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GPS測量實習報告

一、實習目的

GPS靜態測量

本次GPS靜態觀測實習的目的是鞏固、擴大和加深我們從課堂上所學理論知識，獲得測量工作的初步經驗和基本技能，著重培養我們的獨立工作能力，進一步熟練掌握測量儀器的操作技能，提高運用理論及計算能力，并對GPS靜態觀測全過程有一個全面和系統的認識。熟悉GPS靜態相對定位原理、Sounth、Trimble、ashtech三種GPS接收機的使用掌握GPS網的網形設計。熟悉GPS靜態測量的步驟。學會南方測繪 Gps數據處理軟件的簡單使用。

1.1 實習安排

準備好理論知識，掌握控制測量的技術要求，以及儀器的使用規范及過程，協調好分組的搭配。

儀器調度表

(略)

第三組組長：

第三組組員：

1.2實習任務

以各個班為單位建立測量實習隊，10人一組（第三組為11人），分3組。每組領取GPS一套（包括主機、腳架、基座、連接線等）、記錄板一塊、對講機、記錄表。根據中華人民共和國測繪行業標準《全球定位系統城市測量技術規程》和石橋子經濟開發區的具體情況，建立E級GPS網。

E級GPS網的精度要求如下表：

每小組利用各組領取到的接收機對兩個控制點進行觀測，觀測時段為一小時，觀測3個時段。

1.3測量規范

1、《全球定位系統（GPS）測量規范》（GB/T 18314-2001）。

2、《全球定位系統城市測量技術規范》（CJJ 73-97）。

3、CH 1002-95《測繪產品檢查驗收規定》。

4、CH 1003-95《測繪產品質量評定標準》。

1.4測區概況

 本測區為本溪市石橋子經濟開發區遼寧科技學院周邊地區，測區內大部分為丘陵，公路，測區開闊高側建筑少，選點都在路邊或者山頂，多路徑效應相對較小。點位遠離大功率無線電發射源（基本沒有），遠離高壓輸電線和微波無線電傳送通道，其距離不得小于50m。同時點位設在交通便利，有利于其他觀測手段擴展與聯測的地方，地面基礎穩固，便于點的保存

1.5 GPS網的布設

GPS網設計的出發點是在保證質量的前提下，盡可能地提高效率，努力降低成本。因此，在進行GPS的設計和測量時，既不能脫離實際的應用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能為追求高效率和低成本，而放棄對質量的要求。

二、實習內容

2.1．網的布設

本次實習精度要求為E級，

2.2實習內容:

2.2.1選點情況

2011-7-4上午召開了GPS實習動員大會，大會上范海英等幾位老師作了講話，給我們分析了測區情況，實習的注意事項，確定了分組情況和我們實習過程中需要注意的事情，下午由實習指導老師劉廣春帶領我們進行選點

（1）為保證對衛星的連續跟蹤觀測和衛星信號的質量，要求測站上空應盡可能的開闊，在10°~15°高度角以上不能有成片的障礙物。

（2）為減少各種電磁波對GPS衛星信號的干擾，在測站周圍約200m的范圍內不能有強電磁波干擾源，如大功率無線電發射設施、高壓輸電線等。

（3）為避免或減少多路徑效應的發生，測站應遠離對電磁波信號反射強烈的地形、地物，如高層建筑、成片水域等。

（4）為便于觀測作業和今后的應用，測站應選在交通便利，上點方便的地方。

（5）測站應選擇在易于保存的地方。

2.2.2外業觀測情況

測量時采用的是南方靈銳GPS接收機3臺， Trimble GPS接收機兩臺， ashtech GPS接收機2臺一共7臺GPS接收機。采用同步觀測的相對定位方法，可求得21條基線向量【，其中n為接收機的數量】其中有獨立基線向量6條【（n-1）】，從而保證了衛星星歷誤差、衛星鐘誤差、電離層延遲等誤差的強相關性，通過差分的方法來消除這些誤差。觀測時為了保證測量的精度時段長度規定為60分鐘。按照靜態定位的測量原理，測量時觀測的最少衛星數位四個。

外業觀測時需要對GPS接收機進行以下設置：

(1)調度安排，確定每臺接收機觀測的測站，開機時間，搬站情況。

(2)觀測組按調度表規定的時間進行作業，保證同步觀測同一衛星組。

(3)每時段開機前，作業員量取天線高，并及時記錄測站名、年月日、時段號、天線高等信息。關機后再量取一次天線高作校核，兩次量取天線高互差不得大于3mm，取平均值作為最后結果，若互差超限，應查明原因，提出處理意見，記入測量手簿。

