《卫星导航定位基础》课程实验指导书
专 业 测绘工程 姓 名 赵 若 雨 班 级 测绘1402班
学 号 ******** 指导教师 魏恋欢、修春华 学 期2015—2016学年第二学期
东北大学·资源与土木工程学院
目 录
GPS实验课注意事项………………………………………2
实验一：GPS接收机认识……………………………………………… 3 实验二：GPS静态相对定位测量………………………………4 实验三：GPS基线向量解算……………………………………5 实验四：GPS基线向量网平差…………………………………6 实验五：GPS RTK测量……………………………………7
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GPS实验课注意事项
1、实验前必须仔细阅读有关教材及实验指导书，了解实验内容、要求及步骤。
2、实验记录应用正楷填写，不可潦草。按规定完成实验指导书中的内容并上交。
3、实验过程中各项记录须于测量进行时立即记下，不可另以纸条记录，事后誉写。
4、记录数字若有错误，不得涂改，也不可用像皮擦拭，而应在错误数字上划一斜杠，将改正之数记于其旁。
5、简单计算及必要的检验，应在测量进行时算出。
6、实验结束时，应把实验结果交给指导教师审阅，符合要求并经允许，方可收拾仪器结束实验，并按实验开始时领取仪器的位置，归还仪器与工具。
7、实验过程中应遵守学校和实验纪律及有关规定，确保仪器和人身安全，凡违反实验纪律和规定，无故缺勤实验、未交实验成果和实验报告或伪造实验数据者，均按不及格处理。
8、切实爱护实验仪器与用品，凡损坏仪器与用品的应按仪器室规定赔偿，并应给予通报批评。
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实验一 GPS接收机认识
基本要求：
熟悉GPS定位的几种方法，了解GPS接收机的种类、型号和精度指标。了解不同类型GPS接收机的特点和功能，重点理解静态相对定位接收机的特点和功能。
仪器用具：
Trimble 5700 测量型接收机、苏一光A20测量型接收机 实验内容：
1、Trimble 5700与苏一光A20接收机的组成、性能及特点。 2、测量前的准备工作。 3、仪器的安置与观测。 4、其他仪器性能和特征的了解。
实验记录：
时间：2016年7月2日 地点：东北大学校园 接收机组成：接收机主机、天线、电源三部分组成；接收机主机由变频器、信号通道、微处理器、存储器及显示器组成；天线由接收机天线和前置放大器组成；接收机电源分为内置电源和外接电源； 接收机性能：（1）接收机部分：通道：220通道，双星系统；包括：GPS、GLONASS、SBAS-WAAS/EGNOS/MSAS/GLOVE-A/B；信号跟踪：接收机的组成、性能L1、C/A码、P码、L1/L2全波长（升级后可跟踪L5） 及特点 （2）接收机精度：静态后处理精度：平面：±2.5mm+1×10^（-6）·D；高程：±5.0mm+1×10^（-6）·D； RTK定位精度：平面：±1cm+1×10^（-6）·D；高程：±2cm+1×10^（-6）·D；码差分定位精度：0.45m；单机定位精度：1.5m； （3）：电源：内置锂电池，5800mAh，标配二块，工作时间20小时以上；外接电源：2个外接电源口，可接入6-18V直流电源； 3
（4）电台传输：基站UHF：原装进口电台，支持中继站作业模式；外挂电台：2/35W可选，作业距离可达35km，亦可作中继站使用，作业距离可达55km；③GPRS：内置，TCP/IP与固定IP工作方式； （5）其它：4行16列感光自控OLED高亮度显示屏；多种语音提示；128M内存容量，支持SD卡（最多4G）； 蓝牙接口，SD卡槽，SIM卡槽（1个），可支持USB和以太网；防尘、防水；工作温度：-40~+80℃；存储温度：-55~+85℃ 接收机特点：（1）可实时把数据传送到电脑上，实现数据的无限扩展；兼容性强；（2）可与各种型号的接收机联合作业；（3）支持多种方式的作业模式；（4）分体化设计，坚固耐用、性能稳定、功能强大、操作简单；（5）具有M超大内存（可扩展内存）；（6）用microSD插卡式存储卡，可任意换卡扩充存储空间，可以把航迹自动保存到存储卡中，所能保存航迹数量只取决于存储卡的容量 明确任务；②测区勘察及收集资料：了解交通情况；水系分布情况；植被情况；控制点分布情况；居民点分布情况；当地风俗民情；收集：各类图件，各类控制点成果以测量前的准备工作 及各种参数；测区有关的地质、气象、交通；城市及乡村行政区划表；③技术设计；④器材准备及人员组织；⑤选点及埋标；⑥拟定外业观测计划；⑦设计GPS网与地面网联测方案；⑧GPS接收机选型及检验；⑨技术设计书编写 安置：①在正确点位架设三脚架，圆水准器泡必须整平；②天线定向标志性指向正北；③将天线进行三方向固定；④架设天线不宜过低，并量取天线高；⑤复查点名并记录，仪器的安置与观测 将天线与仪器连接 观测：在离开电线适当位置的地面上安置接收机，接通接收机与电源、天线、控制器的连接电缆，经过预热和静置，即可启动接收机测量。
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评阅：
实验二 GPS静态相对定位测量
（测量外业与数据传输）
基本要求：
了解GPS静态相对定位原理，掌握GPS接收机野外操作方法。理解不同类型GPS接收机的特点和功能。
仪器用具：
