行业和各种工程建设的测量中，带来了我国测绘技术的一场深刻变革，使我国测绘行业步入了现代化的时代。卫星定位技术已是工程技术专业必须掌握和具备的专业基础理论知识和技术。1.11.1 职业核心能力职业核心能力1. 大比例尺地形图测绘；2. 建立工程控制网；3. 工程施工测量；4. 变形监测；5. 测绘项目技术设计、

4、产品质量检查与技术总结；6. 仪器设备检验维护；7. GNSS 控制网布设和实施；8. 测绘项目管理。1.21.2 毕业生应具备的基本素质毕业生应具备的基本素质热爱祖国、热爱人民、热爱测绘事业、具有良好的文化、身体和心理素质，具备良好的人际沟通交流和团结协作能力。具备遵纪守法、爱岗敬业和安全生产的能力，具有较强的学习能力、判断能力、分析能力和空间感觉，具有一定的创新能力。1.31.3 毕业生应具备的知识毕业生应具备的知识1. 本专业必需的文化基础知识；2. 计算机基本知识；3. 相关的国家法律、法规知识，测绘规范与有关技术规定的知识；4. 常用测绘仪器设备的操作知识；5. 测图控制网、工程施工

5、控制网和变形监测控制网的布网方法、施测方法、数据处理的知识；6.地形图数据采集与成图的知识；7. 工程施工测量的知识；8. 变形监测的施测及数据处理的知识；9. 测绘成果质量检查与验收技术规定的知识；10. 测绘工程管理的基本知识；11. 安全生产常识。1.41.4 毕业生应具备的能力毕业生应具备的能力1. 常用测绘仪器使用与维护的能力；2. 计算机应用能力；3. 测图控制网、施工控制网和变形控制网布设、施测及数据处理的能力；4. 大比例尺地形图、纵横断面图和水下地形测绘的组织与实施能力；5. 工程施工测量的组织与实施能力；6. 变形监测的组织与实施能力；7. 测绘项目技术设计书、技术总结报告

6、的编写能力；8. 测绘成果的检查与验收能力；9. 相关专业文献资料的检索能力；10.安全生产、项目管理的初步能力。1.51.5 毕业生应具备的职业态度毕业生应具备的职业态度1. 具有较强的社会责任感和事业心；2. 具有良好的思想品德和道德意识，能遵纪守法；3. 具有良好的职业道德，具备诚信品质、敬业精神和责任意识；4. 具有求实创新的科学精神、刻苦钻研的实干精神和团结协作的团队精神。1.61.6 职业证书职业证书要求要求学生在校期间必须考取工程测量员（工） （中级或中级以上）职业资格证书。学生还可根据就业需要，考取工程测量、地籍测绘、房产测绘、摄影测量等职业岗位证书（中级或中级以上） 。更高层

7、次专业职业发展是取得全国注册测绘师资格证书。1.71.7 岗位工作任务与能力素质要求岗位工作任务与能力素质要求工程测量技术专业毕业生的主要就业岗位、岗位职责及能力与素质要求见表 1。表 1-1 工作任务与岗位能力分析表工作任务工作任务领域领域典型工作任务典型工作任务职业能力职业能力坐标正反算能够完成由坐标方位角和边长计算坐标、由坐标反算坐标方位角和边长。三、四等及等外水准测量能够进行三、四等水准测量方案设计、外业观测、记录、测站检查以及内业计算与提交成果。水平角、竖直角测量能够完成测回法、方向法角度测量、记录与计算，垂直角观测记录与计算，进行记录数据的检查与整理。距离测量能够用钢尺、全站仪进行

8、离测量、记录、计算。导线测量外业和内业能够完成导线点的方案设计、工作组织、选点埋石和点之记、测角量边、导线手工计算及软件计算。GPS RTK 测量能够进行基准站、流动站建立，坐标系统建立及点校正，数据通讯。控制点的展绘能够用手工或数字测图软件完成图根控制点展绘及检查。三角高程测量能够完成三角高程测量外业观测、记录及检查，完成三角高程内业计算。碎部测量能够用经纬仪、全站仪进行地形、地物特征点数据采集。地形绘图能够用最新图式、图例绘制地形图。地形图应用能够进行坐标、距离、面积、坡度查询与计算，断面图绘制等。野外数据采集与通讯能够用全站仪完成野外数据（坐标或角度边长）采集与通讯。城镇数字地形图绘制能

