GPS实验报告(华南农业大学)

苍穹数码eFixR2型手持式GPS接收机的定位性能测试班级：10电信1班姓名：XXX学号：XXXXXX1实验目的（1）掌握RTKGPS定位的原理（2）掌握苍穹数码eFixR2型手持式GPS接收机的使用方法（3）研究利用GPS定位数据进行土地面积量算的方法2实验设备及场地（1）实验设备包括：苍穹数码eFixR2型手持式GPS接收机、射频转接线缆、GPS外置天线、碳纤维杆。（2）实验场地：华南农业大学华山运动场（足球场）（3）实验时间：2013年11月21日3实验步骤手持机参数设置坐标系统设置：选择WGS84椭球坐标系统，其他参数保持默认；2、插入开通了GPRS上网功能的SIM卡，进入GNSS设置，定位模式设置，选择CORS差分，设置好天线高；单击主菜单通信工具图标，然后单击GPRS工具按钮，如图1所示图1使用射频转接线缆连接终端和天线，上紧天线和对中杆的螺丝。选择CORS站，用户名密码，选择cnnet运营商；单击打开GPRS,并且显示连接计数。如图2所示；成功建立GPRS连接后，单击获取源节点。在源节点列表中选择数据服务类型，单击连接服务器，完成CORS连接。图2对A、B、C、D点进行碎部点手动采集打开geopac软件，选择普通采集；单击项目菜单栏，点击新建项目，输入项目名称，其他参数保持默认；单击高级>数据采集>碎部点采集菜单栏，出现碎布文件窗口，如图3所示：输入碎部点文件名，单击右上角的钩，完成新建碎部点文件的工作。图35、每到达一个边角，点击按钮保存当前点的坐标信息。沿足球场白色边线进行碎部点连续采集接上以上的设置，点击按钮进行连续采集，时间间隔一秒采样一次；沿着操场的白色边线走一圈，再点击完成连续采样的工作。实验数据保存及导出1、使用USB连接线连接终端和电脑，单击工具>数据导出菜单栏，弹出数据导出对话框，如图4所示：图42、选择需要的文件格式，导出数据；也可以直接进去终端中所保存的项目的文件夹，找到.dtl后缀名的文件，直接使用Excel软件直接打开即可；4实验数据处理与分析 将我们采集到的数据进行处理，处理的数据表格如表1：采集纬度采集经度转换的纬度转换的经度运动场四角采集数据PT023:09:43.66639113:20:23.168023.16212955113.3397689PT123:09:46.99686113:20:23.4683023.16305468113.3398523PT223:09:47.17547113:20:21.1612123.1631043113.3392114PT323:09:43.84309113:20:20.8582923.16217864113.3391273运动场周边连续采集数据（1秒记录1次）PT423:09:43.66526113:20:23.1654423.16212924113.3397682PT523:09:43.66526113:20:23.1654423.16212924113.3397682PT623:09:43.66508113:20:23.1652523.16212919113.3397681PT723:09:43.66582113:20:23.1647623.16212939113.339768PT823:09:43.66582113:20:23.1647623.16212939113.339768PT923:09:43.66607113:20:23.1640823.16212946113.3397678PT1023:09:43.66607113:20:23.1640823.16212946113.3397678…………表1采集经纬度的坐标转换表（1）ABCD四点的散点图绘制 根据表1经纬度的坐标数据，我们可以绘制出ABCD四点的散点图。如图5：图5ABCD四点的散点图（2）连续采集点的散点图绘制同理绘制出运动场连续采集点的散点图，如图6：图6连续采集点的散点图从图1和图2可以看出GPS采集到的数据比较准确，能呈现运动场的大致轮廓。（3）连续采集点所围合面积的测算算法由坐标值计算多边形面积的公式分解多边形的边，以边为单元，计算并合成与其相关的数值多边形是由多条边围合而成,设多边形每一条边的两端点分别与坐标原点连接,多边形有几条边就有几个三角形,图7为两个多边形面积分解,图8为三个三角形围成的面积。即每个三角形的一个顶点坐标点为(0.00,0.00),这些诸多个三角形重叠在多边形平面图形上,每条边都有一个三角形面积计算值,有的面积在多边形的图形里面(公式运算得数体现为正数),有的面积在多边形的图形外面(公式运算得数体现为负数),正、负数是来确定计算多边形的面积时是増加或减去,如图7、图8所示,计算时各三角形面积将按代数和的方式进行累计而得到绝对的准确值,这个数值就是多边形面积。计算一个多边形面积实际上是连续计算多个三角形面积及其代数和的过程,计算多边形面积公式可为:图7两个多边形面积分解图8三个三角形围成的面积面积测算方法流程图如下：开始开始输入仪器采集的经纬坐标数据输入仪器采集的经纬坐标数据对经纬坐标数据进行坐标变换对经纬坐标数据进行坐标变换对数据进行高斯投影，计算出高斯投影正算的Ｘ和Ｙ值。对数据进行高斯投影，计算出高斯投影正算的Ｘ和Ｙ值。