GPS测量技术与应用实训指导书GPSCeLiangYuanLI YuYingYongShiXi ZhiDaoShu目录第一部分GPS测量实验与实习须知 一、 实验与实习一般要求 二、 使用仪器规则 1 •仪器的携带 2•仪器的安装 3•仪器的使用 4•仪器的搬迁 5•仪器的装箱 三、 外业记录规则 第二部分GPS测量实习项目 实验一 南方北极星9600型单频GPS接收机的认识 实验二9600型GPS接收机野外数据采集 实验三 南方北极星9600型单频GPS接收机数据下载 实验四基线解算 实验五GPS网平差 实验六 南方GPS数据处理软件4.4软件的功能 第三部分GPS测量教学综合实训 一、实习目的 三、测区概况 五、 实习要求 六、 上交成果 七、 成绩评定 附GPS测量技术要求 一、 GPS测量精度、密度标准及分类 二、 GPS网的基准设计 三、 拟定外业观测计划 四、 技术设计书编写 五、 GPS测量的外业实施 六、 观测工作 II七、 内业数据处理 附录1 GPS实习报告 第一部分GPS测量实验与实习须知《GPS测量原理及应用》的理论教学、实验和实习教学是本课程的三 个重要的教学环节，基本原则是：坚持理论与实践相结合，注重仪器操作、 软件使用，在实践中真正掌握GPS测量的基本原理和技术应用。
一、 实验与实习一般要求1 •实验或实习课前，应阅读教材中有关内容和预习《3PS测量实验与 实习指导》中相应项目，了解学习的内容、方法和注意事项2•实验或实习时分小组进行，学生班学习委员向任课教师提供分组 的名单，确定小组负责人3•实验和实习是集体学习行动，任何人不得无故缺席或迟到；应在 指定场地进行，不得随便改变地点4•在实验和实习中认真的观看指导老师进行的示范操作，在使用仪 器时严格按操作规则进行二、 使用仪器规则正确使用仪器，精心爱护和科学保养，是测量人员必须具备的素质， 也是保证测量成果的质量、提高工作效率的必要条件在使用GPS测量仪 器时应养成良好的工作习惯，严格遵守下列规则1 •仪器的携带携带仪器前，检查仪器箱是否扣紧，拉手和背带是否牢固2•仪器的安装(1) 安放仪器的三脚架必须稳固可靠，特别注意伸缩腿稳固2) 从仪器箱提取仪器时，应先观察一下仪器是如何放置的，便于 仪器装箱时正确放置仪器，然后用双手握住仪器支架或基座，放到三脚架 上，接着一手握住仪器，一手拧连接螺旋，直至拧紧3）仪器取出后，应关好箱盖，不准在箱上坐人3•仪器的使用（1） 仪器安装在三脚架上之后，无论是否观测，观测者必须守护仪 器。
2） 应撑伞，给仪器遮阳雨天禁止使用仪器3） 仪器镜头上的灰尘、污痕，只能用软毛刷和镜头纸轻轻擦去4•仪器的搬迁GPS测量仪器比较贵重，仪器搬站时，必须把仪器装箱后再搬5•仪器的装箱（1） 先将箱盖打开，接着从三脚架上取下仪器，这时一定要一手握 住仪器基座或支架，一手拧松连接螺旋，双手把仪器从架头上取下装箱2） 在箱内将仪器正确就位后，关箱扣紧三、外业记录规则1 •观测数据按规定的表格现场记录记录应采用2 H或3 H硬度的铅 笔记录者听到观测数据后应复诵一遍记录的数字，避免记错2•记录者记录完一个测站的数据后，当场应进行必要的检核，确认 无误后，观测者才能搬站3•对错误的原始记录数据，不得涂改，也不得用橡皮擦掉，应用横 线划去错误数字，把正确的数字写在原数字的上方，并在备注栏说明原因， 保持记录清晰、纸张清洁第二部分GPS测量实习项目实验一 南方北极星9600型单频GPS接收机的认识一、 实验准备每组仪器：南方北极星9600型单频GPS接收机一台，脚架一个，电 池两块，基座一个，2米钢卷尺一把，记录板及记录表格二、 9600型单频GPS接收机的特点及组成（一） 、新的特点南方北极星9600型是智能一体化的GPS接收机，没有电缆，没有外 接电池，没有天线，任何东西都已内置在一个小小的主机壳里，宽大的液 晶显示屏还可以在采集数据时查看星历情况、卫星分布。
