一 1、实习目的：通过GPS测量与数据处理的集中实习，进一步培养学生的实际动手能力和理论联系实际的能力，不但能够让学生掌握基本的软、硬件使用操作方法和GPS测量项目的作业流程，而且能够加深学生对所学专业理论知识的理解。
2、实习意义：了解GPS作业的过程，掌握GPS数据处理的基本知识、巩固课堂学习的理论知识，将理论与实践有机结合，提高理论水平与外业动手能力。
3、实习要求：（1）学会GPS网形结构的设计和选点、埋石的要求。
（2）掌握GPS接收机的基本使用及外业工作方法，外业观测的记录要求。
（3）初步掌握GPS数据处理软件的应用。
二 实习内容
两个班级分为六个小组，每个小组分别选出一名正负组长，实习中共布设了13个点，分别为1~10、A001、A002、A003等13个点，根据GPS作业调度表上的安排进行观测，采取静态相对定位，卫星高度角15°，时段长度为一小时十分钟，采样间隔5s,在六个基线点上同时安置六台接收机（对中、整平、定向），量取天线高，测量气象数据，同时开机进行同步观测，观测者认真填写测量手簿。
外业静态观测：
1、掌握GPS接收机的使用和静态相对定位的外业观测的步骤
2、外业静态观测使用的仪器为南方灵锐S82型号的GPS接收机3台，Ashtechz-x系列GPS两台，trimble5700 GPS接收机一台，所有接收机均能自动跟踪并锁定可以接受到的全部卫星，仪器性能可靠，精度满足设计要求。
3、天线距地面1米以上，严格整平，基座测前经过检验，严格对中，其对中误差小于1毫米
4、量取天线高应该从标石中心量至接收机黑色密封橡胶圈中心处，互成120度，量取三次，误差小于2毫米
5、观测过程中，记录员记录以下内容：测站名、观测日期、观测时间、观测员、记录员、时段号、接收机和天线号、天线高、关机时间、天气情况等信息。
6、GPS静态定位的基本原理：把卫星视为“飞行”的控制点，在已知其瞬时坐标（可以根据卫星轨道参数计算）的条件下，以GPS卫星和用户接收机天线之间距离（或距离差）为观测量，进行空间距离后方交会，从而确定用护接收机天线位置。
测量中的各个小组的测站点分布如下：
点位分布形成的结果图如下表：
5、实习内容：
（1）到测站后，先连接基座和脚架，对中整平。
（2）再将GPS天线、天线连接器和基座相连。
（3）将GPS天线和GPS接收机用天线电缆相连。
（4）确认对中整平，各线连接好后，量天线斜高，上到天线槽口，下到测站中心。
（5）5700GPS接收机接口介绍。5700型接收机显示面板包括：两个开关键：电源开关键和数据记录开关键；5个显示灯：数据记录状况显示灯、卫星状况显示灯、内置电台状态显示灯、A或2电池状态显示灯、B或3电池状态显示灯
6、测量步骤：
开机
① 按照作业时间开机或提前开机，按电源开关键开机，所有指示灯发亮时，松开按键，这时A电池或B电池状态显示灯只有一个长亮，如果电源灯快速闪烁时，说明该电池电量不足，接收机会自动切换使用另一块电池，其电池状态显示灯长亮。开机状态下，当电源灯快速闪烁或不亮时，说明电池电量不足。
② 静态作业条件下，接收机有内置电台时，其显示灯不起作用。
③ 卫星状况显示灯快速闪烁时，说明接收机在搜索、跟踪卫星或卫星颗数少于4颗。卫星状况显示灯一秒闪烁一次时，观测卫星颗数达到4颗或4颗以上。
④ 按记录键开关：当卫星颗数达到4颗或4颗以上时，按数据记录开关键，记录灯长亮，表明正在记录数据；当记录灯一秒闪烁一次时，说明快速静态测量数据已经足够。当记录灯快速闪烁时，表明接收机内存已满。
⑤ 在观测记录手簿上记录点名、天线类型及天线高、观测时段和卫星状况。
7 、关机 如果到了关机时间：
① 检查对中整平，再量天线高并记录，检查卫星状况。
② 按住数据记录开关，直到指示灯灭，停止记录。
③ 按电源开关，直到无指示灯闪烁。
④ 再拆天线、基座，装箱，搬站。
8、仪器初始化
当在野外仪器不能正常工作时，可以初始化仪器；具体做法是：
(1)按住电源开关大于15秒，直到所有显示灯熄灭又全发亮为止，这样仪器恢复厂家缺省设置。
(2)按住电源开关大于30秒时，消除接收机存储的所有文件，并格式化数据卡
9、测量要求：
