GPS测量与数据处理
实习报告
（遥感信息工程学院20##级）
班 级：
姓 名：
学 号：
指导教师：
目 录
第一章 概述....................................................... 1
1.1 实习目的及内容............................................. 1
1.2 人员组成及时间安排......................................... 1
第二章 GPS静态测量................................................ 2
2.1 GPS控制网外业观测设计...................................... 2
2.1.1 项目概况............................................. 2
2.1.2 技术设计依据及现有测绘资料........................... 2
2.1.3 选点情况............................................. 2
2.1.4 观测方案及质量控制方法............................... 2
2.1.5 提交成果资料的内容................................... 3
2.2 GPS控制网技术总结.......................................... 3
2.2.1 测区概况............................................. 3
2.2.2 技术依据............................................. 4
2.2.3 点位分布及外业观测情况............................... 4
2.2.4 数据处理............................................. 5
2.3 结论与建议................................................. 5
第三章 动态测量总结................................................ 6
3.1 概述 ...................................................... 6
3.2 RTK地形测量总结............................................ 6
3.2.1 作业过程............................................. 6
3.2.2 碎部点图............................................. 7
第四章 实习体会................................................... 8
4.1 实习情况总结............................................... 8
4.2 自我评价................................................... 8
4.3 体会与收获................................................. 8
4.4 建议和意见................................................. 8
附录一 GPS网点图.................................................. 9
附录二 GPS点之记................................................. 10
附录三 GPS静态测量外业观测手簿................................... 11
附录四 数据平差后最终成果........................................ 12
第一章 概述
1.1 实习目的及内容
实习目的：
1、掌握GPS接收机的操作方法。
2、掌握利用GPS技术进行控制测量、地形测量和放样等测绘工作方法。
3、加深对课堂所学理论知识的理解，产生对GPS测量技术的感性认识，并培养和提高利用所学理论知识动手解决实际问题的能力。
实习内容：
包括GPS静态测量的外业观测和内业数据处理分析，GPS RTK地形测量等：
1、采用GPS静态测量技术，在武汉大学1~3校区及国际软件学院范围内布设一个控制网。具体实习内容包括：技术设计、选点、外业观测计划、外业观测、数据传输及格式转换、基线解算、网平差、成果质量控制、技术总结。
