GPS测量与数据处理

实习报告

班级：1132003

姓名：陈道伟

学号：201130200305

课程名：GPS实习

         指导教师：王建强

     

目录

第一章 概述................................................................................................................... 4

1.1 实习目的......................................................................................................... 4

1.2 实习仪器......................................................................................................... 4

1.3实习基本情况.................................................................................................. 4

1.3.1实习方式.............................................................................................. 4

1.3.2实习地点.............................................................................................. 5

1.3.3实习时间.............................................................................................. 5

1.4实习内容.......................................................................................................... 5

1.4.1GPS接收机认识实习............................................................................ 5

1.4.1.1测量规范.................................................................................. 5

1.4.1.2实验目的要求.......................................................................... 5

1.4.1.3仪器设备及精度指标.............................................................. 6

1.4.1.4实验步骤及操作...................................................................... 6

1.4.2GPS静态相对定位数据采集................................................................ 6

1.4.2.1实验目的要求.......................................................................... 6

1.4.2.2仪器设备及人员组织.............................................................. 6

1.4.2.3观测的作业要求...................................................................... 6

1.4.3GPS静态相对定位数据处理................................................................ 7

1.4.3.1实验目的要求.......................................................................... 7

1.4.3.2数据处理软件操作.................................................................. 7

1.4.4RTK操作................................................................................................ 7

1.4.4.1实验目的要求.......................................................................... 7

1.4.4.2仪器设备.................................................................................. 7

1.4.4.3RTK测量的基本步骤................................................................ 7

1.5 人员组成......................................................................................................... 8

第二章 静态测量总结................................................................................................... 8

2.1GPS控制网技术总结........................................................................................ 8

2.1.1测区概况.............................................................................................. 8

2.1.2技术设计依据...................................................................................... 8

2.1.3观测方案及质量控制方法.................................................................. 8

2.1.4数据处理.............................................................................................. 9

2.1.5提交成果资料的内容.......................................................................... 9

第三章 动态测量总结................................................................................................... 9

3.1 概述................................................................................................................. 9

3.2 RTK地形测量总结........................................................................................ 10

3.2.1作业过程.............................................................................................. 10

第四章 实习注意事项................................................................................................. 11

4.1实习注意事项................................................................................................ 11

第五章 实习总结......................................................................................................... 12

5.1 经验总结....................................................................................................... 12

5.2体会与收获.................................................................................................... 12

5.3 建议和意见................................................................................................... 13

第六章 实习成果......................................................................................................... 13

6.1碎部点的数据：............................................................................................ 13

6.2实习成图结果：............................................................................................ 16

6.3GPS点之记...................................................................................................... 17

 

第一章 概述

1.1 实习目的

(1)通过实习，熟悉并熟练掌握GPS仪器的使用及进行控制测量的基本方法, 巩固课堂所学知识，加深对测量学的基本理论的理解。
　　(2)了解GPS原理以及在测绘中的应用,能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一，提高分析问题、解决问题的能力，从而对控制测量学的基本内容得到一次实际应用，使所学知识进一步巩固、深化。
　　(3)地形图的野外认识及填图，图形绘制和面积量算，并对资料的检查与整理。
　　(4)学会GPS进行控制测量的基本方法并对GPS数据的处理，培养实际动手能力。

(5)获得测量工作的初步经验和基本技能，着重培养我们的独立工作能力，进一步熟练掌握测量仪器的操作技能，提高运用理论及计算能力.

