课程编号：1300356                     课程性质：必修

GPS测量与数据处理实习

实习报告

学院：         测绘学院         

专业：      测绘工程（A组）    

地点：         武汉大学         

班级：       测绘工程X班      

组号：        X  队  X  组      

姓名：         X X X            

学号：       2011301610XXX      

教师：      朱智勤  王甫红      

            章  迪  陈雪丰  李力      

20##年4月23日   至20##年5月6日

目录

1. 实习目的... 3

2. 实习指导组及其职责... 3

2.1 人员组成... 3

2.2 职责... 3

3. 实习学生分组安排... 3

4. 实习地点... 3

5. 实习内容... 4

5.1 GPS静态测量... 4

5.1.1 项目概况... 4

5.1.2 技术依据... 4

5.1.3 点位分布... 4

5.1.4 外业观测情况... 5

5.1.5 数据处理结果分析... 6

5.1.6 结果评价与评价依据... 6

5.2 GPS实时动态（RTK）测量... 7

5.2.1 任务... 7

5.2.2 要求... 7

5.2.3 作业过程... 7

5.2.4 地形图... 8

5.3 GPS实时动态（RTK）放样... 8

5.3.1 任务... 8

5.3.2 要求... 8

5.3.3 成果... 8

6. 实习体会... 8

附件1：GPS控制网示意图……………………………………………………………………..11

附件2：异步环闭合差统计……………………………………………………………………...12

附件3：重复基线较差……………………………………………………………………………28

附件4：三维无约束平差结果……………………………………………………………………30

附件5：二维约束平差结果………………………………………………………………………32

附件6：基线向量改正数…………………………………………………………………………33

附件7：GPS静态测量外业记录手簿…………………………………………………………...42

附件8：RTK测量地形图………………………………………………………………………...43

1. 实习目的

“GPS测量与数据处理实习”是测绘工程专业学生培养方案中一项重要的实践环节。学生通过该实习，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的方法，培养和提高利用所学理论知识解决实际问题以及通过团队协作完成复杂项目的能力。

2. 实习指导组及其职责

2.1 人员组成

实习指导组由负责指导实习的教师组成，本次实习指导组的人员安排及分工如下：

(1)      组长：朱智勤、王甫红

(2)      指导小组成员：陈雪丰、李力、章迪

2.2 职责

指导组各成员的职责如下：

(1)    组长：实习总负责，主要工作包括：实习计划的拟定，实习任务书的编写，实习指导组人员的组织协调。

(2)      所有指导组成员：外业观测期间：定期到各实习组进行指导，检查学生实习情况，采取适当措施保障学生人身的安全和仪器的安全。内业期间：定期到机房对学生进行指导。另外，在整个实习期间：做好记录，内容包括学生的实习表现、请假、迟到和缺席情况的记录；参加对学生进行的考试。

3. 实习学生分组安排

全体参加实习的学生首先分为队，队下面再分小组。本次实习分为3个队，每队分6个小组，每组5人。每队任命队长1名，每组任命组长、副组长各1名，其他成员为组员。

实习组各成员的职责如下：

队长：与实习指导老师进行联系，汇报实习情况，传达老师指令；在选点期间，负责确定最终的点位；在外业观测期间，负责制订观测计划，并进行外业观测的现场调度；收集各组出勤记录表、外业观测手簿、实习报告及相关资料。

组长、副组长：组内成员的考勤；与队长进行联系，汇报实习情况；每天出测前和收测后清查仪器及其它用具，并监督组内成员爱护和保养仪器；记录或指定专人填写外业观测手簿，收集各组员的实习报告及相关资料。

组员：按时出勤；参与选点、制订外业观测计划和外业调度方案；外业观测期间执行指导教师、队长和组长的指令，确保人身和仪器安全。

我们组属于2队，队长李万。我们07组组长尹建鹏，副组长周仁宇，组员李灵，刘琦，揭元翔。

4. 实习地点

实习的外业在武汉大学1，2，3校区及国际软件学院范围内进行。

实习的内业主要在武汉大学测绘学院学生计算机房进行。

5. 实习内容

实习内容包括GPS静态测量及数据处理、GPS 实时动态（RTK）测量以及放样等内容。

5.1 GPS静态测量

5.1.1 项目概况

本次实习测区位于武汉大学1，2，3校区及国际软件学院范围内，项目源自武汉大学测绘学院，要求。采用GPS静态测量技术，在武汉大学1区~3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。测区覆盖面积约为5000亩；地形比较复杂，建筑密集，树林茂密。精度等级为国家D级网，控制点数12个（包括已知控制点），平均点间距500米。