2、利用GPS接收机随机软件，对所采集的样本数据进行基线解算和网平差。
3、利用GPS RTK测量技术进行碎部点测量，并用随机软件对采集的数据进行处理。以组为单位，进行地形图的绘制。
1.2 人员组成及时间安排
人员组成：
指导老师：XX 我队队长：XX
我组组长：XXX 组员：XX XX XXX
时间安排：
周一 08:00-09:30 实习内容介绍 （附2-101）
14:30-16:00 仪器发放，操作讲解 （遥感楼）
18:00-24:00 控制测量统筹安排 （室内）
周二 15:00-16:00 第一时段采集数据 （测区）
17:00-18:00 第二时段采集数据 （测区）
周三 09:00-10:00 第三时段采集数据 （测区）
11:00-12:00 第四时段采集数据 （测区）
周四 08:00-15:00 地形碎部测量 （友谊广场）
19:00-21:00 内业数据处理分析 （机房）
周五 控制测量返工 （测区）
14:00-21:00 碎部成图 （室内）
周六、日 资料整理，生成报告 （室内）
第二章 GPS静态测量
2.1 GPS控制网外业观测设计
2.1.1 项目概况
采用GPS静态测量技术，以队为单位在武汉大学1~3校区及国际软件学院范围内布设一个控制网。本组属于遥感RS2207分队，本小组负责的点位为小观圆背后的空地上队内编号为Y5的点和位于电气楼顶的队内编号为Y3的点。
2.1.2 技术设计依据及现有测绘资料
技术设计依据:
《GPS测量与数据处理》
GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》
GB12898-91《国家三、四等水准测量规范》
现有测绘资料:
校园控制点分布图以及部分已知控制点的坐标。
2.1.3选点情况
（1）为保证对卫星的连续跟踪观测和卫星信号的质量，要求测站四周视野应尽可能开阔，在10度至15度高度角以上不能存在成片的障碍物；测站上应便于安装GPS接收机和天线，可方便地进行观测。
（2）为避免或减少多路径效应误差的影响，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、围墙、广告牌、山坡及大面积成片水域等。
（4）为便于其他测量手段的扩展与联测，测站应选在交通便利、容易到达的地方。
（5）为了保持点位的稳定性，测点应位于地质条件良好、基础稳定的地方，易于点位保存和安全作业。
本分队实地勘测后选取了8个点，我组两点分别位于小观圆后空地以及电气楼上的Y5 与Y3点。
2.1.4观测方案及质量控制方法
质量控制方法以点位正确选取、各小组互相告知开机时间以确定关机时间以及对仪器的正确操作。
观测方案表
2.1.5提交成果资料的内容
GPS网点图；点之记；静态测量外业观测手簿；数据平差成果；实习报告
2.2 GPS控制网技术总结
2.2.1测区概况
此次实习的测区包括武汉大学除医学部以外各校区，鉴于校园地形起伏较大，且正处于工作日，人流车辆较多，给测量工作带来诸多不便，而本小组所选的Y5点位于小观园附近，周围树木较多，对观测以及后期数据处理造成一定影响。Y3点是控制点，信号良好，周围没有明显遮挡物，观测情况良好。
2.2.2技术依据
《GPS测量与数据处理》
GB/T18314-2001《全球定位系统（GPS）测量规范》
GB12898-91《国家三、四等水准测量规范》
2.2.3点位分布及外业观测情况
仪器型号：南方灵锐S86
作业技术要求：各小组按规定的时间进行作业；在观测前和作业过程中，应随时填写测量手簿中的记录项目；每个点位至少观测两个时段，在观测前后各量取一次天线高，两次之差不应大于3mm，并取中数作为最后的天线高；各参考站与流动站的采样间隔保持为10s。
实际观测总时段数：8时段
平均设站次数：2次
2.2.4数据处理
1、基线处理和质量控制
1)基线处理软件: 南方测绘GPS数据处理软件；
2)基线解算方法
a)新建项目，添加项目名称、单位、选国家E级，坐标系统选为1954北京坐标系3度带等；
b)增加观测数据文件，修改观测数据文件（删除不符合要求的基线数据），输入已知点坐标，输入仪器高等；
c)解算基线：基线解算设置（高度截止角设置为10°，历元间隔为5″），解算全部基线；
d)二维，三维网平差和高程拟合；
e)平差成果输出成文档。
3）同步环闭合差
4）异步环闭合差
5）重复基线较差的统计等内容
2、网平差处理及质量控制
1)网平差软件：南方测绘GPS数据处理软件；
2)坐标参照系：1954北京坐标系3度带；
3)网平差过程：设置平差参数->自动处理->一次点击二维平差、三维平差、高程拟合；
4)三维无约束平差结果
5)二维约束平差结果
6)基线向量改正数统计
