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1、卫星定位与导航实验指导书卫星定位导航实验教学指导书卫星定位与导航课程实验教学是对学生进行GPS定位与导航操作基本技能训练的一个重要实践环节.本实验教学的目的是使学生进一步巩固和加深GPS定位与导航技术的理论知识,初步进行GPS测量人员实践训练,进而掌握GPS 测量仪器操作和数据处理技能.其实验教学基本要求为：1、熟练掌握GPS天线的整平、对中、安装；2、熟练掌握GPS接收机系统配置与连接；3、熟练掌握GPS接收机系统参数设置；4、熟练掌握GPS接收机测站信息采集与设置；5、熟练掌握GPS接收机数据采集与观测信息评价；6、熟练规范填写各种测量手簿；7、熟练掌握GPS导航方法8、熟练掌握GPS网平
2、差.实验一 GPS静态定位数据采集一、实验目的和要求1. 练习GPS天线的整平、对中、安装；2. 练习GPS接收机静态系统配置与连接；3. 了解GPS接收机静态系统参数设置；4. 掌握GPS接收机测站信息采集与设置；5. 熟悉GPS接收机静态数据采集观测信息评价方法二、计划与设备1.实验时数安排为2学时、实验小组由2、4人组成,每小组可分为2个小小组,1人操作仪器,1人记录.2.每组的实验设备为GPS接收机1台,天线1台、控制器1台、三脚架1支,记录扳1块.3.每个实验班级.由实验室人员安置GPS接收机1台,供各小组轮流参观试用.4.实验地点：GPS静态测量操作训练基地三、方法与步骤1、GPS
3、接收机安置1NovAtel RT2接收机、THALES /AshtechPromark-2接收机a. 作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态,然后再安置天线；b.天线用脚架直接安置在测量标志中心的垂线方向上,对中误差应3mm.天线应整平,天线基座上的圆气泡应居中；C.天线定向标志应指向正北,定向误差不宜超过5.对于定向标志不明显的接收机天线,可预先设置标记.每次应按此标记安置仪器.d每时段开机前,作业员应先量取天线高,由于备有专用测高尺,则可直接量取标志中心至天线基座天线高测量专用孔位的距离h下,在关机后再量取一次天线高h下作较核,两次所量天线高互差不得大于3mm,取平均值为h下,记录
4、在手薄.若互差超限,应查明原因,提出处理意见并记入测量手薄备注栏中.已知天线基座天线高测量专用孔至厂方指定天线高部位距离为h上,则天线高按下式计算：h=h上+h下天线类型h上 502双频天线0.375501单频天线0.365DNovAtel RT2GPS接收机系统安装1 接收机和GPS天线连接 专用天线端子RF连接 GPS主机2) 连接控制器 和GPS主机 GPS主机 1口 控制器RS232口、eg/HP200 九针口 3 给GPS主机供电Notecs! 对准红点-天线电缆插入到主机RF端口并旋紧 注意!电缆连接头的针必须对准天线端口上的孔 -手簿数据电缆插入到主机1端口并旋紧,另一接口插入到
5、手簿右侧面九针端口中 注意! LEMO头红点对齐注意! 手簿端口与数据电缆接头的方向; 应该是数据电缆接头的突起向上插入到手簿端口.2SOKKIA STRATUS接收机每个接收机集成有天线.静态测量,接收机需安装在三角架上：定位天线：天线上部有一个在电池插口上方的小三角形作为定向标志,它用于指北.建议同时使用STRATUS接收机时,定向同一个方向.测天线高：在点位上,若三角架水平,接收机固定好,你需测量天线高或仪器高HI.下面指导如何进行：1、将天线环安装在接收机上,此环应牢靠地固定在天线上.2、选择以下测高方式中的一种：l 斜高l 垂高l 真高3、测量天线和地面点间的距离.4、将测量结果记录
6、在野外手簿或STRATUS控制器上.注：精确测量和记录天线高时非常重要的.天线高测量不准确将会导致三维定位错误.注：使用控制器必须遵循在合适的地方记录天线高.使用Smart 3100 IS控制器,只需记录天线斜高.使用控制器记录斜高,遵循以下步骤：1从Main Menu屏幕上敲Static按钮,打开静态测量屏幕.2按Add按钮创建新的观测时段或从文件窗口中选择已存在的观测时段.3从Ant .Method中选择Slant.4在Ant. Method中输入斜高SH,不需将天线半径输入控制器.控制器将自动计算真高用于后处理.注：当使用有刻度的测杆或固定高的三角架时,可测量天线的垂高和真高.当你测完天
