工程测量技术-《GNSS定位技术》课程标准

《GNSS定位技术》课程标准二级学院：建筑与测绘工程学院执笔人：赵峻天审核人：高永涛制定日期：2022.07陕西能源职业技术学院一、课程信息表1课程信息表课程名称GNSS定位技术开课院部建筑与测绘工程学院课程代码0220338考核性质考试前导课程计算机基础、地形测量、测量数据处理、测绘技能训练、地形图测绘实习后续课程工程测量、控制测量、土地调查与地籍测量、摄影测量总学时48课程类型理论课是□实践课是□理论+实践是R理实一体化是□适用专业工程测量技术专业二、课程性质1.课程性质本课程是工程测量技术专业必修的一门专业基础课程，是在学习了计算机应用基础、地形测量、数字测图课程及完成测绘技能训练、数字测图实习后，具备操作普通光学测量仪器、常规电子测量仪器，了解坐标系、测量误差理论，能够理解地形图地形、地物辨识、绘制能力的基础上，开设的一门理论+实践的课程，与控制测量、工程测量同期开设，其代表了工程测量技术的先进性，主科技性。功能是对接专业人才培养目标，面向工程测量员、地形测量员、地图制图员等具备测绘行业职业资格的工作岗位，能够完成GPS控制测量数据采集与处理，熟练运用GPS-RTK技术进行数字测图，同时理解CORS技术的工作原理，在实践中熟练运用CORS技术进行施工测量与放样的能力。为后续土地调查与地籍测量、摄影测量等课程学习奠定基础的专业核心课程。2.课程功能定位

表2课程功能定位分析对接的工作岗位对接培养的职业岗位能力工程测量员能够依照测区环境制定界址定线、竣工验收、放样施工计划能够进行RTK控制点采集与校正、点位测量、点位放样能够使用现有RTK、CORS资源进行移动站的数据采集能够使用先用RTK、CORS资源进行垂直测量、沉降观测、并记录整理观测结果能够及时整理完善基线复核、测量记录等观测资料大比例尺地形图测绘员能够依照测区环境制定静态GNSS定位观测计划能够进行静态GNSS外业观测及数据传输能够进行静态GNSS测量误差分析能够掌握RTK基准站与流动站的启动与转换能够进行RTK控制点采集与校正、点位测量、数据传输、数字测图能进行RTK、CORS数据采集与传输能够进行RTK、CORS测量误差分析能编写项目技术设计书和技术总结报告书能建立RTK、CORS测量定位的宏观概念，形成测量误差分析的意识三、课程目标与内容1.课程总目标着重对学生测绘核心能力中“测、算、绘”能力的培养，在学习中专业理论以“必须、够用”为度，注重实际操作能力的培养。通过本课程的学习，应掌握GNSS测量的基本原理和方法，具备等级GNSS控制网设计、施测、数据处理与分析能力；掌握RTK控制测量、碎部点数据采集能力和工程放样的能力，在完成各项任务的过程中，同时培养学生外文资料的理解能力，资料搜集整理能力，制定工作计划的能力，交际，沟通能力，团队协作能力，安全与自我保护能力，应对紧急突发状况的能力。2.课程具体目标表3课程教学目标与内容序号毕业要求指标点知识目标技能目标素质目标教学内容1能够在跨专业的项目团队中，发挥组织、沟通和相互协作的作用。1.1列举卫星导航定位的分类、发展及现状；1.2针对卫星组成部分进行详细解说并明确美国的GPS政策1.1明确导航卫星发展及区域发展的作用，解读各政治体的导航卫星发展目标。拓宽知识面发展、了解实事发展卫星导航定位技术概述2能够熟练操作GNSS接收机等测绘常用仪器。1.1列举天球坐标系、地球坐标系分类；1.2解释各坐标系之间的相互关系及差异，说明时间系统构成及产生原因1.1能认识坐标系的分类、转换；1.2能认识时间系统分类、特征。加深理论知识点，拓宽知识面发展GPS定位的时空基准3能够按照测绘国家规范要求，进行GNSS测量和控制测量数据处理。1.1列举卫星摄动力的分类及产生原因；1.2解释无摄运动与受摄运动的详细概念；1.3正确区分星历、信号的构成及特点1.1能明确摄动力的产生原因、分类、影响因子及其大小；1.2能明确卫星星历的分类、发播形式。学会发散思维，从多方角度探究问题卫星运动和卫星信号4能够按照测绘国家规范要求，进行二等及以下等级水准测量、四等及以下导线测量、GNSS测量和控制测量数据处理。1.1列举GPS的定位模式及其工作原理；1.2解释测量用GPS观测所需进行的观测模式的特点及应用范围1.1能规范进行GPS观测模式的选择；1.2根据观测条件、范围等综合考虑需采取的观测手段。形成细心观察，认真分析和综合研判的能力GPS定位原理5能够参照国家规范，制定控制测量实施方案，精度分析，使用精密水准仪、全站仪和GNSS仪器完成数据采集及处理，精度分析。