7)相邻点距离中误差统计
2.3结论与建议
整个测量过程总体还算顺利，全队协调顺畅，观测同步，数据采集正常，处理正确，队员都得到了充分的锻炼。但同时也出现了一些问题。比如因为点位被占而耽误预定时间，因为开始的设计问题导致最后返工重测等。
建议增加实习时间，更从容地应对天气变化等不可控因素。
第三章 动态测量总结
3.1概述
RTK是以载波相位测量为根据的事实差分GPS测量，RTK定位技术的作业原理是将基准站采集的GPS卫星载波相位观测量通过调制解调器进行编码和调试，经电台数据链发射出去。利用GPS RTK测量技术进行碎部点测量，并用随机软件对采集的数据进行处理。以组为单位，进行地形图的绘制。我们的测区为信息学部友谊广场，范围很小，测量时间也很短。主要的地物是草坪和广场全部。广场中央很开阔对空通视很好，但是广场周围区域有很多很高的树和部分较高的建筑物遮挡，尤其是几个拐角处的数据很难采集，给我们的实习带来一定困难。
任务：利用GPS RTK测量技术进行碎部点测量，并用软件对采集的数据进行处理。
要求：根据老师设立的GPS基站，以组为单位，进行地形图的测量和绘制。
地点：武汉大学信息学部友谊广场
3.2 RTK地形测量总结
3.2.1作业过程
1. 架设基准站
将一台GPS设备架设在广场中央，并调整仪器设置，使之成为基准站。
2. 链接基准站
将移动接收机安装在对中杆后，架设天线并且和基准站链接。
3. 观测前准备
将手簿和接收机用蓝牙相连，打开工程之星创建工程设置相关参数。首先测量2个已知点，得到观测值后进行解算、求转换参数。之后要进行校正，当所校正点和已知数据误差在要求范围之内时才可以开始碎部测量。
4. RTK采样
一个人依据草图找点，一人手持对中杆和接收机，一人操作手簿逐步测量。将友谊广场轮廓测出，本组共测量了70多个碎部点。
5. 数据处理
利用相关软件把RTK数据导出，利用CAD软件绘图。
3.2.2碎部点图
野外测站点图
地形数字地图
第四章 实习体会
4.1实习情况总结
本次实习包括GPS静态测量和动态测量两部分。其中GPS静态测量包括现有资料的收集、实地选点并标记、外业数据采集以及最后的内业处理。动态测量包括利用GPS RTK测量技术进行碎部点测量以及利用RTK进行放样操作。
经过为期一周的实习，我们在GPS静态测量中建立了武汉大学的国家E级GPS控制网，并利用南方测绘GPS数字处理软件得到了所需的同步环闭合差、异步环闭合差、重复基线较差、三维无约束和二维约束平差结果；通过RTK动态测量得到了友谊广场的碎部点图，虽然整个过程中暴露出了一些问题，但总体还是比较顺利。
4.2自我评价
作为RS2207小组的组员，我积极参与了本小组的选点、实测以及内页处理等各项工作，实践能力较强，可以较熟练地进行仪器基本操作，服从组长和队长的协调安排，和其他成员一起顺利完成了实习任务。
4.3体会与收获
这次实习中我受益匪浅。在巩固对书本理论知识掌握的同时锻炼了实践能力，对GPS接收机及手簿的使用有了基本的了解，弄清楚了GPS静态和动态测量的基本原理和操作方法，并学会使用南方解算软件进行静态测量的数据处理以及利用CASS制作RTK碎部测量的成果图。
由于实习初方案制定有误，导致部分点位未能实现同步，只好返工重测，这给了我们一个教训，做什么都要事前完善规划做好准备。此外，顶风冒雨进行实习让我体会到测绘外业的艰辛，小组成员齐心协力让我感受到团队意识的重要性，对仪器的反复操作让我更加明白熟能生巧的道理。
4.4建议和意见
这次实习由于下雨以及对仪器的不熟悉耽误了很多时间，我觉得可以适当增加实习时间，这样可以更加有条不紊。
有些点受周围环境干扰较大，希望以后能注意控制点的选取。
附录一 GPS网点图
附录二 GPS点之记
组号： 小组成员：
附录三 GPS静态测量外业观测手簿
组号： 小组成员：
附录四 数据平差后最终成果
综合评语：
第二篇：GPS实习报告-武大
GPS
测量与数据处理实习报告
学 院：
专业班级：
学 号：
姓 名：
实习时间：
指导教师：
一、 实习目的
1、熟练掌握GPS外业测量过程中的数据采集操作；
2、了解并掌握GPS外业测量数据的处理过程；
3、掌握中海达（HDS2003）软件处理GPS外业测量数据的基本流程；
4、熟悉GPS基线解算方法与技巧；
5、掌握GPS网平差方法；
6、熟悉数据处理软件操作和一些数据格式处理投影变换等技巧。
二、实验仪器及软件
中海达GPS接收机
计算机
中海达（HDS2003）数据处理软件
三、 实验原理：
GPS定位的原理是GPS卫星发射的测距信号和导航电文，导航电文中含有卫星位置的信息，用户用GPS接收机在某一时刻接收三颗或三颗以上的GPS卫星，测出测站点(GPS天线中心)到卫星的距离并解算出该时刻卫星的空间位置根据距离，并解算出卫星的空间位置，根据距离交会法求测站点坐标.
