GPS实习计划指导书

1、目录1.分组情况 2. 本实践课程教学目的与教学基本要求 3. GPS控制网的建立 4. GPS基线向量网的等级 5. GPS基线向量网的布网形式 6. GPS网的设计准则 7. 测量作业 8. 数据传输及数据处理 9. 提交实习成果 10.实习心得 分组情况:组长：白勇组员：许顺清 刘生龙 黄德许 陈水莲 仪器及设备：中海达GNSS一台 卷尺一幅 脚架一幅 记录本一本铅笔一根对讲机一对处理软件：HDS2003一、       本实践课程教学目的与教学基本要求：野外实习工作是在校内学完了空间定位技术及应用的理论和方法以后，模拟或结合实

2、际生产任务所进行的一次综合实践。通过四周左右时间的实习，应该达到以下目的：1巩固校内课堂所学知识，加深对空间定位技术基本理论的理解。能够用有关理论指导实践，做到理论与实践相统一。提高学生分析问题和解决问题的能力。2对学生进行控制测量野外作业的基本技能训练，提高动手能力。通过实习，熟悉并掌握城市(矿区) D、E级GPS控制测量的作业程序及施测方法。3对野外观测成果进行整理、检查和计算。掌握用GPS理论处理GPS测量成果的基本技能。4通过完成城市(矿区) D、E级GPS控制测量实际任务的锻炼，提高学生从事测绘工作的计划、组织和管理能力。培养同学良好的专业品质和职业道德。二、GPS控制网的建立（1）

3、一个完整的技术设计，主要应包含如下内容：1.项目来源介绍项目的来源、性质。即项目由何单位、部门下达、发包，属于何种性质的项目等。2.测区概况介绍测区的地理位置、气候、人文、经济发展状况、交通条件、通讯条件等。这可为今后工程施测工作的开展提供必要的信息。如在施测时作业时间、交通工具的安排，电力设备使用，通讯设备的使用等。3.工程概况介绍工程的目的、作用、要求、GPS网等级（精度）、完成时间、有无特殊要求等在进行技术设计、实际作业和数据处理中所必须要了解的信息。4.技术依据介绍工程所依据的测量规范、工程规范、行业标准及相关的技术要求等。5.现有测绘成果介绍测区内及与测区相关地区的现有测绘成果的情况

4、。如已知点、测区地形图等。6.施测方案介绍测量采用的仪器设备的种类、采取的布网方法等。7.作业要求规定选点埋石要求、外业观测时的具体操作规程、技术要求等，包括仪器参数的设置（如采样率、截止高度角等）、对中精度、整平精度、天线高的量测方法及精度要求等。8.观测质量控制介绍外业观测的质量要求，包括质量控制方法及各项限差要求等。如数据删除率、RMS值、RATIO值、同步环闭合差、异步环闭合差、相邻点相对中误差、点位中误差等。9.数据处理方案 详细的数据处理方案，包括基线解算和网平差处理所采用的软件和处理方法等内容。对于基线解算的数据处理方案，应包含如下内容：基线解算软件、参与解算的观测值、解算时所使

5、用的卫星星历类型等。对于网平差的数据处理方案，应包含如下内容：网平差处理软件、网平差类型、网平差时的坐标系、基准及投影、起算数据的选取等。10.提交成果要求规定提交成果的类型及形式；若国家技术质量监督总局或行业发布新的技术设计规定，应据之编写三、GPS基线向量网的等级根据我国1992年所颁布的全球定位系统测量规范，GPS基线向量网被分成了A、B、C、D、E五个级别。下面是我国全球定位系统测量规范中有关GPS网等级的有关内容。GPS网的精度指标，通常是以网中相邻点之间的距离误差来表示的，其具体形式为：其中，：网中相邻点间的距离中误差(mm)；：固定误差(mm)；：比例误差(ppm)；：相邻点间的

6、距离(km)。对于不同等级的GPS网，有下列的精度要求：测量分类固定误差(mm)比例误差(ppm)相邻点距离(km)A50.11002000B8115250C105540D1010215E1020110A级网一般为区域或国家框架网、区域动力学网；B级网为国家大地控制网或地方框架网；C级网为地方控制网和工程控制网；D级网为工程控制网；E级网为测图网。美国联邦大地测量分管委员会（Federal Geodetic Control Subcommittee-FGCS）在1988年公布的GPS相对定位的精度标准中有一个AA级的等级，此等级的网一般为全球性的坐标框架。四、GPS基线向量网的布网形式GPS网

