gps原理与应用课程实习报告文档格式.doc

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2.1.1仪器外业观测情况 -5-

2.1.2外业技术要求 -5-

2.2数据处理 -7-

2.2.1基线处理 -7-

2.2.2网平差处理 -12-

2.2.3坐标转换参数 -27-

2.3结论 -28-

第三部分RTK测量技术总结 -28-

3.1作业过程 -28-

3.2成果列表 -29-

3.3结论 -30-

第四部分实习总结 -30-

4.1实习过程 -30-

4.2实习成果介绍 -31-

4.3自我评价 -31-

4.4实习体会与收获 -31-

4.5建议与意见 -33-

第一部分概况

1.1测区概况

测量实习的外业场地位于郑州大学新校区内，测区内有10个站点，其中有3个为已知地面控制点。

测区内地势平坦，视野开阔，地面基础稳定，旧点保存完好，便于GPS布点和施测。

1.2技术依据

GPS静态测量在郑州大学校园内布设一个E等级控制网。

具体实习内容包括：

网形设计、外业观测计划、外业观测、数据传输、基线解算、网平差、成果质量控制、技术总结。

GPS实时动态（RTK）测量4-6个地形点（包括测量与放样）。

基准站设置、流动站设置、外业观测、数据传输、数据记录与实验报告填写。

1.3现有测绘资料

三个已知控制点坐标如下：

ZD01：

X（N）=3855158.659，Y（E）=456865.224，H=124.257

ZD03：

X（N）=3853658.882，Y（E）=456820.374，H=108.157

ZD05：

X（N）=3854110.348，Y（E）=457276.084,H=120.266

西安80坐标系，1985高程基准，3度带，中央经线东经114度。

西安80坐标系参数：

地球椭球采用IAG1975推荐值，长半轴a=6378140m，扁率f=1/298.257，高斯投影。

1.4点位情况

本次实习其中包括10个控制点均匀的分布在新校区用钢钉标记，编号依次为ZD01-ZD10，其中三个已知控制点分别为ZD01,ZD03,ZD06，点位具体分布图如下：

1.5观测方案

地信二班分为3队，每对又分为3个小组，每小组4～5人，每小队任命队长1名，副队长1名,安全员1名,每小组任命组长1名。

利用三台GPS接收机（两台双频接收机、一台单频接收机）进行静态同步环观测。

地信二班的控制网设计图如下：

观测时段C=n*m/N=8

总基线数=C*N（N-1）2=24

独立基线=C*（N-1）=16

必要基线=n-1=9

多余基线=独立基线-必要基线=7

总可靠性=多于基线/独立基线=7/16

1.6提交成果资料的内容

1.点之记

2.GPS静态测量外业观测手簿

3.外业观测日程安排及工作量完成情况登记表

4.GPS实习报告

第二部分GPS控制网技术总结

2.1外业观测情况

2.1.1仪器外业观测情况

三台HiPer®

Pro双频GPS接收机0416、0434和一台HiPer®

Pro单频GPS接收机0410

2.1.2外业技术要求

1、观测时依据的技术指标

由于本次测量的控制网符合E级精度，进行GPS静态测量时需满足以下技术指标：

1.卫星形式上的高度角>

15°

2.同时观测有效卫星数≥4颗

3.有效观测时卫星总数≥4颗

4.时段长度≥40min

5.采样间隔15s

6．时段中任一卫星有效观测时段时间≥15min

2、天线安置

（1）天线安置时应严格对中整平，天线应架设在三脚架上，并安置在标志中心的上方直接对中，队对中误差不应大于3mm，天线基座上的圆水准气泡必须整平。

（2）在特殊点位，当天线需要在三角点觇标的观测台或回光台上时，可先将觇标顶部拆除，以防上对GPS信号的遮挡。

如果觇标顶部无祛拆除，接收天线若安置在标架内观测就会造成卫星信号中断。

影响GPS测量精度、在这种情况下，可进行偏心观测。

（3）天线的定向标志应指向正北，以减弱相位中心偏差的影响。

天线定向误差因定位精度不同而异，一般不应超过正负3－5度。

（4）刮凤天气安置天线时，应将天线进行三方向固定，以防倒地碰坏。

雷雨天气安置天线时，应注意将其底盘接地，以防雷击天线。

而且架设天线不宜过低，一般应距地面1m以上。

天线架设好后在圆盘间隔120度的三个方向分别量取天线高，三次测量结果之差不应超过3mm，取其三次结果的平均值记入测量手薄中，天线高记录取值到0.001m。

（5）测量气象参数；

在高精度GPS测量中，要求测定气象元素。

每时段气象观测应不少于3次（时段开始、中间、结柬）气压读至0.1mbar，气温读至0.1℃．对一般城市及工程测量只记录天气状况。

（6）复查点名并记入测量手薄中。

将天线电缆与仪器进行连接．经检查无误后方能通电启动仪器。

3、开机观测

（1）当确认外接电源电缆及天线等备项连接完全无误后．方可接通电源，启动接收机。

开机后接收机有关指示显示正常并通过自检后，方能榆入有关测站和时段控制信息。

（2）接收机在开始记录数据时应注意查看有关观测卫星数量、卫星号、信噪比、相位观测量残差，实时定位结果及其变化、存储介质记录等情况。

（3）一个时段观测过程中，不允许进行以下操作：

关闭又重新启动；

进行自测试（发现故障除外）改变卫星高度角；

改变天线位置；

改变数据采样间隔；

按动关闭文件和删除文件等功能键。

（4）每一观测时段中，气象元素一般应在始、中、末各观测记录一次，当时段较长时可适当增加观测次数。

（5）在观测过程中要特别注意供电情况，除在出测前认真检查电池容量是否充足外，作业中观测人员不要远离按收机，听到仪器的低电压报警应及时予以处理，否则可能会造成仪器内部数据的破坏或丢失。