其基本思想为：在基准站上安置一台GPS接收机，对所有可见卫星进行连续观测并将其观测数据通过无线电传输设备，实时地发送给用户观测站，用户站在接收GPS卫星信号的同时，通过无线电接收机设备接收基准站传输的观测数据，实时计算测站点的三维坐标。
四、 实验要求、内容及步骤操作
实验要求：
在规定的时间范围内，使用GPS接收机在相关区域内完成外业数据的采集以及对外业观测采集数据内业处理工作，实现解算其他未知点坐标以及熟练使用并掌握软件操作方法的目的。
数据采集与处理流程图：
实验步骤：
（一）外业数据采集
1.） 基站仪器架设：对中、整平基座。基站架设注意事项：
a.高度角在15度以上开阔、五大行遮挡物；
b.无限磁波干扰（200米内部能有微波炉、手机信号站等，50米内无高压线）。
c.位置比较高，基准站到移动站之间最好无大型遮挡物，否则查分传播距离迅速缩短。
2.）各基准站约定时间尽量同时开机。开机按一下红色按钮就好，打开GPS主机后，GPS自动接收信号，我们至少在该点测1个小时，数据才能满足计算要求。
3.）注意事项：手机与GPS主机距离最好在10米内，且其周围30米内无其他蓝牙设备。
(二)、数据内业处理
1.） 导入数据
a.选择“项目”菜单下的“导入”功能的导 入数据菜单，准备导入ZHD格式。将弹出数据类型选择窗口，列出了各种能加载的数据格式，目前，软件能支持的格式除HDS2003自定义的格式（如*.ZHD，*.HDH文件）以及标准的RINEX格式之外，还支持Trimble、徕卡以及国内的南方公司等其他几种格式。现在，如选择“中海达ZHD观测数据”，将弹出一个文件对话框。文件对话框将自动转到当前项目所在的路径，并列出该路径下相应扩展名的文件。用户可以一次选择一个文件，也可一次选择多个文件。
b.文件选择：在对话框的下方，有一观测文件类型组合框，组合框中默认的内容为自动，其它还有静态观测文件，动态观测文件两个选项。
2.） 项目属性设置
a.点击“项目菜单”下的“项目属性”子菜单，设置项目属性。项目细节的内容都会显示在网平差报告中，控制网的等级很重要，在数据处理过程中的许多检验都是根据不同的网的精度有不同的设置。详细精度指标请参考《全球定位系统（GPS）测量规范》。
b.坐标系统选择：如果用户需要添加新的坐标系统，点击“自定义坐标系统”按钮，进入原始参数中的“坐标系统”中，用户可以自己设置。
3.） 原始参数设置。
点击“项目”菜单下的“原始参数”子菜单，设置原始参数。
天线参数：在设置好天线名称、天线参数后，用户点击增加，就可以添加一个新的天线，用户也可以选择列表中的已有天线，点击“删除”按钮就可以删除当前选中的天线，所有天线的设置参数保存为Bin目录下的HitAnt.ini文件。
4.） 设置站点信息
5.） 处理静态基线 （动态路线）
1. 设定基线解算的控制参数：基线解算的控制参数，用以确定数据处理软件采用何种处理方法来进行基线解算。设定基线解算的控制参数是基线解算时的一个非常重要的环节。通过控制参数的设定可以实现基线的优化处理。
控制参数在“基线解算设置”中进行设置，主要包括“数据采样间隔”、“截止角”、“参考卫星”及其电离层和解算模型的设置等。
2. 外业输入数据的检查与修改：在录入了外业观测数据后、在基线解算之前，需要对观测数据进行必要的检查。检查的项目包括测站名点号、测站坐标、天线高等。对这些项目进行检查的目的是为了避免外业操作时的误操作。
3. 基线解算（基线解算自检，读入星历数据，读入观测数据，三差解算，周跳修复，进行双差浮点解算，整周模糊度分解，进行双差固定解算）。
4. 基线质量的检验。
6.） 平差前设置
◆ 坐标系设定 ：在进行网平差设置之前，应检查坐标系的设置是否正确。通常情况下，国内用户选择的坐标系椭球为北京54， 用户需要专门设置中央子午线、x和y方向的加常数等。坐标系的设置可在工具菜单下的坐标系管理中进行。如坐标系管理：用户在安装软件时， 北京54的椭球参数已经设置到软件系统中去了，并且，在建立新项目时，用户通常已经输入了坐标系参数。在进行网平差之前进行坐标系的设置，是为了进一步检查坐标系参数
