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gps数据域处理实习报告

Gps测量原理及应用

实习报告

学号：

201230200114

姓名：

袁晨鑫

班级1232001

专业：

测绘工程

指导老师：

吴良才

2014年11月20号

目录

一.实习目

二.实习设备

三.实习内容

3.1.1.1测量规范

3.1.1.2实验目的要求

3.1GPS接收机认识实习.

3.11gps网型设计

3.1.1.3仪器设备及精度指标

3.1.1.4实验步骤及操作

3.1.4RTK操作

3.1.4.1实验目的要求

3.1.4.2仪器设备

3.1.4.3RTK测量的基本步骤

3.2.1GPS控制网技术总结

3.21测区概况

3.2.2技术设计依据

3.2.3观测方案及质量控制方法

3.2.4数据处理

3.2.5提交成果资料的内容

3.3概述

3.3.1RTK地形测量总结

3.3.2作业过程

四.实习注意事项

4.1实习注意事项

五.实习总结

5.1经验总结

5.2体会与收获

六.实习成果

6.1碎部点的数据：

6.2实习成图结果：

七.实习心得

8.附录

附录一

附录二

9.作业

Gps测量原理及其应用

1．实习目的

【1】巩固校内课堂所学知识，加深对控制测量基本理论的理解和对GPS原理与测量基本理论的理解。

【2】能够用有关理论指导作业实践，做到理论与实践相统一。

【3】提高学生分析问题和解决问题的能力；对学生进行控制测量野外作业的基本技能训练，提高动手能力。

【4】通过实习，熟悉GPS作业计划、GPS控制网布设、观测、数据处理的作业程序及方法；对野外业观测成果进行整理、检查和计算。

【5】对GPS静态观测全过程有一个全面和系统的认识。

GPS接收机的使用掌握GPS网的网形设计。

【6】熟悉GPS静态测量的步骤。

学会南方测绘CASS数据处理软件的简单使用。

【7】掌握运用“GPS数据后处理软件”处理GPS测量成果的基本技能；

【8】通过完成控制测量实际任务的煅炼，提高学生从事测绘工作的计划、组织和管理能力。

培养学生良好的专业品质和职业道德。

2．实习设备

南方gps（括主机、天线、电缆、脚架、电池、充电器、背包和仪器箱）

手簿南方s86

绘图软件autocad2005南方cass7.0

无线设备移动卡

三．实习内容

这次实习的主要实习内容主要有四项：

1．GPS接收机认识实习；2、GPS静态相对定位数据采集；3、GPS静态相对定位数据处理；4、RTK操作

测量规范

1、《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T18314-2001）。

2、《全球定位系统城市测量技术规范》（CJJ73-97）。

3、CH1002-95《测绘产品检查验收规定》。

4、CH1003-95《测绘产品质量评定标准》。

测量实习要求

1.了解gps的组成结构以及配置。

2.熟知gps的功能及其运用

3.学会gps静态，动态，基站模式的操作

4.学会运用gps数据处理软件。

仪器设备及精度指标

设备：

南方灵锐S86GPS（双频机）6台套；

精度：

静态——平面：

3mm+1ppm；垂直：

5mm+1ppm,

RTK——平面：

±1cm+1ppm；高程：

±2cm+1ppm

实验步骤及操作

（1）安置仪器：

在未知点上放置三角架，安放基座和天线，整平对中；

（2）天线与主机连接

（3）手簿与主机的连接；

A.gprs连接

B.coas站连接

C.电台连接

（4）熟悉开机、关机、量取天线高；主机面板菜单的各项功能；输入点号、天线高，查看接收机工作状态等。

（5）静态模式.不需要连接手簿。

设置主机静态模式。

几台一起同时开机关机。

（6）rtk模式.需要连接手簿。

设置动态模式。

有固定节就可以测量了。

3.1GPS接收机认识实习

3.1.2网型设计

技术设计为了使GPS测量符合用户要求以及相应的国家及行业主管部门颁布的规范而对GPS测量网型、基准、精度及作业纲要（包括观测的具体点位、时段、及每个时段的长度以及数据的处理方案等）所做的具体规定和要求。