(6)对GPS静态观测全过程有一个全面和系统的认识。

(7)GPS接收机的使用掌握GPS网的网形设计。熟悉GPS静态测量的步骤。学会南方测绘CASS数据处理软件的简单使用。

(8)实现理论与教学相结合。

1.2 实习仪器

各组配备GPS 接收机一台套和其它配件（具体型号随实习内容而定）。主要包括主机、天线、电缆、脚架、电池、充电器、背包和仪器箱等。  

测量的接收机；动态测量的接收机为南方S86

数据处理及编辑：南方CASS

接收机：南方S86

1.3实习基本情况

1.3.1实习方式

在自己小组的带领下，到校园进行现场实习， 重点要掌握 GPS 测量仪器的使用、外业观测方法及测量数据的处理方法和最后利用CASS成图，绘制实习成果。

1.3.2实习地点

东华理工大学本部东华广场。

1.3.3实习时间

总共一下午时间（2013,12,19）。具体安排如下：

1.4实习内容

这次实习的主要实习内容主要有四项：1．GPS 接收机认识实习；2、GPS 静态相对定位数据采集；3、GPS 静态相对定位数据处理；4、RTK 操作。

1.4.1GPS接收机认识实习

1.4.1.1测量规范

1、《全球定位系统(GPS)测量规范》(GB/T18314-2001)。

2、《全球定位系统城市测量技术规范》(CJJ73-97)。

3、CH1002-95《测绘产品检查验收规定》。

4、CH1003-95《测绘产品质量评定标准》。

1.4.1.2实验目的要求

   ①了解 GPS 接收机组成的各个部分（接收机天线、主机及其操作面板、电源等）及其连接；

   ②掌握 GPS 接收机数据采集的操作，包括整平对中，开机，输入点号、天线高，查看接收机工作状态，关机等；

   ③通过认识实习，为以后的 GPS 静态相对定位实习做好知识和技术上的准备

1.4.1.3仪器设备及精度指标

   设备：南方灵锐 S82 GPS（双频机）4 台套； 精度：静态——平面：3 mm + 1 ppm ；垂直：5 mm + 1 ppm,RTK——平面：±1cm+1ppm；高程：±2cm+1ppm

1.4.1.4实验步骤及操作

     ①安置仪器：在任意点上放置三角架，安放基座和天线，整平对中；

     ②天线与主机的连接；

     ③熟悉开机、关机、量取天线高；主机面板菜单的各项功能；输入点号、天线高，查看接收机工作状态等。

1.4.2GPS静态相对定位数据采集

1.4.2.1实验目的要求

     ①进一步了解、熟悉南方和华测双频 GPS 接收机的硬件设备；

     ②掌握 GPS 静态相对定位的观测工作；

     ③掌握观测数据传输（下载）的过程。

1.4.2.2仪器设备及人员组织

     每次观测前将仪器充电，准备齐全各类工具，记录纸、笔等。全班分为四组 ，进行 GPS 接收机静态相对定位数据采集。

1.4.2.3观测的作业要求

     ①观测的时段长度≥450min,几何图形强度因子PDOP<6；

     ②天线的对中误差≤3mm，天线应整平：基座上的圆气泡居中，天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5°；

     ③观测组应按调度规定时间进行作业，保证同步观测同一组卫星；

     ④每时段开机后应量取天线高，并及时输入点名（点号）及天线高，关机后再量取一次天线高作校核，两次互差<3mm,取平均值作为最后结果，并记录在外业观测记录纸上；

     ⑤仪器工作正常后，应及时填写外业观测记录纸中的有关内容；

     ⑥作业期间，观测人员不能擅自离开测站，并应防止仪器受震动或被移动，防止人和其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。雷雨过境时应关机停测，并卸下天线以防雷击；

     ⑦观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，观测结束后，应及时将数据下载到计算机上。

1.4.3GPS静态相对定位数据处理

1.4.3.1实验目的要求

      ①掌握GPS数据处理软件的安装②利用校园GPS网的观测资料，掌握数据处理的全过程。

1.4.3.2数据处理软件操作

       ①建立项目②项目添加数据 ③求解基线向量④GPS网最小约束平差⑤GPS网约束平差 ⑥项目报表生成

1.4.4RTK操作

1.4.4.1实验目的要求

        ①掌握RTK系统的构成，基准站和流动站组成的各部件及其连接；

        ②掌握RTK基准站和流动站的位置；

        ③掌握RTK利用公共点的两套坐标求转换参数（点校正）并求取个流动点的实用坐标的方法。

1.4.4.2仪器设备

    南方灵锐S82 GPS双频接收机RTK附属设备（1+1）。

1.4.4.3RTK测量的基本步骤

     （1)准备工作(2)基准站架设过程(3)启动基准站(4)移动站架设过程(5)校正(6)数据处理及成图，实习报告提交。

1.5 人员组成

这次实习成员人员如下：

           组长：陈道伟、

           组员：丁文、孙坤、周盼辉、黄文科、徐轶轩。

第二章 静态测量总结

2.1GPS控制网技术总结

2.1.1测区概况

本次实习测区范围为东华理工大学本部广场，位于北纬27.9894、东经116.34474999999997，测区内总体地势较为平坦，部分地区有些起伏，利于基准站和移动站的架设，但由于校区内树木、房屋等高大地物的影响，导致接收机接收卫星信息叫空旷地区差些。控制点较少，控制点间距离一般在500米以上。