◆ 网平差设置： 在“网平差”菜单下选择“网平差设置”，将出现下对话框，该对话框共分为四部分：网平差设置、自由网平差、二维平差设置、高程拟合方案等。
在网平差设置中，用户可以选择将要进行的网平差，如三维平差、二维平差、水准高程拟合等。在网平差设置中，没有提供自由网平差选项，因为在进行这些联合平差之前，软件都将自动进行自由网平差。
在网平差设置中，还可以重置中央子午线，因为通常情况下，用户在国内通常只需要使用一组椭球参数——北京54，在不同的地区通常只需要重设中央子午线。
◆ 自由网平差设置：在网平差设置中，用户可以选择将要进行的网平差，如三维平差、二维平差、水准高程拟合等。在网平差设置中，没有提供自由网平差选项，因为在进行这些联 合平差之前，软件都将自动进行自由网平差。
◆ 二维平差设置：二维联合平差是使用频率最高的平差方法，因为自由网平差后，用户得到的仅仅是WGS-84基准下的大地坐标，用户要得到国家或地方投影坐标，必须要与静态基线网中的已知点联测，从而将基线网中的其它点坐标转换成用户需要的平面坐标。
通常是在自由网平差后，得到的WGS-84下的大地坐标在投影后，需要四个转换参数，才能得到准确的投影坐标。这四个参数分别为两个平移参数、一个旋转参数、一个比例参数，系统二维平差的设置如下所示：在二维平差设置时，可以对这四个参数进行选择。默认的选择为“平移、旋转、缩放”。除非特殊情况，建议用户选择“平移、旋转、缩放”。
◆ 高程拟合：在“高程拟合方案”中，可以对几种方案进行选择，默认的选择为“曲面拟合”。
7.）进行网平差（提取基线向量网，基线向量网的连通检验，自由网平差，三维约束平差，二维约束网平差，水准高程拟合）。
8.）输出平差报告，处理结果的质量分析和控制。
五、 已知点坐标
B14(146.844,958.963)
B15(257.738,946.080)
六、 数据处理结果报告
坐标系统
坐标系名称:中国-WGS84
椭球长半轴 a：6378137.000000 椭球扁率 f：1/298.257224
投影名称:高斯三度带投影
尺度:1.000000 投影高:0.000000
X加常数:0.000000 Y加常数:500000.000000
平均纬度:000:00:00.000000N 中央子午线:114:00:00.000000E
基线简表
WGS-84三维无约束平差
平差参数
参考因子：0.87
χ平方检验(α=95%)：通过
自由度：9
平差基线边
T 检验列表
自由网平差坐标
二维平差
平差参数
迭代次数：2
网的参考因子： 0.8730
ｘ向平移：-3087356.2315米 ｙ向平移： -392369.0140米
比 例： 84.1320ppm 旋 转： -24842.3482秒
平面距离平差值
平面坐标
最弱点平面中误差
平差总结
平面距离平差值
未知点坐标
B11 （343.0367，990.7900）
B12 （279.6289，1051.6472）
B13 （156.2648，1067.5962）
六、实习总结
通过此次的实习，我深刻理解并完全掌握了GPS数据采集及处理的详细步骤：野外数据采集——数据传输——手簿输入——数据加工——数据预处理——基线解算——重复基线检验——同步环检验——异步环检验（以上为当天应完成的任务）——重测与补测——WGS-84中无约束平差——网精度分析——北京54/80/地方独立中三维无约束平差——三维约束平差——二维平差——成果报告——技术总结。
通过此次实习也让我深刻体会到了科学技术发展速度之快，在短时间之内就能根据已知点的坐标数据通过外业测量以及内业数据处理就能得出其他未知点位的通过平差后的高精度的坐标数据。
通过此次GPS实习也再次体会到GPS测量实时、点之间不需通视、全天候、点位精度高、误差分布均匀、受天气影响少等突出优势特点。
通过此次实习让我对专业知识有了更进一步的认识，此次实习的经验会在我在今后的学习、生活以及工作等多方面起到良好的促进作用。