这是在测量前期十分重要的一项基础性工作，对整个测量过程起到了参考和指导的作用，是GPS测量的作业依据。

技术设计中，对测量精度和密度等的约束主要来自用户的需求以及国家和行业主管部门所颁布的技术规范和作业规程，具体设计时测量人员可以参考以上资料。

由于本次实习技术和能力的限制，实际具体实习的过程中主要是以实验的性质为主，其静态定位所产生的结果也主要用于校园地形图测量的控制部分，因此并没有采用具体的某种规范规程作为参考，而实践（主要是全站仪建站测量对基线和结果坐标的附测）证明其精度也完全符合地形图测量的要求。

简单控制点分布

本次实习所用到的GPS网型

网型的设计主要是以指导老师所提供的网型为依据，当然，网的设计是结合了校园内已有控制点的数量和位置，周围环境等综合因素所设计的三角网，三角网型的优点是网的几何强度较好，抗粗差的能力强，可靠，缺点是工作量较大。

网型设计的技术要求

GPS网设计的出发点是在保证质量的前提下，尽可能地提高效率，努力降低成本。

因此，在进行GPS的设计和测量时，既不能脱离实际的应用需求，盲目地最求不必要的高精度和高可靠性；也不能为追求高效率和低成本，而放弃对质量的要求。

1．选点

（1）为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10~15高度角以上不能有成片的障碍物。

（2）为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。

（3）为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。

（4）为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。

（5）测站应选择在易于保存的地方。

3.1.2．提高GPS网可靠性的方法

（1）增加观测期数（增加独立基线数）。

在布设GPS网时，适当增加观测期数（时段数）对于提高GPS网的可靠性非常有效。

因为，随着观测期数的增加，所测得的独立基线数就会增加，而独立基线数的增加，对网的可靠性的提高是非常有益的。

（2）保证一定的重复设站次数。

保证一定的重复设站次数，可确保GPS网的可靠性。

一方面，通过在同一测站上的多次观测，可有效地发现设站、对中、整平、量测天线高等人为错误；另一方面，重复设站次数的增加，也意味着观测期数的增加。

不过，需要注意的是，当同一台接收机在同一测站上连续进行多个时段的观测时，各个时段间必须重新安置仪器，以更好地消除各种人为操作误差和错误。

（3）保证每个测站至少与三条以上的独立基线相连，这样可以使得测站具有较高的可靠性。

在布设GPS网时，各个点的可靠性与点位无直接关系，而与该点上所连接的基线数有关，点上所连接的基线数越多，点的可靠性则越高。

（4）在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。

在布设GPS网时，检查GPS观测值（基线向量）质量的最佳方法是异步环闭合差，而随着组成异步环的基线向量数的增加，其检验质量的能力将逐渐下降。

3.1.24提高GPS网精度的方法

（1）为保证GPS网中各相邻点具有较高的相对精度，对网中距离较近的点一定要进行同步观测，以获得它们间的直接观测基线。

（2）为提高整个GPS网的精度，可以在全面网之上布设框架网，以框架网作为整个GPS网的骨架。

（3）在布网时要使网中所有最小异步环的边数不大于6条。

（4）在布设GPS网时，引入高精度激光测距边，作为观测值与GPS观测值（基线向量）一同进行联合平差，或将它们作为起算边长。

（5）若要采用高程拟合的方法，测定网中各点的正常高/正高，则需在布网时，选定一定数量的水准点，水准点的数量应尽可能的多，且应在网中均匀分布，还要保证有部分点分布在网中的四周，将整个网包含在其中。

（6）为提高GPS网的尺度精度，可采用如下方法：

增设长时间、多时段的基线向量。

3.125．布设GPS网时起算点的选取与分布

若要求所布设的GPS网的成果与旧成果吻合最好，则起算点数量越多越好，若不要求所布设的GPS网的成果完全与旧成果吻合，则一般可选3~5个起算点，这样既可以保证新老坐标成果的一致性，也可以保持GPS网的原有精度。