2.1.2技术设计依据

依据GPS测量规范及实习任务书，具体内容为：

（1）控制网覆盖范围：东华理工大学本部广场四周；

（2）点数：不少于25个；

（3）平均点的间距：>500m；

（4）成果：以队为单位，完成设计、选点、观测，每人分别制作一个点的点之记、进行数据处理和质量控制，并提交各自的结果。

2.1.3观测方案及质量控制方法

移动站平均点位间距大于500米，在确定点位时进行了实验性观测，以使各移动站观测到的卫星数均在7颗以上，且接收信号良好，采用4点同步测量的方法也可以消除部分误差。

2.1.4数据处理

1)        基线处理和质量控制

Ø  基线处理软件：南方测绘GPS数据处理软件

Ø  基线解算方法：新建工程→增加观测数据→解算基线→检查闭合环和重复基线→网平差及高程拟合→平差成果输出或者打印

2)        网平差处理及质量控制

Ø  网平差软件：南方测绘GPS数据处理软件

Ø  坐标参照系：CGCS2000坐标系

2.1.5提交成果资料的内容

Ø  GPS网点图（每人一份，每队相同）

Ø  GPS实习报告（每人1份）

Ø  采集的数据及处理结果（打印版）

第三章 动态测量总结

3.1 概述

RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体(称为流动站)上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。

本次RTK动态测量的测区是东华理工大学本部广场，测区范围不大，主要地物为跑道、台阶、花圃、树木、池塘等，总体地势比较平坦，主要利用碎步测量获取地形边缘点的坐标和高程，最后跟据点号和草图绘制成图。但是在测量的过程中，由于周围有高大乔木及居民楼等高大地物的影响，广场边缘接收卫星信号情况受到影响，信号接收效果较差，降低了定位精度。

3.2 RTK地形测量总结

3.2.1作业过程

（1）准备工作：

　　按照时间规定一人移动接收机，一人操作手簿，一人画草图，一人踏勘碎步点，二个人看守仪器，合作完成广场的碎步观测。

（2）基准站架设过程：

 在已知点上架设脚架，固定基座，严格对中整平后安防基准站接收机，测量仪器高。开机，将接收机调整为基准站模式，设置差分格式为RTCM3,、电台频道为7。观察DX和TX指示灯，TX灯闪表示基准站向外发送数据，DX灯闪表示基准站接收卫星信号。

（3）启动基准站

 显示连接接收机后，输入基准站所在控制点的名称、天线高度。

（4）移动站架设过程：

 ①将移动站主机连接在碳纤维对中杆上，将接收天线接在主机上，调节GPS接收机至移动站模式。

 ②打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定条件后，主机上的RX指示灯开始1秒闪1次，表明已经收到基准站差分信号。

 ③打开手簿，启动工程之星软件。

 ④设置文件保存路径，新建文件和文件。

 ⑤连接仪器，搜索到移动站对应的接收机信号，通过蓝牙将移动站和手簿连接在一起。

 ⑥电台设置。

 ⑦设置移动参数：设置差分格式，RTCM3，设置天线高等。

 ⑧按键盘上的A键进行目标点测量，然后按enter键保存。

（5）校正

基准站架在已知点时，启动“工程之星”，选择“基准站架设在已知点”，点击“下一步”，输入基准站假设已知点坐标及天线高，并选择天线高形式（斜高），输入完成后即可点击“校正”，检查无误后“确定”，完成校正。基准站架设在未知点时，选择“基准站架设在未知点”，再点击“下一步”。输入当前移动站的已知坐标、天线高和天线高的量取方式，再将移动站对中立于已知点上后单击“校正”，系统会提示是否校正，“确定”即可。

（6）数据处理，成图及提交报告

将所测的点导入到电脑里，利用CASS软件绘制碎步点图，提交成果图及实习报告。

         第四章 实习注意事项

4.1实习注意事项

1．实习期间应严格遵守学校有关的实习规定，遵守实习纪律，未经指导老师同意，不得缺勤。

2．实习中，各小组长应切实负责，合理安排小组工作。实习的各项工作每人都应有机会参与，得到锻炼。

3．由于GPS仪器较少，实习中，小组内、小组之间、班级之间应团结协作，提高工作效率，保证一周实习的顺利完成。

4．实习中要特别注意仪器设备的安全，各小组要指定专人负责保管。每次出工和收工应清点仪器和工具，发现问题应及时向指导老师报告。

 5.为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10°~15°高度角以上不能有成片的障碍物。

 6.为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。

 7.为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。

 8.为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。

 9.测站应选择在易于保存的地方。

 10.一个时段观测过程中，不得进行以下操作：关闭接收机，又重新开机;进行自测试;改变卫星高度角;改变数据采样间隔;改变天线位置;

 11.观测院在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器收到震动，防止人或其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。