该机适合于不同 层次用户，既可当傻瓜机使用，也可使用内置采集器来进行GPS数据采集 工作另外，采用双电源系统，可以自动切换到另一块电池中供电，从而 保证不间断测量工作9600型GPS接收机内存高达16M的，能连续存储 约二十天的采集数据二） 、组成9600型GPS测量系统可分为硬件、软件两个部分，具体组成如下：硬件：1. 9600接收机（内置测量型天线及抑制多路径板）原装进口 OEM 板和CPU；2. 9600单片机内置采集器（内置采集软件）；3. 可充电电池及充电器；4. 铝或木三脚架；5. 数据传输电缆软件：包括数据传输软件（计算机与9600主机通讯软件）、GPS数据 处理系统（包含基线向量处理、闭合差自动搜索、网平差、高程拟合以及 图形输出等功能）为达到高精度的大地测量要求，9600型GPS测量系统采用静态相对 定位模式此时外业部分需两台或两台以上GPS接收机同时，为方便 野外观测，提高野外作业的效率，建议用户在条件许可下配置更多GPS接 收机9600型GPS测量系统还可扩展成后差分测量系统精度可达±0.1m ——±1m（精度与作用距离成反比）三）测量系统的主要技术参数1、 9600接收机：——12个并行的独立通道、可同时接收12颗卫星—— L1载波相位、C/A码伪距，1575.42MHz——扁平有源天线带内装式抑径板—— 根据卫星高度及卫星运行的健康状况自动选择卫星—— flash闪存内存16M （与优盘同芯片组），可存储连续约20天 数据量 240*160的大液晶显示屏——两块高性能锂电池连续工作时间长达16小时之久2、 静态相对定位精度： 青争态基线：土（5mm+1ppm） 高 程: ±（10mm+2ppm）3、 同步观测时间：45分钟左右注：同步观测时间的多少与所测距离有关，当达到20公里以上时观测时段长度必须有两个小时以上（参见表2-3）；还与要求达到的精度有关，若要求精度高，则观测时间应长一些，精度要求较低则可相对缩短。
另外，同步观测时间还与观测时间段及卫星 图形强度等因素有关例如，在夜间进行观测，其观测时间可比白天稍短（夜间电离层的影响较 小）四）测量系统的基本配置配置名称数量9600型GPS接收机（含仪器箱）1台可充电锂电池2个充电器1个基座及对点器1套数据传输电缆线1根/套《9600型GPS测量系统操作手册》1本三脚架或对中杆1付图1单台9600型GPS接收机三、 实验学时2学时四、 实验内容认识南方北极星9600型单频GPS接收机的各个部件掌握GPS接收机各个部件之间的连接方法熟悉GPS接收机界面的基本操作一） 、9600型GPS接收机充电及电源装卸1、 打开9600主机背面的电池后盖（见图2）；图2装卸电池第一步2、 将电池后盖打开后取出锂电池（见图3），然后用配套充电器充 电图3装卸电池第二步（二） 熟悉GPS接收机后面接口的作用GPS接收机后面的外部端口为COM 口，可作为通讯端口，在接收机同 PC或控制器间通过电缆交换信息，接口见图2或图3三） 操作界面的介绍打开9600主机电源后进入程序初始界面，初始界面如下图4：图4南方北极星9600型接收机显示面板1、初始界面中模式的选择初始界面有三种模式选择：智能模式、手动模式、节电模式；还有 一个数字递减窗口，至零后就将进入主界面，若未在智能模式、手动模式、 节电模式三种方式中选择一种模式，则自动进入默认智能模式主界面，也 可按下对应键进入某一模式。