Trimble 5700 测量型接收机、苏一光A20测量型接收机、记录簿、数据传输电缆或读卡器。
实验内容： 1、仪器的安置。 2、天线高的量取。
3、外业记录（表格、基线长）。 4、数据传输与保存。
实验记录：
时间：2016年7月2日 地点：东北大学校园 观测方案 四个网点，三台接收机，每个网点设站一次，构成异步观测环 点号 点号及天线高 1 2 3 数据传输与保存 4 天线高 1.49199998378754ｍ 1.55200004577637ｍ 1.402999997138ｍ 1.53299999237061ｍ 将保存在SD卡中的数据导入到电脑中并命名保存 基线长度 精度 基线长度及精度 41211→6247.1776 140.7050ｍ 0.0027 41212→6247.1776 249.8466ｍ 0.0022 41211→6249.1775 144.7923ｍ 0.0027 5
41212→6249.1775 347.3249ｍ 0.0022 6247→6249.1775 150.02ｍ 0.0010
解算截图 一、平差参数：
二、平差基线边
三、T检验
四、自由网平差坐标
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评阅：
实验三 GPS基线向量解算
基本要求：
了解GPS基线向量解算方法，掌握一种GPS基线向量解算软件的使用方法。掌握GPS基线向量解算的条件、方案调整、解算精度。
仪器用具：
LGO软件一套、电脑一台。 实验内容：
1、GPS基线向量解算软件的使用。 2、解算外业测量数据。 3、分析观测数据质量。
实验记录：
时间：2016年7月1日 地点：大成教学楼 ①打开后处理软件；②新建项目；③选择需要导入的基线解算步骤 数据格式，导入观测数据；④进行基线处理：点击静态基线－＞处理全部基线，采取默认的基线处理设置，处理全部基线 ①数据采集；②数据传输：将接收机与计算机连接并如何处理外业测量数据 传输数据；③数据预处理：包括平滑滤波，剔除粗差，统一数据格式并加工成标准格式；修复整周跳变，进行模型改正；④基线向量解算；⑤网平差 7
①观测值残差残差分析：当偶然误差达到１cm时，应认为观测值质量存在严重问题，单位权中误差一般在0.05以下，否则表明观测值存在问题；②基线长观测数据质量如何分析 度的精度分析：多数接收机的基线长度标称精度为±5.0~10mm+1~2×10^（-6）·D；③双差固定解与双差实数解，两者之间的基线差通常要小于5cm，当坐标差达分米级时，处理结果可能有误；基线长度较长时，通常以双差实数解为佳。
评阅：
实验四 GPS基线向量网平差
基本要求：
了解GPS基线向量网平差和坐标转换模型，掌握GPS控制网平差的方法和步骤。结合理论，使用GPS平差软件。
仪器用具：
LGO软件一套、电脑一台。 实验内容：
1、了解GPS基线向量网平差和坐标转换模型。 2、掌握LGO软件解算外业测量数据。 3、分析观测数据质量
实验记录：
时间：2016年7月８日 地点：大成教学楼 ①在管理区中切换到“站点”，在树形视图右边双击“观测站点”中的已知点，再在属性区中选择修改，进入测站坐标设置，如果是二维平差，则固定方式采用ｘｙ或ｘｙ基线向量网平差步骤 ｈ方式输入，如果是三维平差，则采用ＢＬ或ＢＬＨ方式输入；②选择网平差－网平差设置－二维平差，若需要进行高程拟合，则需选择“水准高程拟合”；③选择网平差－执行网平差；④选择处理报告－网平差，平差结果的全部内容输出一个HTML报告。 8
①检查坐标系设置是否正确；②检查已知点是否正确且在一个系统内；③检查基线向量网是否正确，对于不合格的静态基线，可以禁止参与网平差，如果该基线不能删除或非常重要，则应重新解算，必要时还应进行重新外业观测；④检查观测文件中的观测站点、天线高是否正确，出现这成果分析及处理方法 种情况的时候，往往网平差的结果特别差；⑤是否通过网平差的检验，关键看参与网平差的数据质量的优劣，因此，对数据进行重新编辑和处理，甚至删除或重测部分数据，通常是必要的；⑥选取适当的协方差比例系数，以及适当的网平差方差因子；⑦数理统计检验仅仅是网平差结果检验的一部分，评价一个网平差结果的好坏往往要与生产、实践的过程紧密联系在一起。 评阅：
实验五 GPS RTK测量
基本要求：
了解GPS RTK技术，掌握GPS动态定位方法、标准和要求。掌握GPS RTK技术外业与内业。
仪器用具：
Trimble 5700 RTK仪器、苏一光A20 RTK仪器。 实验内容：
1、了解GPS RTK技术。 2、掌握GPS动态定位方法。 3、GPS RTK技术外业。
实验记录：
时间：2016年7月14日 地点：东北大学校园采矿馆前小草坪 ①基准站：基准站GPS接收机及接收天线、无线电数据链RTK的组成 电台及发射天线、直流电源；②流动站：流动站GPS接收机及接收天线、无线电数据链接收机及天线、ＴＳＣＩ控制器及软件。 9
①快速静态测量：接收机在每一用户站上静止地测量；②准动态测量：接收机在观测开始前，首先在某一点上静止地观RTK的作业方式 测，初始化后，流动的接收机在每一站上，只需静止地观测数历元；③动态测量：首先在某一起始点上静止观测数分钟，之后，接收机按预定的采样时间间隔进行自动观测。 ①常规控制测量如三角测量、导线测量； RTK的应用领域 ②地籍和房产测量； ③土地利用动态监测。
评阅：
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