为保证整网的点位精度均匀，起算点一般应均匀地分布在GPS网的周围。

要避免所有的起算点分布在网中一侧的情况。

3.126．布设GPS网时起算边长的选取与分布

在布设GPS网时，可以采用高精度激光测距边作为起算边长，激光测距边的数量可在3~5条左右，可设置在GPS网中的任意位置。

但激光测距边两端点的高差不应过分悬殊。

3.127布设GPS网时起算方位的选取与分布

在布设GPS网时，可以引入起算方位，但起算方位不宜太多，起算方位可布设在GPS网中的任意位置。

测区概况

本次实习测区范围为东华理工大学本部广场，位于北纬27.9894、东经116.34474999999997，测区内总体地势较为平坦，部分地区有些起伏，利于基准站和移动站的架设，但由于校区内树木、房屋等高大地物的影响，导致接收机接收卫星信息叫空旷地区差些。

控制点较少，控制点间距离一般在500米以上。

GPS控制网的网形布设及精度分析

本测区设计以边连式布设D级GPS点4个，D级控制网采用3台接收机观测，分2个观测时段进行观测。

GPS网相邻点间基线中误差

按下式计算：

式中

（mm）为固定误差；

（ppm）为比例误差系数；

（km）为相邻点间的距离。

GPS-D级网的主要技术要求应符合下表规定。

相邻点最小距离应为平均距离的1/2～1/3；最大距离应为平均距离的2～3倍。

GPS网的主要技术要求

等级

平均距离（km）

固定误差a（mm）

比例误差b（1×106）

最弱边长相对中误差

D级

5~10

≤10

≤10

1/45000

注：

当边长小于200m时，边长中误差应小于20mm。

4.4GPS控制测量作业要求

4.4.1基本技术要求

为保证GPS测量精度，采用载波相位静态相对定位作业模式，D级GPS测量作业的基本技术要求应符合下表的规定。

D级GPS测量作业的基本技术要求

级　别

卫星截止高度角（°）

有效观测卫星数

平均重复设站数

时段长度（min）

数据采样间隔（s）

PDOP值

D级

≥15

≥4

≥1.6

≥60

15

＜5

注：

1、观测时段长度应视点位周围障碍物情况、基线长短而作调整；

2、可不观测气象要素，但应记录雨、晴、阴、云等天气状况。

4.4.2GPS卫星预报和观测调度计划

1）保证GPS作业观测工作顺利进行，保障观测成果达到预定的精度，提高作业工效，在进行GPS外业观测之前，应事先编制GPS卫星可见性预报表。

预报表应包括可见卫星号、卫星高度角和方位角、最佳观测卫星组、最佳观测时间、点位图形几何强度因子等内容。

2）编制预报表所用概略位置应采用测区中心位置的经、纬度。

3）作业组在观测前应根据参加作业的GPS接收机台数、网形及卫星预报表编制作业调度表，其内容应包括观测时间、测站号、测站名称以及接收机号等项内容。

4.5观测准备与过程

出发工作前应检查电池容量是否充足，仪器及其附件是否携带齐全；作业前应检查接收机内存是否充足；天线安置及测量过程应符合下列要求：

1.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；2.天线可用脚架直接安置在测量标志中心的铅垂线方向上，中误差应小于3mm。

天线应整平，天线基座上的圆水准所泡应居中；3.观测组应严格按调度表规定的时间进行作业。

保证同步观测同一卫星组。

当情况有变化需修改调度计划时，应经作业队负责人同意，观测组不得擅自更改计划；4.接收机预置状态应正确，然后方可启动接收机进行观测；5.每时段开机前，作业员应量取天线高，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。

若互差超限，应查明原因，提出处理意见记入测量手薄备注栏中。

天线高的量取方法应符合《全球定位系统城市测量技术规程》的要求，量取的部位应在观测手薄上绘制略图；6.仪器工作正常后，作业员应及时逐项填写测量手簿中各项内容；7.一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；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；8.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；9观测中应保证接收机工作正常，数据记录正确，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。

