GPS实习讲解.docx
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GPS实习讲解
学号1321050211
实习报告
卫星定位原理与应用实习
起止日期：
2015年12月28日至2016年1月8日
学生姓名
贺斌
班级
13地理2班
成绩
指导教师（签字）
王勇
地质与测绘学院
2016年1月8日
实验目的和要求
为巩固所学知识，通过集中实习，进一步深入了解GPS的基本原理以及在测绘中的应用。
内容包括GPS静态控制测量、GPS动态地形测量、GPSRTK地形测量和工程放样以及相应的数据处理。
实验内容和形式
1.GPS静态测量及数据处理
（1）依照任务要求、测量规范或行业规范等，确定布网方法、网的精度，编写技术设计书；
（2）进行选点，绘制网设计图；
（3）设计测量安排表（测量时间、搬站时间、人员分配）；
（4）GPS静态外业作业：
找点、仪器架设、天线高测量、卫星状态、电源状态的监视。
记录点名、
时段、天线高、卫星状态和特殊情况；
（5）安装数据处理软件；
（6）下载数据和检查数据，进行RINEX格式转换；
（7）建立坐标系统；
（8）设置基线处理参数，进行基线解算；
（9）进行基线解算结果的质量控制；
（10）设置网平差参数，进行网平差；
（11）进行网平差结果的质量控制；
（12）编写技术总结。
2.GPSRTK测量
（1）架设基准站设置有关参数；
（2）创建流动站测量文件和坐标系统，设置有关参数；
（3）设置流动站动态测量参数；
（4）RTK走走停停测量
（5）RTK连续测量地形点
3.地形图绘制
（1）下载RTK测量数据；
（2）检查点名和图形代码；
（3）检查点位精度；
（4）绘制平面图；
（5）添加属性、文字、符号指示；
（6）绘制等高线图；
（7）输出地形图。
具体实验内容
第一章GPS静态测量
1.1 GPS控制网外业观测设计
1.1.1项目概况
控制网外业观测整个班测区是城建大学前半个小区。
总共架设18个点，在测区均匀分布，共6个组同步观测，采用扩张推进，每个点都测两次。
具体实习内容包括：
技术设计、选点、外业观测计划、外业观测、数据传输及格式转换、基线解算、网平差、成果质量控制、技术总结。
1.1.2技术设计依据
（1）等级：
国家E级；
（2）控制网覆盖范围：
天津城建大学前半个校区；
（3）控制点周围高度截止角>15°处尽量无遮挡物，便于接收卫星信号
1.1.3现有测绘资料
《校园网控制点成果》
1.1.4选点情况
全班共分为6各组，每组观测4个时段，每个时段的点位如下：
第一天：
第一时段：
18、19、21、22、26、27
第二时段：
19、20、23、24、27、40
第三时段：
27、40、30、31、36、34
第四时段：
25、28、32、33、27、36
第二天：
第一时段：
18、19、21、22、26、27
第二时段：
19、20、23、24、27、40
第三时段：
27、40、30、31、36、34
第四时段：
25、28、32、33、27、36
具体点位选取图如下：
我们组第一个点被分配到校区西面，因为在全校遍布的有很多桩点，所以在这里选了点为26，然后为了不与其他组的点太近，我们又在校南门左边选了一个点（33点），那里视角比较开阔，而且这些天学校施工，不允许通车，所以这个点还是不错的。
但是这两个点，一个旁边有实验楼，算是比较高的建筑物，另外一个旁边树，房子也都有，不仅会挡住视角，而且多路径效应会比较严重，所以卫星信号都不是很好，实习结果出来可以看到信号有缺失的，而且周跳也比较多。
1.1.5观测方案及质量控制方法
我们每次都是6台接收机一同观测，扩展方式是边连式，推进方式是扩展式，因为每个组要测两个点，一队总共是4个点，每个点要测两次，每次6个站同步观测，总共是4个观测时段，每次同步观测时段最小1小时。
质量控制：
6个站同步观测，同时每个站可以观测到6颗以上卫星，可以做因为有已知点，因此可以做差分来消除各种误差，利用GPS网中点与点，基线向量和基线向量以及基线向量间的各种几何关系，通过参数估计的方法，可以消除观测值和起算数据误差所引起的网在几何上的不一致，从而得出更为精确可靠的测量成果。
1.2 GPS控制网技术总结
1.2.1测区概况
我们测区第一个点在学校施工区内，桩点倒是有，但是由于施工，给搬运仪器以及跟其他组即时通信带来很大不便。
而且也有很多建筑物，不过高的建筑物倒是比较少；另外一个，测区范围还算可以，因为为了使闭合环不超限所以要尽量将点选远一点，所以在我们测区内的点还是比较好选的。
1.2.2选点要求：
（1）观测区四周视野开阔，对空通视好；
（2）15°以上不宜有成片障碍物，不宜有金属导体；
（3）便于仪器安置及观测作业；
（4）远离可能的干扰源；
（5）远离易引起多路径的环境；
（6）地质条件良好、点位稳定、易于保存，交通便利。
（7）充分利用符合要求的现有观测措施。
（8）尽量选择测站小环境和周围大环境一致。
（9）观测时保证同步观测时间大于1小时并适时进行搬站联测，减少误差。
1.2.3外业观测情况
1.作业步骤：
（1）图上设计：
确定点位的分布，数量和高等级的联测点。
