GPS实习设计书1

环境与规划系

GPS 数据采集与处理实习报告书

指导老师：张志国

实习单位：环境与规划系08测绘工程

实习目的：（1）、掌握使用南方S86GPS接收机、GPS-RTK手薄使用；

（2）、掌握静态GPS数据采集方法；

（3）、掌握使用动态GPS测点位坐标、；

（4）、掌握使用GPS数据处理软件处理GPS数据的方法；

实习时间：2010年11月-12月

实习安排：先进行GPS接收机操作实习（人员可少量），待仪器熟悉

后再进行GPS静态测量和RTK动态测量。

实习地点：文化路、平原路两校区

负责人：采少防

注意事项：

1、GPS测量

1.1测前准备

1.1.1 GPS内存数据容量;

1.1.2 认真了解各GPS点所处的环境，运用GPS软件预测

点的最佳观测时间；

1.1.3 检查GPS

的各项设置：静态或动态、高度截止角、

数据采样率、天线类型、天线量测方式。

1.2 观测

1.2.1 到出发到测点前，认真检查GPS主机、电池、电缆、

测GPS天线的钢尺、记录纸、笔、脚架及对讲机等

必备品；

1.2.2 架站：认真地架好仪器，对中、整平、接好电缆；

1.2.3 量测天线高：各种GPS量测天线的高的方式是不一

样的；同一种GPS也有几种不同量测方式，一定要

记清楚自己用的是哪种方式；此外GPS天线高的量

测一般都是量的斜高，不要人为地改为垂直高；要

对称量几个方向，然后取平均值；

1.2.4 开始观测时，只需按下电源开关，这时记录好测点

名、开机时间、开机时天线高；

1.2.5 观测结束时，先关电源，不要马上拆机，还要再量

天线高，以判断观测过程中仪器是否动过；

2、GPS数据传输

2.1 在传输数据前，先查看仪器里每个时段里记录的数据

量是否大小相近，将由于开关电源引起的无效记录先

删除；

2.2通信参数设置；

2.3传输数据时，先检查软件中的各项设置，查看GPS类型、

天线类型、天线高的量测方式等是否设置一致；

2.4传输数据时，记录好各数据文件的时段号、点名，以备

基线解算后用；输入天线高；

2.5在做好上述工作后，查看高级设置，给定高度截止角、

PDOP值等几个重要设置；即可传输数据；

3．GPS数据处理

3.1基线向量解算时，可根据不同情况，设置好是解算部分

基线还是解算全部基线，软件自动解算；

3.2基线向量解算后，可初步检查一下评判各基线的置信参

数，检查同步环、异步环等闭合差，检查不同时段同一

条边的较差，查出超限原因，剔 除有粗差的基线；

3.3若发现有问题的基线，还可以查看各点接收到的卫星状况

及其他有关部因素，以查找原因，确定此基线是否重新

解算还是重测；

4、平差计算

GPS定位成果属于WGS—84大地坐标系，而实用的测量成

果是属

于国家坐标系或地方坐标系，因此必须解决成果的坐标转

换问题。

4.1 GPS基线向量网的平差分为三种类型：一是无约束平差，

二是约束平差，三是联合平差。

4.2目前，对于绝大多数的地区联合平差是解决GPS网成果转

换的有效手段，也是绝大多数的地区目前唯一行之有效

的方法。因此GPS网一般要联测3~5个已知点；

4.3GPS基线向量网成果的内精度分析：根据无约束平差成果

分析，主要考察基线向量观测值改正数、各点坐标中误

差、点位中误差、GPS基线向量边的方位和边长相对精度，若发现有明显粗差，则要在联合平差前剔除；

4.4联合平差或约束平差成果的精度分析：主要考察各类观测

值的改正数的分布是否有明显粗差，平差坐标、点位误

差、转换参数、单位权中误差是否通过统计检验，边长

相对精度是否满足设计的精度要求。

5、高程拟合

GPS高程拟合根据不同软件的要求，至少要联测4个水准

高程点，但其高程精度不高，一般只能达到3厘米左右。

技术要求如下：

实习一：GPS静态测量

实习器材：南方S86接收机4台，南方脚架4个。

静态相对定位原理：

GPS静态相对定位也称为差分GPS，采用载波相对定位观测量以及相位观测量的线性组合技术，削弱各类定位误差。作业时用两台GPS接收机安置在基线的两端，同步观测同4颗以上GPS卫星，以确定基线端点在WGS-84坐标系下的相对位置。GPS相对定位是通过测量GPS卫星到达接收机天线相位中心的时间，测定站星间的伪距。

方法和步骤

先将4台南方4台GPS接收机调为静态模式，设置卫星高度角为15°和采样间隔为15S。

1． GPS静态相对定位的布网方案

本次实习采用位于校园的GS02、GS03、GS04、GS05、GS06、GS07、GS08、GS09共八个点：

2.外业观测

1）.在校园的GPS点上架设脚架，安置接收机，严格对中整平，记录GPS接收机型号，天线的型号，量取仪器高，记录在外业观测手簿上。等候负责人通知开机。

2）.开机，在观测手簿上记录开机时间。每一个时段观测45分钟左右。观测过程中不要碰接收机和脚架，观测者离接收机一定的距离，而且不使用干扰卫星信号的通讯设备，比如手机等。