7、常用的布网形式有以下几种：（1）点连式（2）边连式（3）边点混合式）（4）三角锁连接（5）导线网形连接五、GPS网的设计准则GPS网设计的出发点是在保证质量的前提下，尽可能地提高效率，努力降低成本。因此，在进行GPS的设计和测量时，既不能脱离实际的应用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能为追求高效率和低成本，而放弃对质量的要求。1选点（1）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。（2）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

8、发射设施、高压输电线等。（3）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。（4）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。（5）测站应选择在易于保存的地方。2提高GPS网可靠性的方法（1）增加观测期数（增加独立基线数）。在布设GPS网时，适当增加观测期数（时段数）对于提高GPS网的可靠性非常有效。因为，随着观测期数的增加，所测得的独立基线数就会增加，而独立基线数的增加，对网的可靠性的提高是非常有益的。（2）保证一定的重复设站次数。保证一定的重复设站次数，可确保GPS网的可靠性。一方面，通过在同一测站上的多次观测，可有效

9、地发现设站、对中、整平、量测天线高等人为错误；另一方面，重复设站次数的增加，也意味着观测期数的增加。不过，需要注意的是，当同一台接收机在同一测站上连续进行多个时段的观测时，各个时段间必须重新安置仪器，以更好地消除各种人为操作误差和错误。（3）保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连，这样可以使得测站具有较高的可靠性。在布设GPS网时，各个点的可靠性与点位无直接关系，而与该点上所连接的基线数有关，点上所连接的基线数越多，点的可靠性则越高。（4）在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。在布设GPS网时，检查GPS观测值（基线向量）质量的最佳方法是异步环闭合差，而随着组成异步环的基线向量数的

10、增加，其检验质量的能力将逐渐下降。3 提高GPS网精度的方法（1）为保证GPS网中各相邻点具有较高的相对精度，对网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们间的直接观测基线。（2）为提高整个GPS网的精度，可以在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个GPS网的骨架。（3）在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。（4）在布设GPS网时，引入高精度激光测距边，作为观测值与GPS观测值（基线向量）一同进行联合平差，或将它们作为起算边长。（5）若要采用高程拟合的方法，测定网中各点的正常高/正高，则需在布网时，选定一定数量的水准点，水准点的数量应尽可能的多，且应在网中均匀分布，还要保证有部分点

11、分布在网中的四周，将整个网包含在其中。（6）为提高GPS网的尺度精度，可采用如下方法：增设长时间、多时段的基线向量。4布设GPS网时起算点的选取与分布若要求所布设的GPS网的成果与旧成果吻合最好，则起算点数量越多越好，若不要求所布设的GPS网的成果完全与旧成果吻合，则一般可选35个起算点，这样既可以保证新老坐标成果的一致性，也可以保持GPS网的原有精度。为保证整网的点位精度均匀，起算点一般应均匀地分布在GPS网的周围。要避免所有的起算点分布在网中一侧的情况。5布设GPS网时起算边长的选取与分布在布设GPS网时，可以采用高精度激光测距边作为起算边长，激光测距边的数量可在35条左右，可设置在GPS

12、网中的任意位置。但激光测距边两端点的高差不应过分悬殊。6 布设GPS网时起算方位的选取与分布在布设GPS网时，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布设在GPS网中的任意位置。六、 测量作业GPS测量包括野外观测和内业数据处理，野外观测工作包括天线安置、观测作业、外业成果记录等，内业数据处理包括仪器数据提取、基线解算和GPS三维控制网的平差计算等。这里仅对野外观测工作做简要叙述。而测量数据提取和内业数据处理可参见随机说明及其它有关资料。（1）天线安置    天线的精确安置是实现精密定位的前提条件之一。天线安置应符合下列要求：  