1） 智能模式：相当于带液晶显示屏的“傻瓜机”采集在该状态下，9600可根据 采集条件判断满足采集条件后，自动进入采集状态（例如：PDOP<6, 3D状 态）在采集数据的同时，我们可通过液晶显示屏查看卫星星历和分布情 况2） 手动模式：在该状态下需要人工判断是否满足采集条件，一般采集条件要求 PDOP<6，定位状态为3D，在显示屏上看到满足条件后就可输入点号以及 时段号，让接收机进入采集状态3）节电模式：该种模式相当于完全傻瓜机采集模式，9600可根据采集条件判断自 动进入采集状态（例如：PDOP<6，3D状态）在选择这种模式后，液晶显 示屏关闭，仅靠指示灯来指示采集状态2、指示灯含义显示屏上方三个指示灯依次电源灯、卫星灯、信息灯若正在使用A电池，则电源灯为绿灯若正在使用B电池，则电源灯为黄灯若A、B电池均不足，则电源灯变为红色，此时应更换电池未进入3D状态时，信息灯每闪烁N次红灯，则卫星闪烁一次红灯（N表示可视的卫星数）进入3D状态后，开始记录，此时信息灯闪烁M 次绿灯，卫星灯闪烁一次绿灯，（M表示采集间隔，即每隔M秒记录一次 数据）2、系统界面选手动或智能模式后进入主界面图5 9600文件系统主界面主界面分三大部分：（1）卫星分布图显示天空卫星分布图，锁定的卫星将变黑，只捕捉到而未锁定的可视 卫星为白色显示，越是接近内圈中心的卫星高度截止角越高，越远离内圈 中心的卫星高度截止角越低。
并且卫星几何精度因子值PDOP也在该界面 下显示，如图2所示PDOP值为2.32） 系统提示框（在任何界面状态，该右项框都会显示）北京时间：显示当地标准北京时间记录时间：显示在采集进入后已记录采集GPS星历数据的时间，单 位为分钟：秒，如显示30： 40,表示数据已记录30分钟40秒剩余容量：表示还有多少内存空间，如显示14203K，则内存大约还 剩下14M采用的电源系统及电量显示如图5所示，现在使用的电源系统是B 号电池，电池的容量为1/33） 功能项要进行功能项的操作请选择各功能项下面所对应的按键，如要进入 “文件”功能的操作则选择F1键下面将对每个功能进行介绍① 按F1键进入“文件”功能的操作，界面见图6图6 9600 “文件”子界面在文件项里可查看已采集数据的存储情况文件排序是按照采集时间 的先后顺序来排列的，点名为“****”，则是傻瓜采集方式采集的点名默 认；开机时间和结束时间分别是2002年8月20日16点50分和18 点14分若是人工方式采集，文件名将显示用户输入的点名用F1键“”向下翻页（当采集数据太多时需要翻页查看）；用F2键“ ”向上翻页（当采集数据太多时需要翻页查看）；用F3键“I”选择每一页当中的某一个文件;如果要删除某个文件用F3键选择（当然要这个数据已经传输到电脑上），黑色光标会指示当前所要操作文件，用F4键来删除这个文件；PWR键返回主界面。
② 按F2键进入“设置”功能的操作，界面见图7图7 9600 “设置”子界面F1 用于设置采集间隔，出厂时默认为10,连续按F1键，设置采集间隔值由1秒到60秒可改（变化间隔为5秒）；F2设置高度截止角，出厂时默认为10，连续按F1键，设置高度截止角由0度到45度可改（变化间隔为5度）；F3设置采点次数，次数为3次，则表示采三个点取一个平均值若设置成采样间隔5秒，采点次数3次，则每一个点上需测15秒F4键“确定”以上设置选择好后，要用F4键确定，否则退出后还 是以前的设置而非当前设置值；特别注意：同时。