(4)儀器工作過程中，作業人員對照指示燈工作狀況說明，判斷儀器是否正常工作。

(5)一個時段觀測過程中，不得進行以下操作：關閉接收機，又重新開機；進行自測試；改變衛星高度角；改變數據采樣間隔；改變天線位置；

(6)觀測院在作業期間不得擅自離開測站，并應防止儀器收到震動，防止人或其他物體靠近天線，遮擋衛星信號。

(7)接收機在觀測過程，不應在接收機旁使用對講機；雷雨天氣過境應關機停測，卸下天下以防雷擊。

(8)應記錄雨、晴、陰、云等天氣。

外業觀測小結

結束采集時，對數據進行存儲，查看文件狀態，然后關機，準備下次觀測。根據實際情況，我們記錄測站開始時間，結束時間，天線高，電池電壓，衛星號，信噪比，故障情況，以及開始和結束時候衛星高度角，PDOP,整點時候衛星情況，衛星故障情況。天氣等等。我們總共觀測了3個時段，設站數為15。

2.3數據處理情

各測站天線高：

（略）

動態GPS定位測量

1、GPS接收機一套、寫字板一個、鋼卷尺一把

2、實習地點：遼寧科技學院

3、目的：熟悉熟練掌握GPS儀器設備的使用方法，學會使用GPS儀器進行控制測量的基本方法，培養學生的實際動手能力。

4、GPS  RTK技術的基本原理
　　 高精度的GPS測量必須采用載波相位觀測值。RTK技術就是載波相位動態實時差分技術，它能夠實時地提供測站點指定坐標系中的三維定位結果，并達到厘米級精度。在RTK作業模式下，基準站通過數據鏈將其觀測值一起傳送給流動站，流動站在完成初始化后，一方面通過數據鏈接接收來自基準站的數據，另外自身也采集GPS觀測數據，并在系統內組成差分觀測值進行實時處理，再經過坐標轉換和投影改正，即可給出實用的厘米級定位結果。
　  5.GPS測得的大地高屬于WGS—84系統，因此必須采用高程擬合的方法，來求得正常高。而高程擬合的精度高低取決于參與擬合的水準點的個數及分布的均勻程度。對于公路放樣來講，路線兩側布設的水準點足以保證中樁高程的擬合精度。

RTK定位技術就是基于載波相位觀測值的實時動態定位技術。它需要一臺基準站接收機和一臺或多臺流動站接收機，以及用于數據傳輸的電臺。在RTK作業模式下，基準站接收機，借助電臺，將其觀測值及坐標信息，發送給流動站接收機；流動站接收機將自己采集的GPS觀測數據和接收來自基準站的數據，組成差分觀測值，利用靜態相對測量處理方法對基線進行實時求解，然后推算出其三維位置（XK，YK，ZK）。RTK定位系統基本配置包括三部分：

（1）基準站：由GPS接收機、GPS天線、數據發送電臺、UHF天線、電源等部分組成。

（2）流動站：由GPS接收機、GPS天線、數據發送電臺、UHF天線、電源、掌上電腦、對中桿等組成。

（3）軟件包：支持實時動態差分的軟件系統和各項工程測量應用功能。

。6、RTK定位系統的基本工作原理是：在基準站上安置一臺GPS接收機，對所有可見GPS衛星進行連續地觀測，并將其觀測數據通過無線電傳輸設備，實時地發送給流動站。流動站實時動態軟件可以通過下列基本步驟和功能獲得流動站的精確坐標：

（1）利用三差模型求出流動站的初始坐標。

（2）利用OTF方法動態解求模糊度。觀測條件惡劣時具有模糊度重復性檢核功能。

（3）根據相對定位模型，實時解算流動站的WGS-84坐標。

（4）根據給定的轉換參數，進行坐標系統的轉換。

（5）測量結果的實時顯示，坐標解算精度評定。

（6）還應包括失鎖后的重新動態初始化，選擇不同的作業模式，定位、放樣、導航等功能的選擇和轉換等。

這樣，通過實時計算的定位結果，便可監測基準站與流動站觀測成果的質量和解算的收斂情況，從而可以實時地判定解算結果的可靠性。只要能連續鎖定不少于5顆衛星信號，并且有必要的幾何圖形強度，則測程在10 km以內的流動站可實時得到厘米級精度的定位成果。

7、野外放樣作業流程

　　（1）設置參考站：在已知控制點上架設好GPS接收機和天線，打開接收機，將PC卡上室內設置的參數讀入GPS接收機，建立配置集，輸入參考站點的準確的北京54坐標和天線高，參考站GPS接收機通過轉換參數將北京54坐標轉換為WGS-84坐標，同時連續接收所有可視GPS衛星信號，并通過數據發射電臺將其測站坐標、觀測值、衛星跟蹤狀態及接收機工作狀態發送出去，待電臺指示燈顯示發出通訊信號后流動站即可開展工作。

（2）流動站工作：打開接收機，新建工作項目，建立配置集。流動站接收機在跟蹤GPS衛星信號的同時也接收來自參考站的數據，進行處理獲得流動站的三維WGS-84坐標，最后再通過與參考站相同的坐標轉換參數將WGS-84坐標轉換為北京54坐標，并實時顯示在流動站的TR500終端上。接收機可將實時位置與設計值相比較，指導放樣到正確位置