（6）仪器高一定要按规定始、末各量测一次，并及时输入仪器及记入测量手薄中。

（7）接收机在观测过程中，不要靠近接收机使用对讲机；

雷雨季节．架设天线要防止雷击，雷雨过境时应关机停测，并卸下天线。

（8）观测站的全部预定作业项目经检查均已按规定完成，且记录与资料完整无误后可迁站。

（9）观测过程申要随时查看仪器内存或硬盘容量，每日观测结束后，应及时将数据转存至计算机硬、软盘上，确保观测数据不丢失。

4、观测记录

（1）观测记录

观测记录由GPS接收机自动进行，均记录在存储介质（如硬盘、硬卡记忆卡等）上，其主要内容有：

载波相位观测值及相应的观测历元、同一历元的测码伪距观测值、GPS卫星星历及卫星钟差参数、实时绝对定位结果、测站控制信息及接收机工作状态信息。

（2）观测手薄

观测手薄是在GPS接收机启动前和观测过程中由观测者实时填写的。

其记录格式可参照现行规范执行。

观测记录和测量手薄都是GPS精密定位的依据．必须认真、及时填写．坚决杜绝事后补记或追记。

外业观测中存储介质上的数据文件应及时拷贝一式两份，分别保存在专人保管的防水、防静电的资料箱内。

存储介质的外面，应当贴制标签，注明文件名、网区名、点名、时段名、采集日期、测量手薄编号等。

业技术要求

2.2数据处理

2.2.1基线处理

2.2.1.1.基线处理软件

本次GPS测量实习数据处理软件为PinnacleV1.07中文版，数据预处理在“原始数据栏”进行，基线解算在“基线解算栏”进行。

2.2.1.2.基线处理方法

在进行基线处理时，我们队分时段进行基线解算。

对大致步骤进行说明。

解算方法如下：

①　对原始数据在“原始数据栏”进行预处理后，将“时段1”到“时段8”前面的方框分别、依次打对勾，然后分别将每个时段将数据从“原始数据栏”拖入“基线解算栏”，弹出“解算属性”对话框，在“解算类型”选项卡中点选“静态解算模型”，在“选项”选项卡中勾选“显示解算状态窗口”和“显示”。

1．在“基线解算栏”中的时段上右击，选择“基线解算”，依次解算。

并会出现基线的残差图和解算状态窗口，查看各残差图中的数据。

（3）对不符合要求的基线进行删星等操作，直到合格为止

2.2.1.3.同步环闭合差

同步环闭合差是由同步观测基线所组成的闭合环的闭合差。

由于同步观测基线间具有一定的内在联系，从而使得同步环闭合差在理论上应总是为0的，如果同步环闭合差超限，则说明组成同步环的基线中至少存在一条基线向量是错误的，但反过来，如果同步环闭合差没有超限，还不能说明组成同步环的所有基线在质量上均合格。

同步环限差要求（本次测量的精度为E级）：

同步环闭合差统计表格（单位mm）

时段

时段1

时段2

时段3

时段4

时段5

时段6

时段7

时段8

闭合环

闭合环1

闭合环2

闭合环3

闭合环4

闭合环5

闭合环6

闭合环7

闭合环8

环闭合差X

0.8

2.5

0.5

5.8

1

1.7

6.7

7.8

环闭合差Y

1.6

2.8

3.4

6.9

15.6

1.8

14.5

16.6

环闭合差Z

2.3

3.9

20.2

0.1

12.8

14.9

表格说明及相应结论：

①　以上统计表由下图中的“环闭合差和重复基线”检验中的测试环闭合差中的数据所得。

②　选取对应时段，选取闭合差是选取三条基线为同一时段的闭合环差。

2.2.1.4.异步环闭合差

不是完全由同步观测基线所组成的闭合环称为异步环，异步环的闭合差称为异步环闭合差。

当异步环闭合差满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量的质量是合格的；

当异步环闭合差不满足限差要求时，则表明组成异步环的基线向量中至少有一条基线向量的质量不合格，要确定出哪些基线向量的质量不合格，可以通过多个相邻的异步环或重复基线来进行。

异步环限差要求：

异步环闭合差统计表格（单位mm）

异步环

环ZD01-07-02

环ZD02-06-05-03

3.8

3.3

0.2

13.8

1.以上统计表由下图中的“环闭合差和重复基线”检验中的测试环闭合差中的数据所得。

选取对应异步闭合环，观察异步闭合环的闭合差。

2.由同步环限差要求和统计表格中各个闭合环的的闭合差做比较，可以看出有部分不满足要求（比较方法和同步闭合环的比较方法相同）。

2.2.2网平差处理

2.2.2.1网平差软件

网平差处理软件也是PinnacleV1.07中文版，三维无约束平差和三维约束平差在“网平差栏”进行。

2.2.2.2参考坐标系

无约束平差使用的是WGS-84坐标系，约束平差使用的是西安80坐标系。

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2.2.2.3网平差过程

三维无约束平差过程：

1．将基线解算栏中的基线选中拖动至网平差栏中，并对该属性进行设置。

平差模型选择