5.1.2 技术依据

《GBT 18314-2009 全球定位系统(GPS)测量规范》

根据实际情况，我们认为上面的规范在同步环的标准上要求过于严格，实际中难以达到，所以相关限差做了一些调整。

5.1.3 点位分布

点位介绍：

点位分布图：

5.1.4 外业观测情况

采用GPS静态测量的方法进行观测，仪器型号CHC-T5（其中有一组为CHCX91），根据下面《GBT 18314-2009 全球定位系统(GPS)测量规范》中的规范，我们设计的实际观测情况如下：

我们队的总观测是段数为4个时段，共12个GPS静态点，平均观测数为2，每个时段同步观测大约80分钟，卫星截止高度角10°，采样率10s，满足规范要求。本队分成6个小组，每个小组一套仪器，根据预先规划好的迁站方案进行观测，每个时段有6台接收机进行同步观测，迁站方案大部分采用翻转式以减少人员工作量。

5.1.5 数据处理结果分析

5.1.5.1 基线处理和质量控制

1.基线处理软件和方法

采用华测CGO数据处理软件，软件的基线解算采用单基线解。

2.同步环闭合差：略

3.异步环闭合差：见附件2

4.重复基线较差：见附件3

5.1.5.2 网平差处理及质量控制

1.网平差软件、参考系及平差过程

平差软件是华测CGO，首先在WGS-84坐标系下进行三维无约束平差，然后输入已知点坐标，在北京54坐标系下进行二维约束平差。

2.三维无约束平差结果：见附件4

3.二维约束平差结果：见附件5

4.基线向量改正数：见附件6

5.1.6 结果评价与评价依据

根据GPS测量规范，基线解算完成后，必须对基线解算进行质量检查，主要指标为同步环闭合差、异步环闭合差和重复基线较差, 合格的基线才可以使用, 不合格的基线应对其结果进行残差分析, 然后重新解算,重新解算仍不合格的基线需重新测量。网平差分为约束平差和无约束平差，分别要检查基线向量改正数和基线向量改正数较差。

       如果严格按照20##年的GPS测量规范D级网的标准，这次实习得到的GPS网质量不是很好，同步环闭合差有明显的超限。由于普遍认为规范对同步环的要求过于严格，因此我们忽略了这一项。部分异步环闭合差也有超限的，重复基线较差没有超限。删除几条基线后，剩下的异步环限差符合要求。网平差均符合要求。根据分析我们发现与G203夏坚白塑像有关的基线质量较差，可能是该点的遮挡物比较多，对卫星信号有影响。此外，我们观测期间下了一场不大不小的雨，可能也对观测形成了一定的干扰。在内业处理时，我们采用的华测软件比较简单，无法做复杂的基线处理，因此很多误差难以消除。