3）.关机，记录关机时间，再次量取天线高，和开机前量取的天线高比较，两次误差≤3mm，记录在手簿上，若两次量取的天线高≤3mm，求其平均值，作为最后天线高，若两次天线高误差超限，查明原因，记录在手簿上。

3.数据处理

1）．安装Ashtech solution软件。

2）．将接收机与电脑通过电缆连接起来，将数据导入到电脑中。

3）．打开Ashtech solution 2.5，选择“Creat a new proect”新建工程，设

置工程名后，选择“Coordinate System”，先创建阜新地方独立坐标系，在System中选择local Grid，在local Grid中输入“fuxin80”，点击后面的点号，进入后在Name中再次输入fuxin80，base Grid选择NEW，再点

击Base Grid后的点号，进入后在System中输入fuxin80，在zone中选择NEW，再点击zone后的点号，进入后在Name中输入fuxin80，Geodatic中选择NEW，进入，Name中输入fuxin80，Eillpsoid中选择NEW，进入，Name中输入fuxin80，Semi-Major Axis中输入6378140，在Inverse Flattening中输入298.257，之后点击OK，在Zone Definition Dialog对话框中设置中央子午线经度为115°E放大比例中输入1，懂坐标假值输入500000m，一直选OK，完成阜新地方坐标系的新建。

4）．完成工程新建后，选择“Add raw data from disk”，添加数据，每次添

加时将同一时段的数据一起添加，将数据导入到软件中。

5）．打开map view，在workbook中改变GPS点号、天线高和天线型号，再将

Epochs值小的数据删除。

6）．选择“Run”→“Processing”→“All”，map view窗口可以看见GPS点

按照观测时段连成网。去除浮点解的记录。选择“Run”→“Adjustment”进行无约束平差，在查看Δx、Δy、Δz的精度情况，在输入控制点GS02坐标，进行约束平差，再输入GS03点坐标，进行约束平差。

7）．点击Report选择Site Position生成报告。报告内容见下页。

注意事项

1.静态测量时要满足相应规范的要求。

2.网形布设时应注意外围不能有豁口，至少留一个通视方向。

3.静态观测过程中，即使发现长水准管不居中或者仪器不严格对中了，也不要重新调仪器，观测时不要重新开机，开机关机听从调配。

4.观测时，接收机周围不使用干扰卫星信号的通讯设备，以减弱误差，接收机周围应当视野开阔，削弱多路径误差。

5.每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬件上，应该备份一份确保观测数据不应人为疏忽丢失。

6.数据处理时，一定要改天线类型、天线高，去除浮点解的记录。

实习二：动态GPS RTK观测

实验目的:

1. 掌握RTK的测量原理和作业流程

2. 学会RTK手簿的使用

实验仪器;

南方灵锐S86 GPS双频接收机。

RTK原理

在两台静态型测量仪器间加上一套无线电数据通讯系统(也称数据链)，将相对独立的GPS信号接收系统连成一个有机整体。由流动站和基准站组成。基准站把接收到的所有卫星信息(包括伪距和载波相位观测值)和基准站的一些信息(如基准站的坐标、天线高等)都通过通讯系统传送到流动站。流动站本身在接收卫星数据的同时，也接收基准站传送的卫星数据，在流动站完成初始化后，并将基准站的载波观测信号与本身接收到的载波观测信号进行差分处理（基线），同时输入相应的坐标，转换参数和投影参数，即可实时求得实用的未知坐标。

方法和步骤

1.基准站和移动站设置

1）.基准站的设置。

在已知点上架设脚架，固定基座，严格对中整平后安放基准站接收机，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3。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。

2）.移动站的设置

1.将移动站主机连接在碳纤对中杆上，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，当达到一定的条件后，主机上的RX指示灯开始1秒钟闪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，新建工程和文件。工程→新建工程（椭球系名称、投影参数设置、七参数设置），工程→选择工程，工程→新建文件，工程→选择文件；

5.连接仪器，搜索到移动站对应的接收机号，通过蓝牙将移动站和手簿连接在一起。设置→连接仪器→扫描→（选择主机）连接；

6.电台设置：工具→电台设置→在“切换通道号”后选择3→点击“切换”；

7.设置移动站参数：设置差分格式：RTCM3，设置天线高；

2.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”，输入基准站架设点的已知坐标及天线高，并且选择天线高形式（斜高），输入完后即可点击“校正”。，检查无误后“确定”校正完毕。

3.目标点测量

当以上步骤设置完毕后，可以按键盘上的A键进行目标点测量，然后按Enter键保存。测量已有的点时，使碳素对中杆的水中气泡对中，将手簿上测得的坐标高程与原有的坐标高程比较。

注意事项

1.在RTK测量时，要按照测量规范，流动站和基准站尽量在5公里范围之内。

2.基准站应架设在视野开阔，视场15°以内没有障碍物的已知点上，若在丘陵山区，基准站尽量架设在高处，使得基准站发射的信号能被流动站接收到。若已知点难以满足作为基准站的需要，可以将基准站架设在位置点上，校正时选择“基准站架设在未知点”，找三个已知点进行校正。

3.确保基准站和流动站的差分格式和电台频道是相同的。

4.在校园内进行RTK测量时，基准站和流动站间的距离很短，测量目标点的时候要注意随时查看是否是固定解，误差是否足够小，满足精度要求，只保留固定解的记录。(具体见附件)

本文来源：https://www.bwwdw.com/article/j4oj.html