9、够利用数字测图软件绘制城镇地形图。坡坎处理与等高线绘制能够利用数字测图软件绘制坡坎及等高线。数字测图软件在工程测量中的应用能够使用绘图软件进行坐标、距离、面积、坡度查询与计算，断面图绘制，填挖方计算。地形图测地形图测绘绘地形图测绘技术报告编写能够按规范编写地形测量技术总结报告。观测值误差计算能够进行真误差及改正数的计算。误差传播定律应用能够进行倍数函数、和差函数、线性函数、一般函数的误差计算。直接平差能够完成列误差方差、法方程组及解算，平差值计算，精度评定条件平差能够列条件方程，组成与解算法方程，平差值计算，精度评定。导线严密平差能够手工或使用软件进行导线网严密平差计算。平差软件的安装设置与使

10、用能够完成常用平差软件的安装与配置，导线网、水准网、三角网平差计算与精度评定。测量数据测量数据处理处理数据处理成果与其它测绘软件或设备共享能够完成坐标数据文件内容的编辑，数据文件与数字测图软件或其它软件的共享，数据文件与全站仪、GPS 手簿等测量设备的通讯。精密水准测量能够完成二等水准测量的方案设计、外业实施与测站检核、水准测量概算与平差计算。控制控制精密导线测量能够完成四等导线方案设计、外业实施与测站检核，导线测量概算与平差计算。高斯投影正反算大地坐标 B/L 和高斯平面坐标 XY 之间的相互换算。测量测量不同坐标系统间的坐标转换高斯投影换带计算，不同参考椭球之间高斯平面坐标的换算。静态 G

11、PS 卫星测量数据采集与通讯静态 GPS 测量外业实施，外业观测手簿记录，GPS 采集数据与计算机通讯及预处理。静态 GPS 测量数据解算LGO 静态数据处理全过程与数据输出。GPS RTK 数据采集与放样基准站、流动站建立，坐标系统建立及点校正，数据采集与通讯，数据文件编辑。点、线放样。GPS 数据与其它测绘软件及设备的共享LGO 软件或 GPS 手簿坐标数据文件内容的编辑与输出，输出的数据文件与数字测图软件或其它软件的共享，数据文件与全站仪等测量设备通讯。GNSS 测测量量三参和七参计算利用 GPS 软件或 COORD 软件计算区域三参或七参。编制测量计算程序VB 程序语言语法规范，坐标正

12、反算算法，角度弧度转化算法，导线平差算法。测量计算程序安装、调试与应用测量计算程序安装，输入，调试。测量程序测量程序编制编制建立数据库数据库软件 access 功能操作，数据库设计，测量数据结构。地籍测量外业调查街道、街坊、门牌调查，界址点确定地籍控制测量与碎部测量导线测量，界址点数据采集地籍测量制图绘制宗地图，输出宗地表土地面积量算地籍数据库的操作运行地籍地籍测量测量土地管理土地利用状况调查与管理工业场地控制测量工业场地导线网或方格网及水准网建立。角度、长度和点位放样计算放样数据，全站仪角度、距离测设，全站仪（RTK）坐标放样。高程放样水准仪高程放样，全站仪高程放样。工业与民用建筑施工测量填

13、挖方量测量计算，开槽线放样，轴线测设，高程传递，竣工测量。建筑物变形观测沉降观测，水平位移观测。地质勘探工程测量勘探线测设，勘探点位放样，断面测量铁路与公路施工测量线路控制网复测，中线里程桩设计坐标和高程计算，中线、边线放样，开槽边线放样，纵横断测绘，高程放样，填挖方量测量计算，竣工测量。工程工程测量测量城市轨道交通施工测量精密全站仪、水准仪使用，线路控制网复测，中线里程桩设计坐标和高程计算，中线放样，开槽边线放样，纵横断测绘，高精度高程放样，填挖方量测量计算，盾构定向测量，竣工测量。基准点和观测点布置基准点位置选择，基准点类型确定，基准点埋设与保护。基准网的测量按工程测量规范规定的一等（水平

14、或垂直）精度进行基准网观测，检测基准点（网）的稳定性。建筑物变建筑物变形观测形观测观测点位置观测按工程测量规范规定的二等（水平或垂直）精度进行监测网观测。变形观测的成果整理利用变形观测数据处理软件处理观测数据，进行分析和预计，编写变形监测报告。摄影测量野外调绘能够在实地对照现状对摄影测量图片进行地物、属性及变更的调查与补测。摄影测量及遥感相关软件应用能够安装、调试、应用摄影测量及遥感相关软件摄影测量图片处理能够利用摄影测量图片及相关软件进行数据采集与成图。遥感与摄遥感与摄影测量影测量遥感影像处理能够利用摇撼影像及相关软件进行空间与属性数据采集。属性数据采集属性库设计，建立；属性数据采集，录入（

