《gps原理与应用》课程实验

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1、GPS原理与应用 课程实验主讲人：马运涛实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验、目的要求1 认识了解GPS接收机的基本组成、认清各部件的名 称、性能和作用。 2 练习GPS各部件的连接顺序、方法及各项注意事项 。 3 掌握GPS接收机的安置、开机、观察、记录、关机， 掌握各种指示灯闪烁的意义。实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验二、计划与设备 1 实验时数 安排4学时，每小组安排2人为宜，两人轮换操 作、互相考换、互相协作。 2 每小组的设备为：一台GPS主机一个GPS天线一条主机至天线的电览（MARK ） 充满电的电池两块PC 数据记录本一个基座连接器一套脚架一个量高尺一把实验

2、实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验三、方法与步骤 1 安置仪器：先将三角架张开使其高度适中。架头大致水 平，并用脚踩实后，再开机。取出基座连接器，固定再三角架上后，再取出GPS 连接器连接到基座连接器上。 2 认识仪器： 指出仪器各部件的名称、作用和功能。 3 仪器连接：熟练掌握主机与天线的连接方法及注意事项 。电磁安装方法、卸掉方法，PC机安卸方法及注意事项 。仪器高的量取方法及注意事项。 4 GPS开机观测：熟练掌握开机方法，开机后注意观察各 指示灯闪烁的方式及对应的意义（电源灯、卫星灯、记 录灯以及观测时间灯等）。 5 观测记录：熟练掌握GPS观测记录器上各项内容的意义 ，记录方法

3、并没人独立完成一站的观测记录。实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验四、Z-MAX仪器的认识 Z-MAX测量系统是 Ashtech 先进的后处理静、动态测 量系统。该系统包含进行后处理 GPS测量所必需的全部 部件。Z-Xtreme 测量系统的核心是 Ashtech Z-MAX 双 频 GPS 接收机（利用L1 和 L2 频率的卫星信号），它比 单频 GPS 接收机通用性更好，生产率更高。双频测量系 统的静态测量观测时间较短，动态初始化要求时间也较 短，测量覆盖半径可达二十公里及以上。基于Z-MAX 双频 GPS 接收机的后处理测量系统确实具有无与伦比的 先进性能。 1 GPS 接收机

4、GPS 接收机是接收、处理和储存卫星信号的系统部件 。一个 GPS 后处理测量系统至少需要两套 GPS 接收机 。实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验 四、Z-MAX仪器的认识1 GPS 接收机 GPS 接收机是接收、处理和储存卫星信号的系统部件 。一个 GPS 后处理测量系统至少需要两套 GPS 接收机 。如下图 正面 侧面实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验 四、Z-MAX仪器的认识 2 GPS 天线 GPS 接收机必须配用天线才能接收卫星信号。GPS 接收机天 线是卫星信号的实际 采集点。它也是据以计算流动站系统定位 的点位。因此，要确定一个观测 点的位置，就必须把GPS

5、 接收机 天线安放在观测 目标点的上方。测点的平面位置就是天线中心点 的水平投影位置；测点的高程就是由天线的中心点高程减去天线 高而得。有两种不同的 GPS 接收机天线作为选择 ：Geodetic IV 天线和扼流圈天线。 Geodetic IV Geodetic IV 天线，不带天线，不带/ /带抑径盘带抑径盘实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验 四、Z-MAX仪器的认识 3 掌上电脑（数据采集器） 掌上电脑 是 Z-MAX 测量系统的选件。它作为 Z-MAX GPS 接 收机的高级介面。虽然 Z-MAX 有一个单行显示器，但其功能有 限。掌上电脑应 用软件扩展了接收机的介面，并提供