1.1列举影响GPS观测的环境因素及影响；1.2说明针对不同环境采取的应对手段及需建立的误差模型1.1能正确进行观测建站时站址选择、信号发播误差源；1.2能规范处理误差影响。形成细心观察，认真分析和综合研判的能力GPS测量误差来源及其影响6能够在解决分析测绘实际问题和测绘实施方案方面发挥有效作用。1.1归纳技术设计书编写内容及参考规范；1.2列举不同环境所采取的观测手段；1.3完成质量检验、技术总结与资料归档1.1能正确进行计划设计书、工作任务、技术总结的编写工作；1.2能做好资料的处置归档工作。树立规范操作意识，具有充足的细心和耐心GPS测量的设计与实施7能够完成测绘成果管理，测绘项目合同管理，质量监控，测绘技术设计与技术总结编写和项目验收完成外业数据采集的预处理、拷贝、内业处理的步骤、方法及参考模型；1.4列举高程系统的内容及各系统之间的关系与处理方法1.1能根据导出数据按照实际需求完成合格的平差处理；1.2能明确数据质量的优缺点培养综合分析数据的能力；简易工具操作的能力GPS测量数据处理8具备终身学习的意识，了解本行业继续深造及参加职业培训的途径。1.1列举GPS在生活、行业、测绘工作中的应用及适用方法1.1能了解GPS在生活、测绘工作中的专业应用.拓宽知识面领域，深入了解行业发展GPS应用表4课程教学安排序号项目（模块）任务（单元）2教学内容重点、难点学时1项目一：卫星导航定位技术概述任务1：GPS系统及美国的GPS政策1.1子午卫星系统发展及其局限性1.2GPS系统组成美国的GPS政策重点：GPS系统组成难点：星座卫星数、地面站分布1任务2:四大卫星导航定位系统2.1GLONASS2.2GALILEO2.3COMPASS重点：GLONASS、GALILEO发展难点：COMPASS的现状12项目二：GPS定位的时空基准任务1：坐标系统1.1天球坐标系1.2地球坐标系1.3世界大地坐标系1.4国际地球参考框架1.5坐标系统转换重点：天球坐标系、地球坐标系难点：岁差、章动2任务2：时间系统2.1世界时2.2原子时2.3力学时2.4GPS时重点：时间系统发展难点：原子时、GPS时23项目三：卫星运动和卫星信号任务1：卫星的无摄运动1.1卫星运动的开普勒定律1.2无摄运动轨道参数1.3卫星的瞬时位置与速度重点：开普勒三大定律难点：无摄轨道参数1任务2：卫星的受摄运动2.1地球引力场摄动力2.2日、月引力场摄动力2.3太阳光压摄动2.4地球潮汐摄动2.5其他摄动重点：摄动力分类难点：摄动力影响量级任务3：卫星星历3.1广播星历3.2精密星历3.3卫星坐标计算重点：星历概念难点：精密星历获取2任务4：卫星信号4.1导航电文4.2测距码信号4.3载波信号重点：导航电文难点：导航电文结构与格式24项目四：GPS定位原理任务1：GPS定位方法及观测量1.1定位观测量1.2测码伪距观测方程1.3测相伪距观测方程重点：定位方法难点：测相伪距观测2任务2：GPS静态定位2.1静态绝对定位2.2静态相对定位重点：静态相对定位难点：静态相对定位概念及优点2任务3：GPS动态定位3.1动态绝对定位3.2动态相对定位重点：动态相对定位难点：动态相对定位的类别及优缺点25项目五：GPS测量误差来源及其影响任务1：卫星误差1.1卫星钟差1.2轨道偏差重点：卫星钟差难点：伪距1任务2：传播误差2.1电离层延迟2.2对流程延迟2.3多路径效应重点：传播路径误差产生原因难点：延迟模型1任务3：接收机误差3.1接收机钟差3.2观测误差3.3天线相位中心偏差重点：误差产生原因难点：观测误差解读1任务4：其他误差来源4.1地球自转4.2相对论效应重点：相对论效应16项目六：GPS测量的设计与实施任务1：GPS测量的技术设计1.1设计依据1.2精度和密度设计1.3基准设计1.4图形设计重点：点位精度、密度确定难点：网形设计2+4任务2：GPS的观测工作2.1区踏勘与资料收集2.2仪器配置与人员组织2.3外业观测计划选点与埋石重点：仪器配置与人员组织难点：观测计划的确定1任务3：GPS测量的作业模式3.1经典静态相对定位3.2快速静态相对定位3.3准动态相对定位3.4动态相对定位重点：经典静态相对定位难点：动态相对定位的分类与优缺点2+47项目七：GPS测量数据处理任务1：基线向量解算1.1观测模型法方程的组成及结算1.2精度评定1.3基线解算结果的质量评定指标重点：基线概念难点：基线精度评定2+4任务2：基