以后在做静态测量时，应该在选点时更加注意周边环境条件。同时在内业处理时使用功能更加全面的软件，以便对基线进行更为细致的处理。

5.2 GPS实时动态（RTK）测量

5.2.1 任务

采用GPS RTK测量方法测定一幅平面图，具体实习内容包括：基准站设置、流动站设置、外业观测、数据传输、数据编辑、平面图绘制。

5.2.2 要求

GPS 实时动态（RTK）测量实习的要求为：

(1)    测图区域：武汉大学信息学部和文理学部校区广场及周边区域；

(2)      地图要素：地形、道路、花坛、围栏、电杆和灯柱等。

(3)      成果：以组为单位，完成外业观测和数据传输，每人完成内业数据编辑和平面图绘制工作并提交各自的成果。

5.2.3 作业过程

基站设置：

1.将基准站GPS接受机安置在开阔并且相对较高的地方,电台和天线架设好,连上电缆后开机,先启动基准站。

2.建立新任务：给任务起一个文件名。

3.配置坐标系：在选择坐标系统窗口中选择WGS-84坐标。

4.连接蓝牙：选择：配置-手簿端口配置-搜索蓝牙-选择接收机型号-绑定-确定-接受。

5.配置参数：输入基准站的点名、天线高，选定一个广播电台，及其他配置

6、启动基准站：选定：测量-启动基准站

流动站的连接与设置：

1.新建任务。新建一个任务，用于存放一天的测量数据。

2.配置坐标系。选择WGS-84坐标系。

3.连接蓝牙。选择：配置-手簿端口配置-搜索蓝牙-选择接收机型号-绑定-确定-接受。

4.配置参数。选择和基准站一样的广播电台，及天线高等配置。

5.启动移动站。选择：测量-启动移动站。

6.点校正：键入三个已经点，然后测量这三个点坐标，然后进行点校正。

7.测量：进行地形地物的测量

5.2.4 地形图

见附件8

5.3 GPS实时动态（RTK）放样

5.3.1 任务

采用GPS实时动态（RTK）测量方法进行线路放样。具体实习内容包括：放样点坐标上传、基准站设置、流动站设置、外业放样、数据下传、数据检查。

5.3.2 要求

GPS 实时动态（RTK）放样实习的要求为：

(1)    地点：武汉大学信息学部和文理学部校区广场及周边区域；

(2)      测线形式：直线；

(3)      测线起点：自定义；

(4)      测线长度：50 m；

(5)      放样点间距：10m；

(6)      精度：放样坐标与设计坐标较差不大于5cm。

(7)      成果：放样点设计坐标及实测坐标。

5.3.3 成果

6. 实习体会

在这次D级GPS网的静态测量实习中我担任第2队第1组的组长，一方面要和其他组长和队长讨论测量方案，一方面要安排自己组员的任务。

在静态测量中，首先，实地踏勘选点是非常必要的。本次实习选点时，我们向B方向同学请教了很多，大多数点都是他们之前实习使用的点，不过由于我们每队多一组，因此多选了几个。后来发现有些点的结果不理想，说明我们有些点选择得不是很成功。在实际生产中GPS点需要埋石，一旦选定若出问题将造成巨大损失，因此应特别注意。其次，关于网形的设计，GPS点点位的大致选取阶段：按规范的要求在一个同步观测时段中的最长基线不宜大于两最短基线之和的三分之二，四台仪器同步观测的一个同步环中的内角不宜为过大的钝角，另外在点位的选取是也因考虑到迁站问题，在交通工具充足的情况下若翻转式迁站耗时太久应考虑采用平推式迁站。再次，在观测过程中需要检查接收机的工作状态，以及时发现问题，虽然外业静态GPS观测流程非常简单 ，但一旦出错将导致所有组重测，所以必须特别留心。另外一队就出现了准备迁站时才发现忘了把模式调成静态的情况。

在内业静态数据处理时，老师为了让我们尽快入门，因此让我们基线解算和网平差都在比较简单的华测软件上进行。一开始由于天线高设置问题发现误差很大，后来经过一位同学提醒修改了相关参数就解决了这个问题。查看残差图可以发现有些基线的结算结果很差，多数是因为卫星数比较少。有时候北斗和GLONASS卫星可以在一定程度上弥补GPS卫星不足，但由于不同的卫星属于不同的系统，这样做会引入系统差导致误差增大，所以不到万不得已尽量使用GPS卫星进行定位。在实际基线质量检验过程中，由于同步环要求过严，复测基线长度较差基本都能满足要求，所以我们主要看的指标是异步环闭合差。找到不合格的异步环，然后寻找它们的公共边以确定不合格基线，先处理基线，如果处理无效就禁用基线。采用这种方法是异步环全部合格然后进入约束平差，主要看的指标是基线向量改正数。最后输入已知点坐标进行约束平差。

GPS动态测量RTK的工作原理是将一台接收机置于基准站上，另一台或几台接收机置于载体(称为流动站)上，基准站和流动站同时接收同一时间、同一GPS卫星发射的信号，基准站所获得的观测值与已知位置信息进行比较，得到GPS差分改正值。然后将这个改正值通过无线电数据链电台及时传递给共视卫星的流动站精化其GPS观测值，从而得到经差分改正后流动站较准确的实时位置。由基站发射差分信号与移动接收机共同来确定所测点位的坐标。在动态测量时，动态GPS接收机要随时和基站保持联系，由于基站架设的位置低，信号也不是很强，因此信号容易被周围的树木建筑等遮挡，导致在很多地方移动接收机不能够的到固定解，因此在实际生产作业时基站应该尽量架设在比较高且开阔没有明显干扰源的地方。

由于差分信号是实时获取的相比于使用全站仪进行放样使用GPS放样大大提高了效率，并且能够达到很高的精度。放样可分为点放样和直线放样，实习中要求在50m的测线上进行放样，点间隔为10m，虽然实习中的点坐标是由自己来定的，但在生产中需要被放样的点是设计好的坐标，即根据设计坐标在实地找出设计点的实际平面位置，并测出其高程。直线放样采用放样到直线撒上的桩号，每次测量结束后只需加桩号即可得到下一个待放样点的坐标。由于观测手簿上有明确的指示，所以这一任务比较简单。