15、Mapinfo 或ARCGIS）。空间数据采集矢量数据栅格化；各种空间数据格式转化；空间数据描绘。（Mapinfo 或 ARCGIS）。地理信息系统建立空间数据和属性数据集成，更新。地理信息地理信息系统应用系统应用地理信息系统应用空间查询，空间分析。分析井下作业环境能够了解分析井下作业环境，并掌握适合井下环境下的作业能力井下导线测量外业能按规范进行井下导线设计，组织实施井下导线测量的布置及测角量边井下导线内业能够手工或使用软件完成导线内业计算、展点及绘图井下高程测量能完成井下高程测量的方案设计及组织实施矿井定向测量具备实施矿井几何定向及陀螺经纬仪定向的能力，能够编写技术总结报告立井导入高程具备

16、实施矿井几何定向及陀螺经纬仪定向的能力，能够编写技术总结报告巷道中腰线标定能够按照巷道施工要求完成中腰线标定，并与掘进人员进行沟通，保证施工质量井巷贯通测量能够进行贯通测量方案设计，组织实施贯通测量实测与计算路桥测量误差分析能够分析各环节测量误差的来源并采取措施消除或减小误差影响，能够进行误差预计，并根据预计结果指导测量设计。具备编写技术设计及总结报告的能力矿山测量矿山测量矿图绘制、识读与应用能够根据测量数据绘制矿图，并应用矿图进行测量设计指导施工二、二、 卫星定位测量卫星定位测量课程学习目标课程学习目标2 2. .1 1 课课程程教教学学目目标标卫星定位测量课程的教学目标是培养学生能够利用

17、GNSS 技术从事测绘工作应具备的知识和技能。通过课程的学习，掌握 GNSS 的原理载波相位测量等基本理论和基本技能，掌握静态和动态和的作业方法，熟悉各种型号 GNSS 接收机仪器设备的结构、性能和操作技能。能利用 GNSS 技术进行静态相对定位测量，能利用 RTK 技术进行地形数据的采集和测设工作，为以后从事地面控制测量和控制网的加密打好基础。并对 GNSS 技术的发展有所了解。2.22.2 知识目标知识目标了解 GNSS 卫星定位技术的发展情况、GNSS 定位系统的组成及在国民经济建设中的应用； 掌握卫星大地测量中坐标系统和时间系统的概念，明确坐标转换的原理和方法；熟悉 GNSS 定位系统

18、的信号、导航电文和接收机的基本工作原理；掌握 GNSS 定位的基本原理和方法；了解 GNSS 定位测量的主要误差来源及其影响情况，以及消除或减弱误差影响的方法；掌握 GNSS 技术测量控制网设计和外业实施及观测成果质量检核的技术和方法；掌握 GPS 基线解算和 GPS 控制网二维、三维平差的原理和平差计算方法，学会使用基线解算软件进行数据处理和计算；熟悉 GNSS 定位技术在大地控制测量、精密工程测量及变形监测、线路勘测及隧道贯通测量，国土测绘、公安及交通系统等领域中的应用情况及前景。2.32.3 技能目标技能目标能熟练掌握不同坐标系之间的转换；能熟练操作使用各种 GNSS 接收机的使用和检验

19、；能对卫星定位测量，进行卫星预报能和卫星定位测量外业组织与实施；熟练应用卫星定位测量静态软件进行基线解算和网平差；能熟练掌握基准站和流动站的设置进行 RTK 测量；能编写卫星定位测量技术设计书；能编写卫星定位测量技术总结。2.42.4 素质目标素质目标具备良好的职业道德和行为习惯；具有良好的身体素质和稳定的心理素质，具备团结协作精神；具备较强的服务意识和法律观念，具有创新精神、实干精神；严格遵守卫星定位测量规范要求；具有与市场经济环境相适应的思想观念、思维方式和竞争意识。三、学习本课程应具备的知识和技能基础三、学习本课程应具备的知识和技能基础3.13.1 知识基础知识基础1掌握卫星定位测量的基