6、更多的控制 和应用功能。如果采用动态 数据采集方法，则建议选 配掌上电 脑作为系统部件。掌上电脑掌上电脑实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验 四、Z-MAX仪器的认识 4 其他附件内置电池 外接电源 电源连接线 手簿连接线 充电器 下载线等实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验 五、Z-MAX仪器的连接天线和主机相连仪器和脚架相连实验实验 一 GPS接收机的认识试验认识试验六、各种指示灯闪烁的意义。 接收机上有四个彩色 LED 指示灯 UHF/SS 电台指示灯绿灯闪动 表示无线电 台工作正常。 内存存储指示灯绿灯闪动 表示数据存储到内存工作正常；红灯闪动 表示数据卡已满。 卫星追

7、踪/电源指示灯 绿灯闪动 表示已跟踪到卫星；红灯闪动 表示接收机电源已接通。 RTK状态指示灯绿灯闪动 表示RTK固定解； 黄灯闪动 表示RTK浮点解； 红灯闪动 表示RTK无解。 实验二 GPS静态、快速静态作业试验一、目的与要求 1 了解掌握GPS各种作业模式及使用范围。 2 掌握静态、快速静态作业方法及作业步骤。 3 熟练掌握GPS的操作方法、操作步骤。掌握GPS接收机各指示灯各种闪烁方式的意义。实验二 GPS静态、快速静态作业试验二、计划与设备 1试验实数为8学时时，每实验小组由2人组成，每次试验由 4组同时完成，2人轮换操作，互相交换，互相协助。 2每2组设备：一台GPS主机一个GP

8、S天线一条主机至天线的电览线充满电的电池两块PC 数据记录本一个基座连接器一套脚架一个量尺一把实验二 GPS静态、快速静态作业试验三、方法与步骤 1 了解实验所需静态点位的分布及网形设计、点位标识，并到各组观 测 点上。 2 仪器安置与连接，并量取仪器高。仪器安置于连接与认识试验相应 部 分相同，量仪器高一定要记住量的位置，并按规范要求开机关各量一 次，合格后取平均值。 3 开机观测 按开关按钮开机观测.开机后注意观测各指示灯闪烁方式，了解仪器接 收 信号是否正常进行判断，如果不正常及时通知其他各组。 4 记录 仪器开始正常接收卫星信号后，便开始观测记录，要按试验指导书上 的 格式一一记清。清

9、楚并掌握观测进度及观测时间。 5 关机与搬站 关机时间到后，各站联系好并检查观测记录无误后，再一次量取仪器 高 无差后便开始关机，并按照安置与连接相反的秩序将仪器卸掉，装箱 ， 搬往下一指定侧站。实验二 GPS静态、快速静态作业试验 四、仪器的操作 1. 仪器的菜单实验二 GPS静态、快速静态作业试验 四、仪器的操作 2. 静态采集数据时，每一台 Z-Xtreme 接收机都 将严格遵循同样的设备配置和测量实施步骤进 行：n确认测站点的位置是否适宜于 GPS 观测。 n把 GPS 天线安置在测站点的上方。 n测量、记录 GPS 天线高(HI)实验二 GPS静态、快速静态作业试验四、仪器的操作 G

10、PS接收机观测记录点号点名图幅编号 观测 点日期段号观测 日期 接收机名称及编 号无线点型及编 号存储编 号数据 文件名近似纬度近似经度近似高程 采样间 隔开始纪录时间结束纪录时间 无线高测定天气状况点位略图 侧前 侧后 测定值 修正值 天线高 平均值 记事试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理一、目的与要求 1 掌握数据处理的原理与方法。 2 掌握GPS系统软件的安装调试。 3 掌握GPS数据下载、分流、处理、分析、输出全过程。试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理二、计划与设备 1 计划学时8学时，在实验室进行上课。 2 实验设备 每人一台装有win98以上版本操作系统的微机， 一