（2）实地踏勘选点：
按照图上设计，在实地做好标记，并绘制点之记。
（3）拟定作业计划：
分区观测，选择观测时段，制定观测计划。
（4）观测：
a.对中整平
b.天线定向
c.量仪器高
d.检查仪器
e.开机，设置相关参数
f.记录数据，量仪器高。
g.关机，填写观测手簿
（5）实际观测总时段数：
8小时13分钟。
（6）平均设站次数：
每个测站两个时段。
（7）出现情况：
在头两天的测量中，由于没有经验，测完之后检查数据才发现早上第一时段的数据就没有，等于白测。
之后我们共同分析原因，发现是由于操作失误导致的，问题也就解决了。
第二天测量工程中有的小组由于准备不充分，电池突然就没电了，也导致测量失败。
最后一次，刚开始有一组连接仪器比较慢，是因为仪器本身的问题，所以耽误了点时间，后来连接上了之后，就一直很顺利，直到结束。
（8）注意事项：
GPS基线向量为WGS-84坐标系，GPS网平面平差成果为西安1990天津市任意坐标系坐标。
高程系统采用1985国家高程基准。
时间系统采用北京时间系统。
每时段开机前，作业员量取天线高，并及时输入测站名、年月日、时段号、天线高等信息。
关机后再量取一次天线高作校核，两次量天线高互差不得大于3mm，取平均值作为最后结果，记录在手簿中。
若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入测量手簿备注栏中。
一个时段观测过程中不得进行以下操作：
关闭接收机又重新启动；进行自测试（发现故障除外）；改变卫星高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等功能键。
观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。
数据处理步骤
第一步，
新建项目，精度控制等级E级，三度带中央经线设为117度。
项目名称日期。
第二步，
导入数据，用的数据是第二天测量的数据。
导入完成后，会形成平面图。
还有基线，共105条。
第三步，
基线解算，基线处理，设置高度角为20度，采样间隔为50，温度为0度，ratio为3.进行第一次解算，把剩下的不合格的基线，进步一部设置，增加采样间隔，或者角度，在基线残差里面设置不合格的基线，卫星。
直至所有的基线都合格。
如果有很少的基线合格不了，可以设为禁用。
第四步，
网平差，首先进行自由网平差，单个平差，保存，下面会有一些提示，建议修改因子为多少，按照提示进行修改。
然后看看，tau是否全部合格，如有不合格设为禁用。
单击点，然后把26，27，40设为控制点，按照相应的程序，输入他们的坐标，进行二维约束平差与高程拟合，卡方检验也许会不合格，如果T检验过了会有相应的提示精度修改因子，进行修改，如果没有过禁用不合格基线，或者重新对不合格基线重新解算直至合格。
第五步，
导出，把平差报告导出，看看卡方，T，中误差是否合格，合格保存完成，不合格，回到上面的步骤直至合格。
第二章 动态测量及放样
2.1概述
动态测量主要利用基准站与测站之间距离比较近，各种误差数值相近，从而可以做平差。
走走停停法在迁站中需要保持对卫星的连续跟踪，目的并不是为了测定接收机在迁站过程中的运动轨迹，而只是为了将初始化中所确定的整周模糊度原封不动地传递到下一个点。
这种方法的优点是定位速度快，缺点是在迁站过程中必须保持对卫星的连续跟踪，所以这种方法只有在开阔的地方才适用，一般的测量中，信号总会被树木，桥梁等阻挡而导致失锁，就会需要重新初始化，作业效率会降低。
测区：
城建大学图书馆。
2.2RTK地形测量总结
2.2.1作业过程
（1）架设基准站。
设置好通道，各种参数，开机。
（2）打开接收机，将通道设置得跟基准站一样。
（3）打开手簿，开启蓝牙，与接收机接通信号。
（4）新建工程，设置平滑模式，测得三个已知点。
（5）输入已知点坐标，进行参数转换。
（6）设置一般存储，开始测量碎步点。
画好草图。
存储。
（7）观测完之后，关闭仪器。
（8）导入数据，用Cass软件绘图。
2.2.2绘制的地形图
（1）下载RTK测量数据；、
（2）检查点名和图形代码；
（3）检查点位精度；
（4）绘制平面图；
（5）添加属性、文字、符号指示；
（6）绘制等高线图；
（7）输出地形图。
2.3RTK 放样总结
2.3.1作业过程
（1）架设基准站，发送差分信号的，组装仪器，GPS接收机设置为动态模式，用电子手簿记录碎步点坐标。
（2）接收机通道设置跟基准站一样。
手簿蓝牙连上测站。
（3）测得三个已知点，做参数转换。
（4）测得已知点，看其坐标是否与已知坐标差太大，以此来做校正。
（5）设置存储模式为平滑存储，先测得想根据它定位的点，然后根据手簿提示可以找到想要的点。
第三章实习心得
经过几天的测量，我们的实习总算结束了。
上学期刚刚学过GPS原理与应用，对于GPS的还只有一个理论上的认识，并没有真正体会GPS测量的技术过程，也不知道学的各种差分实际上到底该怎么用。
通过这门实习可以掌握GPS接收机的使用方法，掌握利用GPS技术进行控制测量，地形测量和施工放样等测绘工作方法。
