GPS測量原理及應用實驗指導書測繪工程

1、GPS測量實驗指導書 （供測繪工程專業(yè)使用）測繪與城市空間信息系實驗一 單頻GPS接收機的認識及操作（一）實驗目的（1）了解單頻GPS信號接收機的基本構(gòu)造，認識其主要部件的名稱和作用；（2）認識各指示燈的作用；（3）能夠正常地進行開關機和進行數(shù)據(jù)記錄。（二）實驗要求通過實驗，學生要能夠認識GPS信號接收機的各個組成部分的名稱和作用，掌握GPS接收機控制器上的各個菜單的功能及參數(shù)設置，熟練地對接收機進行操作。實習時先由指導教師進行操作演示，再由學生自己進行操作練習。學生在做完實驗后應編寫相應的實驗報告，寫出GPS信號接收機各個組成部分的名稱和簡要的操作過程。（三）實驗設備與學時（1）設備：每組（

2、4-5人）配備易測640單頻接收機1臺（附腳架），天線高量尺1把；（2）學時：課內(nèi)實驗2學時。（四）實驗方法和步驟（1）在校園內(nèi)空曠地方安置GPS接收機，進行對中、整平；（2）GPS接收機的具體操作如下：開機過程嚴格按照下面步驟進行：確保E640處于關機狀態(tài)。按下【I】(持續(xù)時間大于2秒)直到聽見“嘀”一聲，放開【I】。3 個綠色指示燈同時點亮0.5秒，然后熄滅。依次點亮一個綠燈(其它指示燈熄滅)，次序為BATT綠燈，GPS綠燈，REC綠燈。所有指示燈熄滅。開機成功，各指示燈切換到正常顯示狀態(tài)。注：上述過程缺一不可，否則都不是正常開機，需要返回維修，確定故障點。關機過程嚴格按照下面步驟進行：確

3、保E640處于開機狀態(tài)。按下【I】(持續(xù)時間大于3秒)直到聽見“嘀”三聲，放開【I】。3 個紅色指示燈開始閃爍直到關機。關機成功，所有指示燈熄滅，“嘀”聲音停止。啟動數(shù)據(jù)記錄：確保E640處于開機狀態(tài)和非記錄數(shù)據(jù)狀態(tài)。確保E640接收到了3顆以上衛(wèi)星信息（即GPS綠燈連續(xù)閃3次以上）。按下【FN】超過3秒（每秒E640 會“嘀”一聲），放開【FN】。E640再“嘀”一聲。REC綠燈快閃，開始記錄數(shù)據(jù)，E640進 入記錄數(shù)據(jù)狀態(tài)停止數(shù)據(jù)記錄：確保E640處于開機和記錄數(shù)據(jù)狀態(tài)。按下【FN】超過3秒（每秒E640 會“嘀”一聲），放開【FN】。E640再“嘀”一聲。REC綠燈滅，停止記錄數(shù)據(jù)，E6

4、40進入非記錄數(shù)據(jù)狀態(tài)。3、天線高的量取及計算：h：實測的控制點到測高處的高度 a：測高片上測高處至點中心的距離（a=0.095m）b：測高片上測高處至天線相位中心的距離（b=0.084m）H：控制點到天線相位中心的高度實驗二 RTK接收機認識實習（一）實驗目的（1）認識RTK接收機的組成，了解基準站和流動站的結(jié)構(gòu)；（2）掌握基準站的安置和流動站的組裝及啟動；（3）掌握測地通軟件的使用及對基準站和流動站參數(shù)的設置；（4）了解在已知點上進行點校正及進行未知點位的測量。（二）實驗要求要求學生通過實驗掌握RTK GPS測量的原理、方法及接收機的操作和設置。在實驗課教師的指導下，學生首先學會RTK G

5、PS接收機的參數(shù)設置和電臺設置，能動正確啟動基準站和流動站，掌握點校正的方法。學生在做完實驗后應編寫相應的實驗報告，對RTK GPS測量的原理、方法及接收機的操作和設置做一總結(jié)。（三）實驗設備與學時（1）設備：全體學生共用1套基站（華測X90接收機、電臺），每組（4-5人）配備華測X90雙頻接收機1套（手簿）；（2）學時：課內(nèi)實驗2學時。（四）實驗方法和步驟（1） 架設基準站；（2）新建任務配置坐標系統(tǒng) 保存任務；（3）設置基準站（包括安裝、手簿設置）；（4） 設置流動站（包括安裝、手簿設置）；（ 5）點校正；（ 6） 測量。注：每步的具體操作已在課堂上通過測地通模擬軟件和PPT課件進行講授。

6、實驗三 RTK接收機使用實習（一）實驗目的（1）掌握RTK GPS接收機的操作和設置；（2）掌握在已知點上進行點校正及進行未知點位的測量方法；（3）掌握點位的放樣方法及直線放樣方法。（二）實驗要求通過實際操作掌握RTK GPS接收機操作和設置，能夠掌握在已知點上進行點校正、點位測量方法和簡單的放樣測量。學生在做完實驗后應編寫相應的實驗報告，對RTK GPS接收機的操作和設置、點校正方法、點位測量方法、點位及直線放樣方法做一總結(jié)。（三）實驗設備與學時（1）設備：全體學生共用1套單基站CORS（華測X60接收機、電臺），每組（4-5人）配備華測X90雙頻接收機1套（手簿）；（2）學時：課內(nèi)實驗2學