11、张数据盘，一张系统盘。试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理 三、方法与步骤1 首先练习在微机上装GPS系统软件，并试运行。2 打开GPS系统软件界面后逐项操作。 1）打开文件栏逐次练习。 2）打开功能栏，主要练习planning 项目，输入沈阳地区大概经纬 度，纬度41度44分21秒 和度经123度13分 45秒，并输入不同日期 ，显示卫星各种预图，掌握它的运用。 3） 进行建立新项目 ，打开旧项目练习。 4) 进行数据导入练习。 5） 进行GPS基线处理练习。 6) 进行基线闭合差处理练习。 7）进行GPS网平差练习。含坐标系统选择练习高程系统选择练习投影方式及投影后选择练习 8）平差

12、成果分析。 9）成果输出练习。试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理 四、软件使用（Ashtech Solutions软件）1. 窗口介绍n“Time View” 视窗的功能有： n查看接收机信息。n查看原始数据文件信息。n查看和设置设站信息。n处理数据时，对设站的取舍。n打印“Time View”视窗。n从设站时段中，左时间裁剪。 n视窗网图有多种模式功能：n“Normal“（一般） 显示未经QA检测的站点和基线向量。n“process“（处理）自动显示经基线处理后的站点与向量，失败的基线呈红色。n“Adjustment“（平差）自动显示经平差后的 站点与向量，“ “检验失败呈红色。n“

13、Repeat Vector“（复测基线） 显示复测基线，QA检测失败者呈红色。n“Control Tie“（控制联测点）显示控制点坐标与闭合差，QA检测失败者呈红色。n“Loop closure“（环路闭合差）在网图上顺序单击所选闭合环基线向量边，以检测环 路闭合差 ,闭合差，QA检测失败的环路呈红色。n“Network Precision“（网精度）显示平差后的“点对“的误差椭圆，网精度，A检测失 败者呈红色。试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理 四、软件使用（Ashtech Solutions软件）1. 窗口介绍 c)工作薄视窗 n“Files”（文件卡页）装入项目中的原始数据文件。

14、在此页 可从项目中删文件。n“Occupations”（设站卡页）列有项目中、各设站信息。n“Control Sites”（控制点卡页）控制点的坐标、精度、固 定状态信息。n“Vectors”（向量卡页）列出基线处理后的向量信息。n“Repeat Vectors”（复制向量卡页）列有复测多时段向量信 息。此页仅供查看。n“Loop Closure”（环路闭合差卡页）列出环路闭合差计算 的信息。n“Control Tie”（控制点卡页）比对平差后的控制点坐标与 已知值较差的信息。n “Adjustment Analysis”（平差分析卡页）列有平差后所有 基本等信息，此页仅供查看。n “Netw

15、ork Rel.Accuracy“（极限相对精度卡页）列有平差后 所有基线相对精度等信息， 试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理 四、软件使用（Ashtech Solutions软件） 2. 数据解算步骤：n下载GPS原始数据n建立项目n设置为大地坐标系n设置其它参数 n给项目添加数据n求解基线向量 n自由网平差计算nGPS网约束平差具体操作和使用方法参见软件使用说明书。试验试验 三 GPS静态态作业业数据处处理 四、软件使用（Ashtech Solutions软件） 3.首次练习使用本操作手册各章节的顺序与关联试验试验 四 GPSRTK 认识认识 与操作试验试验一、目的与要求1 认识了

16、解GPSRTK系统的基本组成，认识个部分的名称 性能和作用。2 掌握GPSRTK系统的组装与连接方法，顺序及注意事项 。3 掌握GPSRTK系统基准站设置方法，流动站设置方法。 坐标转换参数的求值方法、数据采集方法。试验试验 四 GPSRTK 认识认识 与操作试验试验 二、计划与设备1 计划学时4学时，每小时安排6人。2设备每小组一套 1+1 GPSRTK系统， GPS基准站主机一台 GPS流动站主机一台 GPS主机到天线电缆一条 充电的主机内置电池2块 pc数据纪录卡一个 充电基准站电台电瓶一个 基座及连接器2套 脚架2个 量高尺一把 基准站电台一套 基准站电台升降杆一套 GPSRTK观测手簿一个 GPS基站电台天线电缆一套 GPS基准站电台天线一根 手簿到主机电缆一个试验试验