关于对实习的意见和建议，首先我觉得所给的控制点分布图的清晰度太低，很难根据地图找到相应点位。其次希望老师在实习前能带着我们去选点，这样不仅有利于实习成果质量的提高，还能让我们在选点的过程中学到更多的知识。最后，可能是老师为了让我们尽快入门所以选择了华测的软件，但这个软件本身功能过于简单，而且很多地方设计得很不合理，希望以后的实习中能使用更好的软件。

附件1：GPS控制网示意图

附件2：异步环闭合差统计
C82(G202,G203,G208)(2014/04/24-10:23:14.0)

C83(G202,G203,G207)(2014/04/24-10:23:14.0)

C84(G202,G201,G204)(2014/04/24-15:12:34.0)

C85(G202,G201,G211)(2014/04/24-15:18:54.0)

C86(G202,G201,G208)(2014/04/24-15:12:34.0)

C87(G202,G201,G209)(2014/04/24-15:19:04.0)

C88(G202,G201,G207)(2014/04/24-15:12:34.0)

C89(G202,G201,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C90(G202,G201,G210)(2014/04/24-15:18:04.0)

C91(G202,G204,G208)(2014/04/24-10:13:44.0)

C92(G202,G204,G207)(2014/04/24-10:16:54.0)

C93(G202,G211,G209)(2014/04/24-15:19:04.0)

C94(G202,G211,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C95(G202,G211,G210)(2014/04/24-15:18:54.0)

C96(G202,G208,G207)(2014/04/24-10:17:24.0)

C97(G202,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C98(G202,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C99(G202,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

C101(G203,G205,G206)(2014/04/24-12:57:34.0)

C102(G203,G205,G208)(2014/04/24-10:23:14.0)

C120(G203,G206,G208)(2014/04/24-10:23:14.0)

C122(G203,G208,G207)(2014/04/24-10:23:14.0)

C125(G203,G208,G207)(2014/04/24-10:23:14.0)

C126(G203,G208,G207)(2014/04/24-10:23:14.0)

C128(G205,G204,G206)(2014/04/24-12:57:34.0)

C129(G205,G204,G208)(2014/04/24-10:19:44.0)

C130(G205,G204,G207)(2014/04/24-10:19:44.0)

C131(G205,G206,G211)(2014/04/24-12:57:34.0)

C132(G205,G206,G208)(2014/04/24-12:57:34.0)

C134(G205,G206,G207)(2014/04/24-12:57:34.0)

C135(G205,G206,G212)(2014/04/24-12:57:34.0)

C136(G205,G206,G210)(2014/04/24-12:57:34.0)

C137(G205,G211,G209)(2014/04/24-15:19:04.0)

C138(G205,G211,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C139(G205,G211,G210)(2014/04/24-15:18:44.0)

C140(G205,G208,G207)(2014/04/24-10:19:44.0)

C141(G205,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C142(G205,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C143(G205,G212,G210)(2014/04/24-15:17:54.0)

C144(G201,G204,G208)(2014/04/24-10:13:44.0)

C145(G201,G204,G207)(2014/04/24-10:16:54.0)

C146(G201,G211,G209)(2014/04/24-15:19:04.0)

C147(G201,G211,G212)(2014/04/24-15:18:44.0)

C148(G201,G211,G210)(2014/04/24-15:18:44.0)

C149(G201,G208,G207)(2014/04/24-10:17:24.0)

C150(G201,G209,G212)(2014/04/24-15:19:04.0)

C151(G201,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C152(G201,G212,G210)(2014/04/24-15:17:54.0)

C153(G204,G206,G208)(2014/04/24-10:21:24.0)

C154(G204,G206,G207)(2014/04/24-10:21:24.0)

C155(G204,G208,G207)(2014/04/24-10:16:54.0)

C156(G204,G208,G207)(2014/04/24-10:13:44.0)

C157(G204,G208,G207)(2014/04/24-10:17:24.0)

C158(G204,G208,G207)(2014/04/24-10:16:54.0)

C159(G204,G208,G207)(2014/04/24-10:17:24.0)

C160(G204,G208,G207)(2014/04/24-10:17:24.0)

C162(G206,G211,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C163(G206,G211,G210)(2014/04/24-15:18:44.0)

C164(G206,G208,G207)(2014/04/24-10:21:24.0)