从而加深对课堂所学理论知识的理解，对GPS测量技术有一个感性认识，整个过程都差不多是我们自己安排和实施的，从而可以培养和提高我们利用所学理论知识动手解决实际问题的能力，为将来的工作中可能碰到的项目积累经验。
同时感谢老师的精心指导，在数据处理的过程中产生了很多问题，老师能帮助及时解决问题，交给我们解决静态基线的处理方法，虽然最后两天的数据放在一块精度不够，不能上交，但是处理了好几天，无奈之下只好选用单独一天的数据上交实验报告，最后总结理论的学习还是完全不够的，只有经过实践的教学才能更好地掌握所学的知识，通过为期两周的实习收获颇多。
二维平差报告
名称
值
基线条数:
52
平差点数:
18
基线标准差置信度（松弛因子）:
3.70σ
Tau检验显著水平:
1.00%
单位权中误差比:
1.0496
x2检验值:
76.6197
x2理论范围:
45.6293-107.8617
x2检验结果:
True
平面四参数:
X平移（m）:
-4030928.91245201
Y平移（m）:
-437087.984037132
旋转:
000:
15:
48.58861
缩放:
1.00017911426993
高程拟合参数:
A:
-3.5993299324587
B:
0.00104189378969762
C:
9.51376994578836E-05
D:
0
E:
0
F:
0
X0:
4328562.99878831
Y0:
507977.524619606
1.输入的基线及标准差
基线
Tau
DN（m）
中误差（mm）
DE（m）
中误差（mm）
K0183641_k018.zsd-K0193641_k019.zsd
是
0.8052
4.0
239.3528
2.6
K0183641_k018.zsd-k0213641_k021.zsd
是
-181.6240
8.3
-0.4124
4.8
K0183641_k018.zsd-k0223641_k022.zsd
是
-204.4485
13.3
109.5783
6.9
K0183641_k018.zsd-k0273641_k027.zsd
是
-259.3922
4.1
237.5947
2.7
k0193642_k019.zsd-k0203642_k020.zsd
是
-6.3002
3.8
121.5661
2.9
K0193641_k019.zsd-k0213641_k021.zsd
是
-182.4288
4.3
-239.7598
3.8
K0193641_k019.zsd-k0223641_k022.zsd
是
-205.2492
5.7
-129.7706
4.4
k0193642_k019.zsd-K0233642_k023.zsd
是
-166.8789
2.5
6.3448
1.7
k0193642_k019.zsd-k0243642_k024.zsd
是
-208.7321
4.7
120.8290
3.3
K0193641_k019.zsd-k0263641_k026.zsd
是
-258.1457
3.4
-138.0409
2.6
K0193641_k019.zsd-k0273641_k027.zsd
是
-260.1997
2.6
-1.7575
2.0
k0193642_k019.zsd-k0273642_k027.zsd
是
-260.1993
2.3
-1.7584
1.7
k0203642_k020.zsd-K0233642_k023.zsd
是
-160.5796
3.8
-115.2193
3.0
k0203642_k020.zsd-k0243642_k024.zsd
是
-202.4307
5.1
-0.7362
3.8
k0203642_k020.zsd-k0273642_k027.zsd
是
-253.8979
3.6
-123.3233
2.7
k0203642_k020.zsd-k0403642_k040.zsd
是
-273.5741
4.8
-1.6971
3.6
k0213641_k021.zsd-k0223641_k022.zsd
是
-22.8154
7.0
109.9906
7.2
k0213641_k021.zsd-k0263641_k026.zsd
是
-75.7155
5.3
101.7205
3.8
k0213641_k021.zsd-k0273641_k027.zsd
是
-77.7701
5.6
238.0074
4.5
k0223641_k022.zsd-k0263641_k026.zsd
是
-52.8941
6.1
-8.2702
4.7
k0223641_k022.zsd-k0273641_k027.zsd
是
-54.9485
6.2
128.0183
4.7
K0233642_k023.zsd-k0243642_k024.zsd
是
-41.8518
3.6
114.4845
2.7
K0233642_k023.zsd-k0273642_k027.zsd
是
-93.3228
2.2
-8.1062
1.6
K0233642_k023.zsd-k0403642_k040.zsd
是
-112.9984
2.6
113.5205