用坐标值计算多边形面积的公式对，多个点坐标进行面积计算。用坐标值计算多边形面积的公式对，多个点坐标进行面积计算。输出结果面积输出结果面积结束结束（4）测算结果与对比分析 通过测算，ABCD四点测量面积为7896.55平方米。连续采集点测量面积为7843.29平方米。 测量结果与实际情况接近，两种测量方法的结果误差在可允许范围内。5实验结论谈谈自己对苍穹数码eFixR2型手持式GPS接收机的定位性能的认识eFixR2是武汉苍穹数码仪器有限公司设计生产的新一代高精度、高性能手持式、GNSSRTK系统。为用户提供人性化、稳定可靠的高精度动静态实时/事后定位服务，可广泛用于高精度RTK测量、组建高精度大范围静态控制网以及野外数据采集等作业。提出自己对《全球定位系统》和《地理信息系统》两门课程的教学改进意见建议：多点动手实践，少一些课堂课程，就像这个实验一样。附录：面积计算程序///<summary>///求算面积///</summary>privatevoidcalculateArea(List<double[]>points){ if(points.Count>2){doubleareaMeters2=PlanarPolygonAreaMeters2(points);if(areaMeters2>1000000.0)areaMeters2=SphericalPolygonAreaMeters2(points);MessageBox.Show("面积为："+areaMeters2+"（平方米）"); } }///<summary>///球面多边形面积计算///</summary>privatedoubleSphericalPolygonAreaMeters2(List<double[]>points){doubletotalAngle=0.0;for(inti=0;i<points.Count;++i){intj=(i+1)%points.Count;intk=(i+2)%points.Count;totalAngle+=Angle(points[i],points[j],points[k]);}doubleplanarTotalAngle=(points.Count-2)*180.0;doublesphericalExcess=totalAngle-planarTotalAngle;if(sphericalExcess>420.0){totalAngle=points.Count*360.0-totalAngle;sphericalExcess=totalAngle-planarTotalAngle;}elseif(sphericalExcess>300.0&&sphericalExcess<420.0){sphericalExcess=Math.Abs(360.0-sphericalExcess);}returnsphericalExcess*radiansPerDegree*earthRadiusMeters*earthRadiusMeters;}///<summary>///角度///</summary>privatedoubleAngle(double[]p1,double[]p2,double[]p3){doublebearing21=Bearing(p2,p1);doublebearing23=Bearing(p2,p3);doubleangle=bearing21-bearing23;if(angle<0.0)angle+=360.0;returnangle;}///<summary>///方向///</summary>privatedoubleBearing(double[]from,double[]to){doublelat1=from[1]*radiansPerDegree;doublelon1=from[0]*radiansPerDegree;doublelat2=to[1]*radiansPerDegree;doublelon2=to[0]*radiansPerDegree;doubleangle=-Math.Atan2(Math.Sin(lon1-lon2)*Math.Cos(lat2),Math.Cos(lat1)*Math.Sin(lat2)-Math.Sin(lat1)*Math.Cos(lat2)*Math.Cos(lon1-lon2));if(angle<0.0)angle+=Math.PI*2.0;angle=angle*degreesPerRadian;returnangle;}///<summary>///平面多边形面积///</summary>privatedoublePlanarPolygonAreaMeters2(List<double[]>points){doublea=0.0;for(inti=0;i<points.Count;++i){intj=(i+1)%points.Count;doublexi=points[i][0]*metersPerDegree*Math.Cos(points[i][1]*radiansPerDegree);doubleyi=poi