静态测量。

技术设计依据

依据GPS测量规范及实习任务书，具体内容为：

（1）控制网覆盖范围：

东华理工大学本部广场四周；

（2）点数：

不少于25个；

（3）平均点的间距：

>500m；

（4）成果：

进行数据处理和质量控制，并提交各自的结果。

观测方案及质量控制方法

移动站平均点位间距大于500米，在确定点位时进行了实验性观测，以使各移动站观测到的卫星数均在7颗以上，且接收信号良好，采用4点同步测量的方法也可以消除部分误差。

数据处理

1）基线处理和质量控制

Ø基线处理软件：

南方测绘GPS数据处理软件

Ø基线解算方法：

新建工程→增加观测数据→解算基线→检查闭合环和重复基线→网平差及高程拟合→平差成果输出或者打印

2）网平差处理及质量控制

Ø网平差软件：

南方测绘GPS数据处理软件

Ø坐标参照系：

CGCS2000坐标系

RTK地形测量总结

过程

（1）准备工作：

　　按照时间规定一人移动接收机，一人操作手簿，一人画草图，一人踏勘碎步点，二个人看守仪器，合作完成广场的碎步观测。

（2）基准站架设过程：

在已知点上架设脚架，固定基座，严格对中整平后安防基准站接收机，测量仪器高。

开机，将接收机调整为基准站模式，设置差分格式为RTCM3,、电台频道为7。

观察DX和TX指示灯，TX灯闪表示基准站向外发送数据，DX灯闪表示基准站接收卫星信号。

（3）启动基准站

显示连接接收机后，输入基准站所在控制点的名称、天线高度。

（4）移动站架设过程：

①将移动站主机连接在碳纤维对中杆上，将接收天线接在主机上，调节GPS接收机至移动站模式。

②打开主机，主机开始自动初始化和搜索卫星，当达到一定条件后，主机上的RX指示灯开始1秒闪1次，表明已经收到基准站差分信号。

③打开手簿，启动工程之星软件。

④设置文件保存路径，新建文件和文件。

⑤连接仪器，搜索到移动站对应的接收机信号，通过蓝牙将移动站和手簿连接在一起。

⑥电台设置。

⑦设置移动参数：

设置差分格式，RTCM3，设置天线高等。

⑧按键盘上的A键进行目标点测量，然后按enter键保存。

（5）校正

基准站架在已知点时，启动“工程之星”，选择“基准站架设在已知点”，点击“下一步”，输入基准站假设已知点坐标及天线高，并选择天线高形式（斜高），输入完成后即可点击“校正”，检查无误后“确定”，完成校正。

基准站架设在未知点时，选择“基准站架设在未知点”，再点击“下一步”。

输入当前移动站的已知坐标、天线高和天线高的量取方式，再将移动站对中立于已知点上后单击“校正”，系统会提示是否校正，“确定”即可。

（6）数据处理，成图及提交报告

将所测的点导入到电脑里，利用CASS软件绘制碎步点图，提交成果图及实习报告。

、

实习成果

见附录一

见附录二

实习注意事项

1．实习中要特别注意仪器设备的安全，各小组要指定专人负责保管。

每次出工和收工应清点仪器和工具，发现问题应及时向指导老师报告。

2.为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站上空应尽可能的开阔，在10°~15°高度角以上不能有成片的障碍物。

3.为减少各种电磁波对GPS卫星信号的干扰，在测站周围约200m的范围内不能有强电磁波干扰源，如大功率无线电发射设施、高压输电线等。

4.为避免或减少多路径效应的发生，测站应远离对电磁波信号反射强烈的地形、地物，如高层建筑、成片水域等。

5.为便于观测作业和今后的应用，测站应选在交通便利，上点方便的地方。

6.测站应选择在易于保存的地方。

7.一个时段观测过程中，不得进行以下操作：

关闭接收机，又重新开机;进行自测试;改变卫星高度角;改变数据采样间隔;改变天线位置;

8.观测院在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器收到震动，防止人或其他物体靠近天线，遮挡卫星信号。

9.规范操作仪器

实习心得

在实习中老师总是耐心的对同学们的提问给予及时的解答，虽然有好多的问题“很简单”，但老师也没有因此责怪我们，反而更加耐心、细致地为我们讲解，直到每位同学都能理解，因此这次实训激发起同学们极大的兴趣。