线向量网平差2.1三维无约束平差2.2三维约束平差2.3基线向量网与地面2.4网的联合平差重点：软件操作难点：操作规范性2+2任务3：GPS高程测量3.1高程系统及相互关系GPS水准重点：正高、正常高、大地高选用难点：高程异常28项目八：GPS应用任务1：应用1.1大地测量中的应用1.2在监测地震与地壳运动中的应用1.3在工程测量中的应用1.4在海洋测绘中的应用1.5在其他行业中的应用重点、难点：GPS在测绘行业及生活中的应用2四、课程考核进行课程教学考核与评价，可以考查学生对课程基础知识和基本技能的掌握情况，以及是否具备运用基本理论和方法发现问题、分析问题、解决问题的能力，从而可以检查教学效果，改进教学工作，提高教学质量。专业核心技能课程考核与评价从两个方面进行考核，汇总得出课程整体成绩。表5《GNSS定位技术》课程整体成绩表考核类型成绩权重课程整体成绩课程考核1000.4100技能考核1000.6（1）课程考核时按照项目分别考核，将项目考核成绩累加，作为课程考核成绩。因本课程为专业核心技能课程，故不再安排期末集中考试。（2）各项目的考核分值、权重、内容如表所示。表6课程考核成绩表项目名称成绩权重项目成绩项目成绩权重课程考核成绩GPS控制测量数据采集与处理知识100.3400.4100技能200.5态度100.2GPS-RTK数字测图知识200.3600.6技能300.5态度100.2（3）考核成绩依据知识考核、技能考核、态度考核三方面确定。其中，理论知识的考核采用卷面考核方式进行，技能考核采用实操考核方式进行，态度考核根据平时表现、考勤、小组评定进行。五、实施要求1.授课教师基本要求本课程授课教师应具备工程测量、地形测量、地图制图操作技能，有企业外业数据采集、数据处理、内业成图等基本操作技能训练，具有高等学校教师资格证。实践教学条件要求（1）校内实训室表7-1全站仪实训室实训室（中心）名称全站仪实验室实训室面积120m2序号核心设备数量备注1对讲机（北峰）120台2手持GPS12台3GPS（南方，1+2）7套21台表7-2航测数据编辑实训室实训室（中心）名称全站仪实验室实训室面积120m2序号核心设备数量备注1计算机40内业数据处理、制图（2）校外实习基地表8数字测技术课程校外实习基地序号校外实训基地名称合作企业名称校外实训基地功能接纳学生人数备注1蓝田焦岱鲍旗寨村测量实习基地蓝田鲍旗校外实践开发有限公司主要完成测绘技能训练、数字地形图测绘实习、控制测量实习、工程测量实习、遥感与摄影测量实习400人3.教学方法与策略（1）课堂授课教学针对多媒体课件具有条理分明、信息量大、学生相对容易接受，能够在较短时间内接触较多的信息量，能大大提高上课效率及后续课程内容的自学等特点，应制作GPS定位测量课程教学课件，满足基础理论的需要。（2）比较分析教学法在讲授GPS控制网布设时，将之与常规的测量方法相比较。例如控制网的选点、埋点、控制网图形设计、外业观测、内业数据处理等内容。在比较的过程中让学生深入理解GPS测量的特点、方法。使用比较分析法教学，能加强学生观察、分析、交流的意识，使学生积极参与到主动的学习活动中。（3）工程案例教学针对高等职业院校工程测量技术专业而言，《GNSS定位技术》主要解决的是使用GPS进行控制测量、地形测量和工程施工放样的问题。因此，在教学过程中，尽可能通过具体、生动、真实的工程案例讲解，提高学生的综合应用能力。（4）现场教学GPS测量外业的教学内容采用模拟生产现场的实物教学方法，先由教师演示操作过程，再由学生自己操作，教师指导。学生操作不能达到操作目的时，则由教师进行及时指导后重新操作，直到达到教学目的为止。教师“边讲边演示”，学生“边听、边看、边练”，收到事半功倍的效果。（5）实物教学实物教学方法增强了能力培养的效果。（6）第二课堂、网络教学针对一般性问题，学生利用业余时间进行任务的演算，通过网络课程的形式，为学生提供一个交互的学习平台，建立留言簿、解疑平台。（7）课堂讨论学生针对已经认识的基本理论和概念，在教师的分组组织引导下进行相互答疑或辩论，最后由教师及时总结评论。（8）单项实训教学学生在单项学习任务现场教学中学习认识了相关的操作方法后，自己动手再重复进行若干次，总结相关操作经验，使学生发挥主观能动性，积极完成任务。（9）项目实训教学学院应积极联系生产任务或参与工程单位的生产项目，为学生提供真实环境下的实际操作条件，使其在国家或行业规范、项目技术设计书的指导下，从事真正的生产任务和项目。一方面加深和强化基