 12.接收机在观测过程，不应在接收机旁使用对讲机;雷雨天气过境应关机停测，卸下天下以防雷击。

 13.应记录雨、晴、阴、云等天气等事项。

第五章 实习总结

5.1 经验总结

     总的来说，ＲＴＫ测量除了要有足够的卫星数和卫星具有良好的几何分布外，还要求基准站与流动站的数据通讯必须良好．并且尽量避免树木茂密的地方，避开影响信号的地方，接收机最好架设在空旷的地方，尽量在晴天，因为信号强。总之，想尽办法让仪器保持最好的接受信号。

5.2体会与收获

随着GPS技术的蓬勃发展，GPS越来越显得重要。GPS在实际生产中也逐步占据了重要位置。我更加认识到GPS不仅要有扎实的理论基础，还要有熟练的软件操作能力。内业操作其实很简单，只要输入指令，计算机就会帮我们完成相应的操作。但是，如果没有扎实的理论基础，我们无法正确并顺利的让计算机操作我们输入的指令。当我们再次遇到同样的问题，就不会轻松的解决了。对于我们来说，如果只有理论知识，而实践操作为零，那也只是纸上谈兵。只知道操作，不懂理论知识，那也不能独立完成工作。所以，我们要好好学习理论知识，这样才能指导实践，并加强自己的动手操作能力。这次实习让我体会到了外业的艰辛，内业的耐心，工作的细心，甚至还有了对建国初的测绘人员的敬畏之心。锻炼了实际的能力，让我在未来面对选择时更有信心和勇气。在测量过程中，要有团队合作精神。这样既能提高效率还能结合团队智慧，更加保证了测量的质量。将来毕业了，才会是一个合格的测绘工作人员。虽然这次实习时间很短，但我也学到了很多课堂上无法学到的知识，理解了许多课堂上无法理解的知识。很珍惜这次实习，让我更加清晰的认识了GPS这门学科，进一步熟悉并了解了相关软件的操作和使用，锻炼了我的动手能力。在这次实习过程中，唯一不足的是由于软件的缺陷，我们的内业生产有很多没有完成。但这可以理解。最后，我要感谢我们老师，在这次实习中在这次实习中对我的帮助。希望在以后的学习生活中，我们能相互帮助，共同进步。

测量RTK时，总是遇到手簿与GPS接收机连接问题，移动站设置上总是出现不成功。一开始摸不着头绪，后来通过请教，才明白是信号问题以及有时候通道设置错误。有时候出现浮点解，差分解与信号有关。通过我们不断地克服困难，使测量达到标准要求。就是有一两个点会出现精度因子过大，其余都是合格的。

虽然这次做的成果并不是很完美，与实验指导中的还存在一定的差距。但通

过对实习成果的分析，了解GPS的基本质量要求，对其进行一定的改善，使其精度有一定的提高。而且通过这次实习，我对GPS有了更深刻的了解，同时对GPS课程有了更深更具体的体会。

    其实自己觉得吧，结果不重要，重要的是自己脚踏实地，认认真真的去做，学会团队合作，并且学到了东西，这才是最珍贵的财富。

5.3 建议和意见

我感觉吧，其实这个外业实习可以多做一点，不仅能够锻炼我们，还能让我们学到更多东西，以及对所学知识得到进一步理解。培养我们的能力以及团队协作，为今后走出社会奠定基础。正所谓，实践是检验真理的唯一标准。我建议学院应该重视，给我们多一些实践的机会。