20、本理论；2掌握利用 GNSS 技术进行平面控制测量基本方法和要求。3.23.2 技能基础技能基础1各种型号 GNSS 卫星定位测量接收机的基本操作；2卫星定位测量外业作业；3静态测量基线解算和网平差计算；4. RTK 测量时基准站和流动站的设置；5成果的转换和输出。四、本课程与其他课程的关系四、本课程与其他课程的关系卫星定位测量课程在学生学完地形测量 、 控制测量 、 测量数据处理等课程，并具备一定的仪器操作水平和数据处理能力的基础上开设的，学完卫星定位测量课程后学生将深入生产现场参加工程实践项目，利用具备卫星定位测量岗位能力和企业技术人员一起完成企业生产任务，进一步提高职业能力和职业素质。学

21、生毕业前参加半年的卫星定位测量岗位顶岗实习，完成岗位任务实现课程培养目标。五、课程整体设计思路五、课程整体设计思路根据调研与论证，对工程测量技术专业就业岗位群的技术人员应具备的理论基础和专业能力进行分析，结合本专业的特点，构建了卫星定位测量课程理论教学体系和实践教学体系。按照“以服务为宗旨，以就业为导向”的原则，坚定培养技术应用型人才的办学方向，以提高人才培养质量，坚持走以教学为中心，学生为主体的办学道路，以质量求生存，以特色求发展。全面贯彻以就业为导向，通过产学研紧密结合的途径，建立学历教育与职业标准相衔接的教学体系，技能培养和素质培养并重，全面提高人才培养工作水平。 卫星定位测量采用项目化

22、教学，以工程应用能力培养为目标，强化实际动手能力；以贴近工程实际的考核措施为保障，完成课程和实践教学任务。通过项目教学会举一反三，在遇到工程时，会灵活地应用卫星定位测量的理论和方法建立控制网。六、课程开发与实施六、课程开发与实施6.16.1 理论教学方法、手段与教学组织形式理论教学方法、手段与教学组织形式根据工程测量技术专业实践性强和强调学生动手能力培养的特点，以学生为中心，实施教学方法、手段和教学组织形式的教学改革。以测绘项目为导向，开展现场教学，重视实践教学、项目教学和团队学习，提高学生学习的积极性和主动性。6.1.16.1.1 教学方法教学方法以工程测量员（工）的职业岗位能力和职业素质培

23、养为核心，实行测绘工程任务驱动、项目导向等多种形式的“做中学、做中教” 教学模式。组织测绘行业企业专家参与课程教学设计，充分发挥校内外实训基地的优势，促进教学环境与工程环境、课堂与实训基地的一体化，促进课程内容与职业标准对接、教学过程与生产过程对接，突出学生在实际工程环境下职业能力和素质的培养。教学方法可采用“兴趣教学法” 、“任务驱动法” 、 “案例教学法” 、 “分组讨论法”和“现场教学法”等。课程教学过程中，把多媒体教学、网络教学等现代教育技术和现代信息技术作为提高教学质量的重要手段，重视优质教学资源和网络信息资源的利用。6.1.26.1.2 教学组织形式教学组织形式教学组织应“以学生为

24、中心” ，根据学生特点，激发学生学习兴趣。1.基础理论内容：采用传统教学形式组织教学；2.专业性容：采用“教、学、练、做”一体化的形式组织教学；3.实验实训内容：采用“任务驱动、项目导向”等形式组织教学。卫星定位测量教学实践，在实施工程中根据教学方法特点主要以下几点：1.注重卫星定位测量的基础作用，在教学中遵循认识规律、讲清测绘概念产生的背景与思路、逐步深入、循序渐进。2.在内容取舍上，侧重于 GNSS 理论的应用、着力培养学生的测绘素质和解决实际问题的能力。3.在教学方法上，精讲多练，以“疑”为主导，注重启发式、克服注入式。4.在教学手段上，推行多媒体教学，充分发挥教师的主观能动性。6.1.