1.9
k0243642_k024.zsd-k0273642_k027.zsd
是
-51.4705
4.3
-122.5867
2.8
k0243642_k024.zsd-k0403642_k040.zsd
是
-71.1481
4.5
-0.9645
3.6
k0253644_k025.zsd-k0273644_k027.zsd
是
-7.0293
6.6
238.1423
5.0
k0253644_k025.zsd-k0283644_k028.zsd
是
-115.9938
18.2
-0.0757
17.0
k0253644_k025.zsd-k0323644_k032.zsd
是
-221.9551
12.5
-0.0250
9.8
k0253644_k025.zsd-k0333614_k033.zsd
是
-245.8630
8.1
78.0483
5.1
k0253644_k025.zsd-k0363644_k036.zsd
是
-231.2675
9.0
232.2344
7.1
k0273644_k027.zsd-k0283644_k028.zsd
是
-108.9678
3.8
-238.2099
3.6
k0273643_k027.zsd-k0303643_k030.zsd
是
-110.4314
2.6
-3.2801
1.2
k0273643_k027.zsd-k0313643_k031.zsd
是
-119.1815
2.6
114.4490
2.1
k0273644_k027.zsd-k0323644_k032.zsd
是
-214.9100
5.0
-238.1609
4.2
k0273644_k027.zsd-k0333614_k033.zsd
是
-238.8317
1.7
-160.0943
1.4
k0273643_k027.zsd-k0343643_k034.zsd
是
-217.9999
6.4
67.2444
4.9
k0273643_k027.zsd-k0363643_k036.zsd
是
-224.2335
3.1
-5.9019
1.9
k0273644_k027.zsd-k0363644_k036.zsd
是
-224.2396
4.1
-5.9023
2.9
k0273642_k027.zsd-k0403642_k040.zsd
是
-19.6772
2.7
121.6272
1.9
k0283644_k028.zsd-k0323644_k032.zsd
是
-105.9519
7.3
0.0471
5.7
k0283644_k028.zsd-k0333614_k033.zsd
是
-129.8770
3.9
78.1171
3.2
k0283644_k028.zsd-k0363644_k036.zsd
是
-115.2764
4.2
232.3055
3.5
k0303643_k030.zsd-k0313643_k031.zsd
是
-8.7494
4.8
117.7293
1.9
k0303643_k030.zsd-k0343643_k034.zsd
是
-107.5630
8.3
70.5129
3.7
k0303643_k030.zsd-k0363643_k036.zsd
是
-113.7998
4.0
-2.6233
1.8
k0313643_k031.zsd-k0343643_k034.zsd
是
-98.8138
6.5
-47.2157
5.9
k0313643_k031.zsd-k0363643_k036.zsd
是
-105.0528
3.3
-120.3551
2.4
k0323644_k032.zsd-k0333614_k033.zsd
是
-23.9162
4.8
78.0715
3.8
k0323644_k032.zsd-k0363644_k036.zsd
是
-9.3196
5.4
232.2590
4.3
k0333614_k033.zsd-k0363644_k036.zsd
是
14.6019
2.7
154.1869
1.6
k0343643_k034.zsd-k0363643_k036.zsd
是
-6.2354
6.4
-73.1417
4.8
2.控制点坐标
站点名
N（m）
中误差_N（mm）
E（m）
中误差_E（mm）
U（m）
中误差_U（mm）
k026
296176.6920
0.0
90642.9160
0.0
2.8760
0.0
k027
296174.6382
0.0
90779.2080
0.0
2.8900
0.0
k040
296154.9610
0.0
90900.8250
0.0
3.0690
0.0
3.平差后的基线及标准差
基线
Tau
DN（m）
中误差_DN（mm）
DE（m）
中误差_DE（mm）
长度（m）
相对误差
K0183641_k018.zsd-K0193641_k019.zsd
是
0.8042
2.8
239.3537
1.8
239.3551
1:
71830
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