第六章 实习成果

6.1碎部点的数据：

1,00000000,730940.331,3099743.043,34.648

2,00000000,730935.044,3099751.626,34.609

3,00000000,730928.157,3099753.930,34.588

4,00000000,730927.975,3099751.600,34.697

5,00000000,730926.302,3099751.885,34.675

6,00000000,730925.638,3099751.156,34.731

7,00000000,730926.672,3099749.987,34.707

8,00000000,730931.051,3099750.508,34.742

9,00000000,730931.645,3099750.396,34.750

10,00000000,730932.721,3099750.060,34.797

11,00000000,730932.997,3099749.825,34.785

12,00000000,730936.876,3099746.534,34.889

13,00000000,730937.846,3099740.860,34.831

14,00000000,730938.770,3099716.674,34.962

15,00000000,730939.127,3099711.367,34.956

16,00000000,730929.464,3099726.242,34.835

17,00000000,730928.388,3099727.399,34.846

18,00000000,730924.754,3099731.156,34.750

19,00000000,730923.204,3099732.771,34.766

20,00000000,730916.690,3099739.391,34.673

21,00000000,730914.971,3099741.133,34.774

22,00000000,730908.928,3099746.951,34.666

23,00000000,730908.692,3099750.857,34.706

24,00000000,730909.058,3099744.864,34.698

25,00000000,730913.665,3099739.774,34.721

26,00000000,730915.278,3099738.008,34.758

27,00000000,730922.131,3099730.579,34.755

28,00000000,730923.836,3099728.725,34.788

29,00000000,730927.829,3099724.278,34.819

30,00000000,730929.010,3099723.055,34.854

31,00000000,730926.612,3099708.073,34.947

32,00000000,730940.258,3099686.773,35.114

33,00000000,730940.570,3099680.512,35.276

34,00000000,730926.023,3099704.456,34.997

35,00000000,730924.427,3099707.089,34.933

36,00000000,730919.235,3099715.642,34.874

37,00000000,730917.113,3099719.237,34.813

38,00000000,730909.867,3099731.124,34.750

39,00000000,730910.687,3099733.158,34.754

40,00000000,730918.080,3099721.592,34.849

41,00000000,730920.087,3099718.500,34.860

42,00000000,730925.024,3099710.770,34.924

43,00000000,730911.449,3099706.950,34.772

44,00000000,730915.059,3099703.985,35.058

45,00000000,730919.386,3099697.572,35.056

46,00000000,730919.442,3099689.903,35.168

47,00000000,730921.299,3099689.951,35.176

48,00000000,730923.803,3099690.060,35.155

49,00000000,730925.320,3099667.528,35.168

50,00000000,730920.441,3099667.074,35.068

51,00000000,730920.213,3099664.015,35.387

52,00000000,730943.827,3099665.426,35.267

53,00000000,730941.300,3099664.837,35.255

54,00000000,730905.727,3099706.781,34.324

55,00000000,730898.963,3099704.272,34.743

56,00000000,730897.564,3099726.527,34.757

57,00000000,730864.593,3099724.597,34.767

58,00000000,730864.269,3099731.012,34.762

59,00000000,730904.117,3099733.432,34.772

60,00000000,730893.433,3099716.413,34.808

61,00000000,730886.364,3099715.894,34.845

62,00000000,730887.218,3099700.795,34.874

63,00000000,730894.287,3099701.257,34.869

64,00000000,730868.610,3099750.481,34.457

65,00000000,730864.357,3099748.232,34.460

66,00000000,730866.706,3099749.745,34.435

67,00000000,730856.587,3099744.624,34.428

68,00000000,730847.130,3099747.908,34.448

69,00000000,730845.320,3099748.559,34.328

70,00000000,730843.355,3099748.926,34.363

71,00000000,730855.139,3099740.537,34.605

72,00000000,730855.213,3099737.521,34.611

73,00000000,730858.326,3099737.690,34.648

74,00000000,730858.134,3099740.718,34.614

75,00000000,730856.698,3099739.277,35.276

76,00000000,730850.314,3099730.190,34.749

77,00000000,730819.482,3099728.327,34.741

78,00000000,730821.004,3099699.017,32.440

79,00000000,730821.437,3099696.513,34.785

80,00000000,730822.374,3099682.507,34.780

81,00000000,730827.249,3099682.801,34.760

82,00000000,730826.455,3099696.805,34.762

83,00000000,730826.153,3099700.825,34.770

84,00000000,730824.927,3099722.200,34.751

85,00000000,730850.501,3099723.712,34.745

86,00000000,730831.021,3099717.804,34.748

87,00000000,730830.395,3099682.721,34.713

88,00000000,730824.385,3099677.821,34.687

89,00000000,730839.159,3099678.627,34.673

90,00000000,730839.291,3099677.323,34.691

91,00000000,730852.311,3099678.051,34.685

92,00000000,730852.399,3099679.018,34.728

93,00000000,730857.096,3099679.259,34.676

94,00000000,730856.770,3099682.894,34.709

95,00000000,730852.087,3099682.752,34.749

96,00000000,730851.914,3099683.997,34.677

97,00000000,730870.059,3099685.159,34.750

98,00000000,730895.649,3099686.668,34.664

99,00000000,730900.319,3099682.201,34.739

100,00000000,730900.803,3099677.419,34.762

101,00000000,730904.680,3099677.552,34.779

102,00000000,730904.718,3099673.355,34.744

103,00000000,730890.078,3099672.251,34.741

104,00000000,730890.312,3099667.807,35.108

105,00000000,730908.168,3099669.001,35.166

106,00000000,730907.494,3099680.442,34.795

107,00000000,730894.271,3099721.287,34.699

 

 

6.2实习成图结果：

组长：陈道伟组员：丁文、孙坤、黄文科、周盼辉、徐轶轩

6.3GPS点之记