三、實習結果

3.1靜態測量

（1)靜態測量時要滿足相應規范的要求。

（2)網形布設時應注意外圍不能有豁口，至少留一個通視方向。

(3)靜態觀測過程中，即使發現長水準管不居中或者儀器不嚴格對中了，也不要重新調儀器，觀測時不要重新開機，開機關機聽從調配。

(4)觀測時，接收機周圍不使用干擾衛星信號的通訊設備，以減弱誤差，接收機周圍應當視野開闊，削弱多路徑誤差。

(5)每日觀測結束后，應及時將數據轉存至計算機硬件上，應該備份一份確保觀測數據不應人為疏忽丟失。

(6)數據處理時，一定要改天線類型、天線高，去除浮點解的記錄。

3.2 RTK-GPS 放線

　?。?） 定位精度高

　　在良好環境下平面定位精度達到厘米級，在大多數環境里平面定位誤差都能保證在0.2m以內，能滿足公路放樣的精度要求。

　?。?） 作業效率高

　　采用RTK-GPS采取單點定位的方法尋找控制點極為便捷，它直接以厘米級（或分米級）精度實時定位放樣并能保持工作連續穩定，比較適合于林地等困難地區作業。

　?。?） 節省費用

　　采用RTK技術進行公路放樣，無須沿途布設圖根控制點而且作業時間短，可以減少工作人員，減少砍伐工作量，降低了工程成本和勞動強度，從而提高了經濟效益。

　?。?）架設參考站的點位周邊要開闊，無電、磁場干擾，上空無遮擋，并盡量避開山體對電臺通訊的阻擋，這樣移動站才能較快獲得RTK（厘米級）精度并保持穩定。

　?。?）在地形條件復雜的地區（如枝葉繁茂的山林地、松樹林等），采用RTK-GPS與全站儀相結合可以大大提高工作效率及成果質量。

（6）在當前高等級公路逐漸向山嶺重丘區發展的形勢下，由于這些地區地形條件的限制，實施常規的測量比較困難，采用RTK-GPS進行測量（控制測量、實地實時放樣、中樁測量、點位測量等）無凝是一種有效的手段。

3.3問題分析

在本次實習過程中，初步掌握了GPS控制網中控制點的布置、選址和標記，掌握了GPS靜態相對定位測量全過程的程序與方法，包括資料的搜集、野外觀測記錄、測量內業數據處理、資料的綜合分析整理等。同時理解了GPS靜態測量的方法，包括衛星預報，測量計劃編制，實地測量等。通過這次野外實習和內業的數據處理，鞏固了課堂上的理論知識，將理論知識與實踐相結合，培養了實踐能力，了解和掌握了有關于GPS儀器的使用原理和方法。雖然還有很多不足和缺陷，但是今后定會更加努力地改正和提高動手實踐能力。

在內業處理過程中，經過自動化的基線解算和平差，通過刪減衛星調整基線來提高精度讓我懂得了如何去“精益求精”。在現代社會科技發展過程中，空間衛星技術和其他的測繪技術將更加長遠發展，那么就對我們現在還未走入社會的測繪人要求更多而且要求更高，數學計算和協調能力是測繪的顯性要求，而編程能力和英語能力將是測繪的隱性要求而且將會越來越突出。

3.4建議與意見

我感覺本次實習內容的安排大體上是不錯的，老師們的指導和講解也是盡心盡力；但感覺內業數據處理部分老師應該講得更詳細一點，這樣更有助于同學對軟件的熟悉與對書本知識的消化。其次，感覺這次外業數據采集同學們還是比較空閑，所以建議學院在今后GPS實習中可以增加適當的項目，比如專門花一兩天來學習接收機的電子手簿，或者是能夠交換儀器進行實習操作，使大家既能掌握天寶接收機的操作也能掌握萊卡接收機的操作，這樣我們才能夠從中學到更多的知識。所以希望學院對GPS實習更加重視一些，能給學生更多的實習和鍛煉的機會。

四、實習體會

本次GPS實習雖然僅僅只有二個星期的時間，主要包括兩大部分——GPS靜態測量和動態測量。其中靜態測量包括現有資料的收集（包括武大地圖、已知點數據資料等）、實地勘踏選點并進行標記、調度方案的確定、正式外業數據采集、最后也就是最重要的內業處理。動態測量包括利用GPS RTK技術進行RTK地形測量用于繪制等高線圖以及利用RTK進行放樣操作。實習過程中我們收獲還是十分豐富的。對GPS靜態測量和動態測量有了深刻的理解，將之前停留在書本知識階段延伸到了實際操作階段，實習過程中，不僅對原理有了更進一步的理解，還在操作中熟練了步驟。整個實習的過程雖然時間緊迫，但是通過班里同學，各測組間的通力合作，嚴謹的鉆研態度通過現代信息技術的查閱還是取得了可喜的成績，并且成果進過精度的檢驗也完全符合地形測量的要求。通過時間不長的工作，我班同學又一次展現了出色的團隊合作力，依然保持著良好的職業素養，這不能不讓人感到驕傲和自豪。

當然，出現問題也是不少的，實習之后更要認真總結，我相信這也必將成為我們日后工作和學習中的寶貴財富。

最后，感謝指導老師的耐心和理解，感謝學院給予我們這樣難得的機會，以及同學們的共同努力。

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