25、36.1.3 教学手段教学手段1.板书加电子课件；2.课间实验、实训前针对实测仪器讲解；3.多媒体虚拟仿真二维、三维视频课件；4.实验、实训录像；5.网上研讨、答疑、批改作业；6.实际工程项目图片及内容展示等。6.26.2 实践教学的设计思想与效果实践教学的设计思想与效果6.2.1 实践教学的设计思想实践教学的设计思想卫星定位测量是工程测量技术专业的一门应用型专业基础课程，也是一门实践性很强的课程，实践教学是该课程的重要教学环节，其重点在于培养学生的实际动手能力和理论联系实际的能力。通过实践教学环节，不但能够让学生掌握基本的软、硬件使用操作方法和 GPS 测量项目的作业流程，而且能够加深学生对

26、所学专业理论知识的理解。理论和实践的紧密结合和相互渗透，是本课程的特色之一。6.2.26.2.2 实践教学效果实践教学效果1.1.实践教学具备的平台实践教学具备的平台通过工程测量技术专业资源库的建设，课程组编写了实训教材和实训教学大纲。编写了详细的实训任务指导书，并制作了相关的教学课件。这些都为本课程的实践教学提供了良好的平台。另外工程测量技术专业资源库拥有丰富的卫星定位测量素材资源，如各种 GNSS 接收机使用的手册、所有主流的 GNSS 数据处理软件、动画、虚拟仿真、实训视频等。为工程测量技术专业的学习提供了坚实的保障。2.2.实践教学的环节实践教学的环节本课程的实践教学环节包括课间实习、

27、综合实训和顶岗实习共三部分：实践教学的环节包括课间实训和集中实训两部分。课间实训穿插于课堂教学之中，通过教师对有关仪器、软件等的讲解与演示，帮助学生理解课堂教学所学的理论知识。如：通过 GNSS 接收机操作的演示，让学生了解相关的仪器设备；通过进行卫星可见性预报和观测时段表编制等，深化学生对 GNSS 卫星星座的认识；通过数据处理软件的使用，加深学生对 GNSS 定位原理的理解等。集中实训安排在学生完成理论课学习之后，具体内容和过程完全按照 GNSS 测量工程的要求进行，分为设计、观测、处理和总结等四个阶段。通过集中实习，使学生系统地掌握 GNSS 测量作业的流程，并将理论课上所学的知识用于解

28、决在实习中所遇到的具体问题。课间实训：穿插于课堂教学之中，通过教师对有关仪器、软件的讲解与演示，帮助学生理解课堂教学所学的理论知识。如：通过 GPS 接收机操作的演示，让学生了解相关的仪器设备；通过进行卫星可见性预报和观测时段表编制等，深化学生对 GNSS 卫星星座的认识；通过数据处理软件的使用，加深学生对 GPS 定位原理的理解等。 综合实训：精心组织，充分利用有限的实验设备及软件，增加学生的独立动手实践机会，同时在实践中过程中引导学生发现问题、提出问题、分析问题和解决问题，提高学生的实际动手能力，在实践教学过程中注重对学生知识运用能力的培养和考察，融知识传授、能力培养和素质教育于一体，提高

29、学生对知识的运用能力。顶岗实习：在学生就业前，根据学生的就业去向，在校企合作实训基地或者诸多单位合作建立的校外生产型实训基地进行为期 4 个月的顶岗实习，使得学生在就业以前达到与岗位需求的零距离。 七、学习情境设计七、学习情境设计八课程教学实施建议八课程教学实施建议 8.18.1 课程的重点、难点及解决办法课程的重点、难点及解决办法课程的重点课程的重点1.子午卫星系统的局限性；2.美国政府的 GPS 政策；3.GPS 系统的组成及信号结构；4.电离层延迟，对流层延迟及多路径误差；5.如何用测距码来测定伪距，载波相位测量；6.观测值的线性组合，周跳的探测及修复，整周模糊度的确定；7.单点定位；8

30、.相对定位；9.差分 GPS。学习领域卫星定位测量卫星定位测量（建议课时：（建议课时：7070 课时）课时）任务学习项目任务 1任务 2任务 3任务 4任务 5任务 6任务 7卫星定位测量知识准备卫星定位系统的组成GNSS 坐标系统坐标系统转换GNSS 时间系统GNSS 高程系统卫星定位测量基本原理GNSS 卫星定位系统信号卫星运动轨道及卫星位置计算卫星定位测量概述卫地距测量原理GNSS 绝对定位动态绝对定位静态绝对定位卫星定位测量中的误差分析GNSS 手持机踏勘找点及绘制点之记GNSS 静态控制网测量GNSS 接收接的认识与检验GNSS 静态控制测量原理GNSS 静态控制测量的技术设计GNSS 静态控制测量外业观测观测数据下载静态数据处理静态控制测量案例GNSS-RTK 测量GNSS-RTK 测量原理NSS-RTK 控制测量GNSS-RTK 地形地籍测量NSS-R