(1)找寻点位：该点若已去过，应该不会发生问题；若是没去过点位，而按点之记找寻者，在到达点位之后应确认该点之标石号码，检核无误后再行架设仪器。台湾高铁之控制点有平面控制点与高程控制点（水平补点）之分，两点之间相距很近（通常平面控制点位于楼顶，而高程控制点位于该楼地面上）因此容易误认。而摆站人员应有的认知是高程控制点是突起的圆头钢钉；而平面控制点是平面十字丝。若还有疑义，则将该疑问记录于手簿上，避免造成内业计算上的大错误。
(2)架设仪器仪器的定心及定平是基本功。通常要注意的是：在定心及定平过程中，不要将天线盘架在脚架上，仅架上基座即可。光学求心仪因仪器高及个人视力不同，而有不同的焦聚，所以在定心之前应该要调整到最适合的焦聚，避免求心上有像差的发生。天线盘挂上之后，将天线盘的指示方向指向北方（若不知道北方在那，可利用石桩上刻字判别之，字的正向为北方），量测三个方向上的天线盘高（北方、东南及西南）及对应之英吋数，记录下来。开机后，将点号、天线高输入接收仪中，并开始接收卫星数据（注意每笔数据间隔秒数）。注意接收仪是否有接收资料。Trimble 5700型之接收仪，可利用灯号在判别，黄灯闪动即表示有数据输入。
(3)记录观测手簿：手簿是数据下载及内业计算最重要的信息记录，外业所发生的错误都必须要经由手簿的记载来改正之，因此手簿数据的记载务必要求正确、详尽。注意事项：注意点名、点号书是否正确。天线高、天线盘及接收仪的型号、序号记录是否正确。开关机时间务必记录。调制透空图，注意其方向。
(4)意外状况处理：摆设GPS人员尽可能留在仪器旁边，不要让仪器离开视线范围之外，数分钟需至接收仪查看一次，注意数据有无持续接收、电池剩余电量等。
动态GPS定位测量：
1、动态GPS一套、对讲机两个、写字板一个、钢卷尺一把
2、实习地点：辽宁科技学院
3、目的：熟悉熟练掌握GPS仪器设备的使用方法，学会使用GPS仪器进行控制测量的基本方法，培养学生的实际动手能力。
4、原理：GPS定位的基本原理是根据高速运动的卫星瞬间位置作为已知的起算数据，采用空间距离后方交会的方法，确定待测点的位置。如图所示，假设t时刻在地面待测点上安置GPS接收机，可以测定GPS信号到达接收机的时间△t，再加上接收机所接收到的卫星星历等其它数据可以确定以下四个方程式：
四个方程式中各个参数意义如下：
x、y、z 为待测点坐标的空间直角坐标。
xi 、yi 、zi (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4在t时刻的空间直角坐标，
可由卫星导航电文求得。
Vt i (i=1、2、3、4) 分别为卫星1、卫星2、卫星3、卫星4的卫星钟的钟差，由卫星星历提供。
Vto为接收机的钟差。 由以上四个方程即可解算出待测点的坐标x、y、z 和接收机的钟差Vto 。
目前GPS系统提供的定位精度是优于10米，而为得到更高的定位精度，我们通常采用差分GPS技术：将一台GPS接收机安置在基准站上进行观测。根据基准站已知精密坐标，计算出基准站到卫星的距离改正数，并由基准站实时将这一数据发送出去。用户接收机在进行GPS观测的同时，也接收到基准站发出的改正数，并对其定位结果进行改正，从而提高定位精度。
5、GPS RTK地形测量操作过程（TSC1操作过程）
（1）、建立新工作项目
（2）、对工作项目进行配置
（3）、设置RTK基准站
（4）、设置RTK流动站
（5）、地形点测量
（6）、结束测量
（7）、在TSCl电子手簿中阅读测量数据
6、GPS RTK地形测量具体操作步骤
（1）、建立、配置一个新工作项目
打开TSCl数据采集器电源开关。在主菜单屏幕上选择文件。选择工作作项目管理并按是键，输入工作项目名称，按回车键认可。如果TSCl中装有PC数据卡，用户需将数据存入数据卡时，可以改变数据路径到数据卡，按回车键认可来建立工作项目。屏幕显示选择坐标系统，有两种方法：键入参数和无项目/无水准。如果用户使用的坐标系是标准的北京54或西安80坐标，Trimble建议使用键入参数方法(使用无项目/无水准也可以)
（2）无项目/无水准法
采用点校正方式建立坐标转换方式，Trimble强烈建议平面至少3个点，如果进行高程拟合则必须有四个水准点参与点校正。
7、GPS RTK地形测量具体操作步骤
GPS RTK基准站设置
（1）架立基准站系统
（2）启动基准站接收机
打开TSCl电子手簿电源，TSCl软件启动的同时也打开了接收机电源。
（3）设置基准站
GPS RTK流动站设置
（1）安装RTK流动站系统