7、线高就可准备采集数据.2. GPS接收机测站信息采集与设置填写测站名、年月日、时段号、天线高等信息于测量手簿GPS外业观测手簿 工程GPS外业观测手簿观测者# 日 期 年 月 日测 站 名 测号站天气状况 时段号测站附近坐标：经度：E 纬度：N 高程： m本测站为新点等大地点等水准点记录时间： 时间 UTC GPS开录时间 结束时间 接收机号 天线号 天线高： 测后校核值： h上 mh下 1、 、 2 3、 平均值：天线高量取方式图测站略图与障碍物情况观测状况记录1、 电池电压 V2、 接收卫星号3、 信噪比SNR4、 故障情况3.数据采集1NovAtel RT2接收机A. 开机假设有某点,测
8、站号为0D11,当前观测时段为00011) 开机检查首先检查各个电缆线是否连接稳固将电源线插入主机电源插口注意,接口Lam头红点对齐按下手簿上的ON 键开机,等待2 开机后手簿显示Seaching at 38400Esc To Abort SeachWaiting for clockEsc To Abort Seach系统正在自检和通讯连接 系统正在锁定卫星2) 等待卫星锁定后屏幕如下图, 选择数据采集Data Collector项,Data Collector Main Menu1 Quick Start2 File Management3 Gerneral Config4 Receiver
9、 Config5 GPS6 Feature Tagging7 Stakeout/Nav8 Version18:19:26 8 27.905Quit | | |Stat按Enter键确认,屏幕如左下图.NovAtelData Collector 1.20Data CollectorTransferExitSleepQuit | | |Stat3采用快速开始模式,选择Quick Star,按Enter键确认.B. 输入测站信息在Data Files后输入文件名,Data Collector New Data FilesData Files 0D110001User Name jr1Ant. Hgt
10、 1.257Dict. DEMONoneNoneASCGPS18:25:53 8 27.356| Ok |Abort | -文件名=测站号加时段号,如右图所示.在Ant. Hgt后输入天线高, -天线高为H1+H2两者之和,在User Name后输入观测者名检查观测参数, 确保:文件格式Type 项为 ASCGPS确认选中OK项 -按F2键,系统返回主菜单设置测站观测参数在Data Rate后输入采样率 -.在Obs后选择采集数据种类, -在Pos后选择是否在计算位置数据 None-未记录位置数据在Dict后选择数据字典文件名, eg. DEMO 在Aux Data后选择接收附加数据, -在T
11、ype后选择数据记录格式 -在Time后选择观测记录采用的时间系统 - -确认信息参数输入设置 -选择OK键Data Collector Static Seg. HeaderHeader 1Site Name 0D11Ant.Hgt 1.25310:26:23 8 00: 00: 45 | OK | Abort | -按F2键C.开始观测记录按F7键,屏幕如图输入测站信息文件头：-在SiteName输入测站号0D11；-检查天线高Anti. Hgh 1.253. 确认,按F2键或选中OK项,系统记录观测数据并返回主菜单卫星接收状况D观测卫星接收状况系统记录观测数据后, 程序回到Data Col
12、lector Main Manu中,选择GPS项,Enter确定.显示Data Collector GPS莱单, 选择Position项,Enter确定.Data Collector GPS 1 Position 2 Visibility 3 Geometry 4 Health 5 Reference 6 Differential18:19:26 8 27.905Main| |Pause |Stat回车确定后,.屏幕如下右图所示.Data Collector Main Menu1 Quick Start2 File Management3 Gerneral Config4 Receiver Config5 GPS6 Feature Tagging7 Stakeout/Nav8 Version-18:19:26 8 27.905Quit | | |Stat选择Position项,Enter确定.显示:天线位置坐标-经度E,纬度N;Data CollectorPosition