13、60; 一般情况下，天线应尽量利用三脚架安置在标志中心的垂线方向上，直接对中。在特殊情况下，才可进行偏心观测，其归心元素应以解析法精密测定。    需在觇标的基板上安置天线时，为防止对信号的干扰，应将觇标顶拆除，并将标志中心投影到基板上，依投影点安置天线。    当点上建有寻常标，但测站间的距离不超过10km，可以在觇标下安置天线，但应适当延长观测时间。    天线定向标志线应指向正北，并顾及当地磁偏角的影响，定向误差不应大于±5°    天线底板上的圆水

14、准气泡必须居中    雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防雷击。在雷雨过境时应暂时关机停测，卸下天线。    天线安置后，应在各观测时段的前后各量取天线高一次。两次量高之差不应大于3mm。取平均值作为最后天线高。若互差超限，应查明原因，提出处理意见，记入观测记录。    天线高，是指观测时天线平均相位中心至测站中心标志面的高度，分为上、下两段：上段是从相位中心至天线底面的高度，这是常数，由厂家给出；下段是从天线底面至测站中心标志面的高度，由用户现场量取。具体量取方法，依天线安置方法和类型的不同分为

15、直接测量和斜距测量两种，见接收机使用手册。天线高的最后取值为上下两段之和。    （2）观测作业    观测作业的主要任务是捕获GPS卫星信号对其进行跟踪、接收和处理，以获取所需的定位和观测数据。    GPS接收机操作的自动化程度高，其具体的操作方法和步骤因接收机类型和作业模式不同而异，在随机的操作手册中都有详细的介绍。作业时，观测人员只需按操作手册执行即可，一般应注意以下几点：    各接收机的观测员应按观测计划规定的时间作业，确保同步观测同一组卫星。 

16、0;  在确认外接电源电缆及天线等各项联结无误后，才可接通电源。在接收机预置状态正确时，才可启动接收机。    开机后接收机的仪表数据显示正常时，才能进行自测试和输入有关测站和时段控制信息。    接收机开始记录数据后，观测员应使用功能键和选择菜单，注意查看测站信息、接收卫星数量、卫星号、各通道信噪比、相位测量残差、实时定位的结果及其变化和存储介质记录等情况。    在一个观测时段中，接收机不得关闭并重新启动；不准改变卫星高度角的限值和天线高；观测员应注意防止接收设备震动，更不得移动；不得碰动天

17、线或阻挡信号。    经检查所有作业项目均按规定完成并符合要求，方可迁站。    在进行长距离高等级GPS测量时，还要按规定测量气象元素。    （3）观测记录     观测记录由GPS接收机自动形成，并记录在存储介质上，其内容有：载波相位观测值；伪距观测值；相应的GPS时间；GPS卫星星历及卫星钟差参数；测站初始信息，包括测站点名和点号，时段号，近似坐标，天线高等，测站信息通常是先由观测人员输入接收机或在测量手薄上人工记录。 七、数据传输及数据处理数据应及时从接收

18、机传到计算机上，然后处理，过程如下：GPS静态数据处理（1）新建项目执行开始菜单的“HDS2003数据处理软件包”，选择“项目”、“新建项目”在其中输入项目名称可以选择项目存放的文件夹，项目文件中显示的是现有项目文件的路径，按确定完成新建任务。（2）导入数据任务建完后，开始加载GPS数据观测文件。选择“文件”，“导入”在弹出的对话框中选择需要加载的数据类型，按确定或双击选择进入文件选择对话框选择*.zhd文件，如图，可以按“CTRL”或“SHIFT”进行多选，单击打开，将数据文件读入。（3）处理基线单击“静态基线”,“处理全部基线”系统将采用默认的基线处理设置，处理所有的基线向量。处理过程中会

19、显示所有基线处理过程的进度，从中也可以看到每条基线的处理情况。处理完全部基线向量后，基线列表窗口会出现所有基线解得情况，未解算的基线也会变为深色（4）网平差首先进行平差前的准备。先砸管理区中切换到“站点”，在树形视图右边双击“观测站点”中的已知点再在属性区中选择“修改”标签进入测站坐标设置，选择好以后再对应的格中输入坐标值，相应的精度可以填在后面，并将是否固定中选择是（不选表示固定坐标不能生效，网平差时将不使用）依次把所有的已知点坐标输入完毕。选择菜单“网平差”，“网平差设置”进入设置窗口，确认选择了“二维平差”选项，若要进行高程拟合，则需确认选择“水准高程拟合”，需要注意的是：中央子午线的设