（2）启动流动站
RTK测量
GPS RTK流动站初始化完成后，进入测量菜单，就可以进行测量。测量一般有两种形式：
（1）独立点测量
（2）连续采集测量点
使用南方灵锐S82-2008双频GPS接收机进行RTK测量
（一） 基准站和移动站安装
基准站安装：
1、在基准站架设点安置脚架，安装上基座对点器，再将基准站主机装上连接器置于基座之上，对中整平。
2、安置发射天线和电台，建议使用对中杆支架，将连接好的天线尽量升高，再在合适的地方安放发射电台，用多用途电缆和扩展电源电缆连接主机，电台和蓄电池。
3、检查连接无误后，打开电池开关，再开电台和主机开关，并进行相关设置。
移动站安装：
1、连接碳纤对中杆，移动站主机和接收天线，完毕后主机开机。
2、安装手簿托架，固定数据采集手簿，打开手簿进行蓝牙连接，连接完毕后即可进行仪器设置操作。
（二）仪器设置
1.基准站电台发射
P+F长按 等六个灯都同时闪烁；a：按F键选择本机的工作模式，当BT灯亮按P键确认（如图1）选择基准站工作模式；b：等数秒钟后电源灯正常后长按F键等STA和DL灯闪烁放开F键（听到第二声响后放手即可），按F键SAT，PWR循环闪，当PWR亮按P键确认如图2选择电台传输方式，
工作过程中按一下F键灯的状态如图9所示，表示目前是移动站电台模式（3秒后自动转入工作状态）
2.移动站.电台模式
P+F长按 等六个灯都同时闪烁；a：按F键选择本机的工作模式，当STA灯亮按P键确认（如图7）选择移动站工作模式；b：等数秒钟后电源灯正常后长按F键等STA和DL灯闪烁放开F键（听到第二声响后放手即可），按F键DL，SAT，PWR循环闪，当DL亮按P键确认如图8选择电台传输方式。
工作过程中按一下F键灯的状态如图9所示，表示目前是移动站电台模式（3秒后自动转入工作状态）
（三）使用PSION手簿RTK测量操作流程（使用坐标管理库）
1.主机与手簿的蓝牙配置
我的电脑→控制面版→电源→内键设备→启用蓝牙设备（勾打上）
我的电脑—控制面版—蓝牙→搜索→双击和主机相对应的号码名称→ASYNC后面的端口位置双击→选中活动（使活动前面的勾打上）→OK→OK
2.进入程序
(1)点击桌面上的工程之星如果桌面上没有工程之星→我的设备→FLASH DISK→SETUP→点击PRTKPRO
(2)进入程序后弹出端口打开失败，请重新连接→OK→设置→连接仪器→选中输入端口→连接。在状态栏显示固定解时→点击望远镜→基站→查看差分格式→是否和基站的编号一致。
(3)工程→新建工程→输入工程名称→OK→选择坐标系→下一步→输入当地的中央子午线→确定
(4)工程→新建文件→输入文件名称（建议以当天日期为准）→OK
(5)校正
①基站架设在已知点
基站架设在1号点然后移动站到2号已知点上后→设置→控制点坐标管理库→增加→输入1号点的坐标→ok→气泡居中的情况下点读取基准站坐标→输入基准站的仪器高→设置→增加→输入2号点的坐标→ok→气泡居中的情况下点读取移动站坐标→输入移动站的仪器高→设置→保存→任意起个名字保存一下→应用。
②基站架设在未知点
基站架设在未知点然后移动站到1号已知点上后→设置→控制点坐标管理库→增加→输入1号点的坐标→ok→气泡居中的情况下点读取移动站坐标→输入移动站的仪器高→设置→保存→任意起个名字保存一下→应用。
移动站到2号已知点上后→增加→输入2号点的坐标→ok→气泡居中的情况下点读取移动站坐标→输入移动站的仪器高→设置→保存→任意起个名字保存一下→应用。
(6)碎步测量
按A键→修改点名及天线高→确定（注：在第一次采集的时候要求输入点名及天线高，在第二次采集的时候就不用了）
(7)文件转换
在一天的测量完成以后→工程→文件输出→源文件→选择今天所测数据文件名→确定→目标文件→起一个名字最好是以当天日期加上CASS（例0309cass）→转换→OK→退出
(8)一天的测量结束
工程→关闭GPS主机→E（工程→退出）
3.数据传输
将SD卡装入手簿→我的设备→FLASH DISK→JOBS→进入工程名文件夹→DATA→选择0309cass→复制→左上角X（关闭）→我的设备→SDMMC CRAD→粘贴→手簿关机→将SD卡取出→放进读卡器和电脑连上拷贝到电脑。
三、实习成果
1、外业静态测量
在外业进行GPS静态测量时应该注意以下几点:
（1）点位选择应该易于安装接收设备，视野开阔的较高点上，视野障碍物高度角应该小于15°，以减少GPS信号被遮挡或被障碍物吸收。
（2）点位附近不应有大面积水域或强烈干扰卫星信号接收的物体，以减少多路径效应影响。
（3）点位选择应在交通便利，有利于其他观测手段扩展与联测的地方，路基稳定，便于点的保存。
（4）GPS网点一般应埋在设具有中心标志的标石，以精确标志点位点的标石和标志应稳定、坚固以利于保存和利用。
（5）每个点位标石埋设结束后，在实地测绘点记，在点之记中做2~3个护桩，其余GPS点位的距离精确到0.1米。（……）
（6）网形测区：最好有至少三个已知控制点分布在测区外围的四个象限，若已知三角点（控制点）位于测区外面，则测区外缘与该已知点之距离最好不超过20km。（7）
（7）网状测区：一般而言，在每10km*10km范围内需有4个已知水平点做为控制点，且分布于测区周围。若欲得较高之高程精度时，可于测区内加密水平高程控制点的数目，通常待测点与已知水平点相距最好不超过5km。
（8）任何意外造成仪器之定心、定平移动甚至倾倒，则立即关机重新架设，并在手簿上记录关机及开机时间。断电处理：换上新电池，重新开机，记录断电及重开机时间。若有本身无法排除之困难，则立即回报并记录状况
2、动态GPS定位测量
A 在实习过程中接收机突然没有信号。像这种情况有可能是流动站的电源装置没有电了或者是流动站的连线出了问题（比如接触不良），还有就是基准站出了问题（可能是电源没有电了.可能是接收机的连线因外界原因导致松动。）
B 在实习过程中中突然显示单点定位。是因为接收的卫星数不够导致无法解算。
C 在实习过程中 手薄上显示的解算值始终迟迟不能固定。可能是因为流动选点有问题即（选点周围有高的建筑物或周围有无线电发射源、高压电线或周围有大面积的水域）
D 小组个成员之间的分配与安置不太理想。是因为在刚开始的时候大家工作不合理导致有一些同学很累而有一些的同学却没有得到锻炼。
E 在实习过程中流动站的接收机的无线电信号突然为0。这种原因应该是基站接收机出了问题。
3、基线解算
影响基线解算结果的因素主要有以下几条：
（1）基线解算时所设定的起点坐标不准确
（2）起点坐标不准确，会导致基线出现尺度和方向上的偏差。
(3)少数卫星的观测时间太短，导致这些卫星的整周未知数无法准确确定
(4)在整个观测时段里，有个别时间段里周跳太多，致使周跳修复不完善
(5)在观测时段内，多路径效应比较严重，观测值的改正数普遍较大
应对措施
（1）卫星观测时间短的应对方法
若某颗卫星的观测时间太短，则可以删除该卫星的观测数据，不让它们参加基线解算，这样可以保证基线解算结果的质量。
（2）周跳太多的的应对方法
若多颗卫星在相同的时间段内经常发生周跳时，则可采用删除周跳严重的时间段的方法，来尝试改善基线解算结果的质量；若只是个别卫星经常发生周跳，则可采用删除经常发生周跳的卫星的观测值的方法，来尝试改善基线解算结果的质量。
(3)多路径效应严重
由于多路径效应往往造成观测值残差较大，因此，可以通过缩小编辑因子的方法来剔除残差较大的观测值；另外，也可以采用删除多路径效应严重的时间段或卫星的方法。
(4)对流层或电离层折射影响过大的应对方法
对于对流层或电离层折射影响过大的问题，可以采用下列方法：
a 提高截止高度角，剔除易受对流层或电离层影响的低高度角观测数据。但这种方法，具有一定的盲目性，因为，高度角低的信号，不一定受对流层或电离层的影响就大。
b 分别采用模型对对流层和电离层延迟进行改正。
c 如果观测值是双频观测值，则可以使用消除了电离层折射影响的观测值来进行基线解算。
四、实习体会
测量之前，指导老师首先示范安装仪器、操作仪器并讲解每一个步骤的意义和可能出现的误操作和检查方法；测量中间，老师检查仪器的安装和操作情况，及时发现问题，及时讲解和纠正，同时指导老师积极回答学生提出的问题；测量完成之后，指导老师围绕测量中间的突出问题进行讲解、总结经验和教训，以加深学生的印象；数据处理之前，老师首先进行示范讲解数据处理的基本步骤和基本方法，每一个步骤的作用和意义。在这次实习中，我深刻体会了现代的测绘在空间卫星技术下的发展和GPS在各方面的领域的广泛运用,也深刻的理解了现代社会对内业处理工作者的高知识水平的要求 ，觉这次外业数据采集同学们还是比较空闲，建议学院在今后GPS实习中可以增加适当的项目，充实同学们的测量生活