7、時。（四）實驗方法和步驟（1）由實驗室老師將單基站CORS開機，基準站自動啟動；（2）設置流動站（包括安裝、手簿設置）；（ 3）點校正（在測區(qū)內(nèi)選擇3個能夠控制整個測區(qū)的已知點）；（ 4） 點位測量、點位及直線放樣。注：每步的具體操作已在課堂上通過測地通模擬軟件和PPT課件進行講授。實驗四 GPS相對定位實習（一）實驗目的（1）掌握GPS靜態(tài)相對定位測量的模式、及方法及接收機的操作和設置；（2）練習同步進行觀測的方法。（二）實驗要求相對定位要求3臺以上接收機進行同步觀測，每三個小組做為一個大組分組進行GPS靜態(tài)相對定位測量，在熟悉GPS接收機操作的基礎上，要求觀測兩個邊連式的同步觀測環(huán)，并練習

8、填寫外業(yè)觀測記錄表。學生在做完實驗后應編寫相應的實驗報告，對GPS相對定位測量的模式、同步觀測的方法做一總結(jié)。（三）實驗設備與學時（1）設備：每小組（4-5人）配備易測單頻頻接收機1臺（附腳架）天線高量尺1把。（2）學時：課內(nèi)實驗2學時。（四）實驗方法和步驟（1）在校園內(nèi)空曠的地方選擇4個點；首先選擇1、2、3點安置接收機，將儀器對中整平，量取并計算天線高，將接收機號、所架點號、天線高填入記錄手簿相應位置；（2）按照正確的開機過程將接收機開機，開始跟蹤GPS衛(wèi)星，GPS信號指示等連續(xù)閃爍4次以上，說明搜星正常；（3）待同步觀測的接收機均搜星正常后由大組組長統(tǒng)一指揮啟動數(shù)據(jù)記錄，同步觀測30分鐘

9、；將記錄數(shù)據(jù)起止時間填入記錄手簿相應位置；（4）數(shù)據(jù)記錄結(jié)束后將接收機按照正確的關機過程將3臺接收機關機，進行搬站，將1號點上的接收機搬至4號點進行第二個時段的觀測，觀測方法同第一時段。所觀測網(wǎng)形如下圖所示：實驗五 GPS平面控制實習（4學時）（一）實驗目的（1）掌握GPS平面控制網(wǎng)的布設方法；（2）嚴格按照規(guī)范進行GPS平面控制網(wǎng)的外業(yè)觀測。（二）實驗要求在熟悉相對定位的基礎上，要求3臺接收機進行同步觀測，每三個小組做為一個大組分組進行GPS靜態(tài)平面控制測量，要求觀測一個大地四邊形，能按要求進行作業(yè)調(diào)度，并規(guī)范填寫外業(yè)觀測記錄表。學生在做完實驗后應編寫相應的實驗報告，對GPS平面控制網(wǎng)的布設

10、方法外業(yè)觀測的方過程做一總結(jié)。（三）實驗設備與學時（1）設備：每小組（4-5人）配備易測單頻頻接收機1臺（附腳架）天線高量尺1把。（2）學時：課內(nèi)實驗4學時。（四）實驗方法和步驟（1）在校園內(nèi)空曠的地方選擇4個點；首先選擇1、2、3點安置接收機，將儀器對中整平，量取并計算天線高，將接收機號、所架點號、天線高填入記錄手簿相應位置；（2）按照正確的開機過程將接收機開機，開始跟蹤GPS衛(wèi)星，GPS信號指示等連續(xù)閃爍4次以上，說明搜星正常；（3）待同步觀測的接收機均搜星正常后由大組組長統(tǒng)一指揮啟動數(shù)據(jù)記錄，同步觀測45分鐘（按二級GPS控制網(wǎng)要求）；將記錄數(shù)據(jù)起止時間填入記錄手簿相應位置；（4）數(shù)據(jù)記

11、錄結(jié)束后將接收機按照正確的關機過程將3臺接收機關機，進行搬站，搬站時間為1015分鐘，將1號點上的接收機搬至4號點進行第二個時段的觀測，觀測方法同第一時段。所觀測網(wǎng)形如下圖所示：（5）第二時段結(jié)束后將3號點上接收機搬至一號點，進行第三時段的觀測；第三時段結(jié)束后將二號點上接收機搬至3號點進行第四個時段的觀測。所觀測同步圖形依次為：123、234、124、134，最終觀測網(wǎng)形如下圖所示：實驗六 GPS測量數(shù)據(jù)處理（一）實驗目的(1)掌握通過隨機軟件對接收機內(nèi)參數(shù)進行設置及進行接收機內(nèi)數(shù)據(jù)下載；（2）掌握數(shù)據(jù)預處理及野外觀測成果的檢核的方法；（3）掌握利用隨機軟件進行基線解算及網(wǎng)平差的流程及成果的檢核方法；（4）掌握天寶后處理軟件的使用。（二）實驗要求要求學生通過實驗掌握GPS測量的原理、方法及GPS測量數(shù)據(jù)預處理的原理與方法，熟練地使用GPS接收機隨機軟件。并會將存儲在接收機中的測量數(shù)據(jù)傳送至計算機中，對測量數(shù)據(jù)進行預處理，解算出基線向量并進行測量成果質(zhì)量分析。實驗時先由指導教師進行操作演示，再由學生通過自己觀測的數(shù)據(jù)進行實際操作練習，并對數(shù)據(jù)處理結(jié)果進行質(zhì)量分析和精度檢驗，另外要求掌握天寶后處理軟件的使用。學生在做完實驗后應編寫相應的實驗或?qū)嵙晥蟾?，對GPS接收機隨