我学到了很多实际有用的东西，有许多东西是课本上无法学到的，同时在实习中充分的运用了自己所学的知识和方法，让自己更加熟练的运用，也为自己以后打下了基础。

这次实习中的编程过程的锻炼，让我知道gps原理及应用是有序的学习，没有零碎的感觉。

增加了动手的时间，使动手能力得到了提高，很珍惜这次实习，让我更加清晰的认识了GPS这门学科，进一步熟悉并了解了相关软件的操作和使用，锻炼了我的动手能力。

在这次实习过程中，唯一不足的是由于软件的缺陷，我们的内业生产有很多没有完成。

但这可以理解。

最后，我要感谢我们老师，在这次实习中在这次实习中对我的帮助。

希望在以后的学习生活中，我们能相互帮助，共同进步。

了解GPS的基本质量要求，对其进行一定的改善，使其精度有一定的提高。

而且通过这次实习，我对GPS有了更深刻的了解，同时对GPS课程有了更深更具体的体会。

通过这次实习。

使我学会了很多的东西。

做每件事。

我们不能只看结果。

更注重过程。

过程会给我带来很多的乐趣。

附录一

附录二

1,00000000,730940.331,3099743.043,34.6482,00000000,730935.044,3099751.626,34.6093,00000000,730928.157,3099753.930,34.5884,00000000,730927.975,3099751.600,34.6975,00000000,730926.302,3099751.885,34.6756,00000000,730925.638,3099751.156,34.7317,00000000,730926.672,3099749.987,34.7078,00000000,730931.051,3099750.508,34.7429,00000000,730931.645,3099750.396,34.75010,00000000,730932.721,3099750.060,34.79711,00000000,730932.997,3099749.825,34.78512,00000000,730936.876,3099746.534,34.88913,00000000,730937.846,3099740.860,34.83114,00000000,730938.770,3099716.674,34.96215,00000000,730939.127,3099711.367,34.95616,00000000,730929.464,3099726.242,34.83517,00000000,730928.388,3099727.399,34.84618,00000000,730924.754,3099731.156,34.75019,00000000,730923.204,3099732.771,34.76620,00000000,730916.690,3099739.391,34.67321,00000000,730914.971,3099741.133,34.77422,00000000,730908.928,3099746.951,34.66623,00000000,730908.692,3099750.857,34.70624,00000000,730909.058,3099744.864,34.69825,00000000,730913.665,3099739.774,34.721

26,00000000,730915.278,3099738.008,34.75827,00000000,730922.131,3099730.579,34.75528,00000000,730923.836,3099728.725,34.78829,00000000,730927.829,3099724.278,34.81930,00000000,730929.010,3099723.055,34.85431,00000000,730926.612,3099708.073,34.94732,00000000,730940.258,3099686.773,35.11433,00000000,730940.570,3099680.512,35.27634,00000000,730926.023,3099704.456,34.99735,00000000,730924.427,3099707.089,34.93336,00000000,730919.235,3099715.642,34.87437,00000000,730917.113,3099719.237,34.81338,00000000,730909.867,3099731.124,34.75039,00000000,730910.687,3099733.158,34.75440,00000000,730918.080,3099721.592,34.84941,00000000,730920.087,3099718.500,34.86042,00000000,730925.024,3099710.770,34.92443,00000000,730911.449,3099706.950,34.77244,00000000,730915.059,3099703.985,35.05845,00000000,730919.386,3099697.572,35.05646,00000000,730919.442,3099689.903,35.16847,00000000,730921.299,3099689.951,35.17648,00000000,730923.803,3099690.060,35.15549,00000000,730925.320,3099667.528,35.16850,00000000,730920.441,3099667.074,35.387

51,00000000,730920.213,3099664.015,35.38752,00000000,730943.827,3099665.426,35.26753,00000000,730941.300,3099664.837,35.25554,00000000,730905.727,3099706.781,34.32455,00000000,730898.963,3099704.272,34.74356,00000000,730897.564,3099726