C167(G206,G212,G210)(2014/04/24-15:17:54.0)

C168(G211,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C169(G211,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C170(G211,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C171(G211,G209,G212)(2014/04/24-15:19:04.0)

C172(G211,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C173(G211,G209,G212)(2014/04/24-15:20:04.0)

C174(G211,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C175(G211,G209,G210)(2014/04/24-15:18:44.0)

C176(G211,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C177(G211,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C178(G211,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C179(G211,G209,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C180(G211,G212,G210)(2014/04/24-15:17:54.0)

C181(G211,G212,G210)(2014/04/24-15:18:44.0)

C182(G211,G212,G210)(2014/04/24-15:18:44.0)

C183(G211,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

C184(G211,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

C185(G211,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

C186(G209,G212,G210)(2014/04/24-15:17:54.0)

C187(G209,G212,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C188(G209,G212,G210)(2014/04/24-15:19:04.0)

C189(G209,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

C190(G209,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

C191(G209,G212,G210)(2014/04/24-15:20:04.0)

附件3：重复基线较差

B1(G2021141.hcs->G2011141.hcs)-B6(G2021144.hcs->G2011144.hcs)

B11(G2031142.hcs->G2041142.hcs)-B39(151203114A.hcs->150305114A.hcs)

B13(G2031142.hcs->151735114A4.hcs)-B50(151735114A1.hcs->150305114A.hcs)

B14(G2031142.hcs->150271114C.hcs)-B57(150271114A.hcs->150305114A.hcs)

B16(G2051143.hcs->G2061143.hcs)-B42(151203114C.hcs->150305114C.hcs)

B30(G2041142.hcs->151735114A4.hcs)-B37(151203114A.hcs->151735114A1.hcs)

B31(G2041142.hcs->150271114C.hcs)-B38(151203114A.hcs->150271114A.hcs)

B43(151203114E.hcs->151735114A5.hcs)-B46(151203114H.hcs->151735114A7.hcs)

B44(151203114E.hcs->150271114E.hcs)-B47(151203114H.hcs->150271114H.hcs)

B45(151203114E.hcs->150305114E.hcs)-B48(151203114H.hcs->150305114H.hcs)

B49(151735114A1.hcs->150271114A.hcs)-B51(151735114A4.hcs->150271114C.hcs)

B53(151735114A5.hcs->150271114E.hcs)-B55(151735114A7.hcs->150271114H.hcs)

B54(151735114A5.hcs->150305114E.hcs)-B56(151735114A7.hcs->150305114H.hcs)

B59(150271114E.hcs->150305114E.hcs)-B60(150271114H.hcs->150305114H.hcs)

附件4：三维无约束平差结果

附4.1 WGS84系统下平差大地坐标

附4.2 WGS84系统下平差空间直角坐标

附4.3 当地坐标系统下平面坐标

附4.4 误差椭圆分量

附件5：二维约束平差结果

附5.1当地坐标系统下平面坐标

附5.2 误差椭圆分量

附件6：基线向量改正数

G2021141.hcs->G2011141.hcs

G2021144.hcs->G2011144.hcs

G2051143.hcs->G2061143.hcs

G2021141.hcs->151203114A.hcs

G2021144.hcs->151203114H.hcs

G2031142.hcs->151203114C.hcs

G2051143.hcs->151203114E.hcs

G2011141.hcs->151203114A.hcs

G2011144.hcs->151203114H.hcs

G2041142.hcs->151203114C.hcs

G2061143.hcs->151203114E.hcs

G2021141.hcs->151735114A1.hcs

G2021144.hcs->151735114A7.hcs

G2031142.hcs->151735114A4.hcs

G2051143.hcs->151735114A5.hcs

G2011141.hcs->151735114A1.hcs

G2011144.hcs->151735114A7.hcs

G2041142.hcs->151735114A4.hcs

151203114A.hcs->151735114A1.hcs

151203114C.hcs->151735114A4.hcs

151203114E.hcs->151735114A5.hcs

151203114H.hcs->151735114A7.hcs

G2021141.hcs->150271114A.hcs

G2021144.hcs->150271114H.hcs

G2031142.hcs->150271114C.hcs

G2051143.hcs->150271114E.hcs

G2011141.hcs->150271114A.hcs

G2011144.hcs->150271114H.hcs

G2041142.hcs->150271114C.hcs

G2061143.hcs->150271114E.hcs

151203114A.hcs->150271114A.hcs

151203114C.hcs->150271114C.hcs

151203114E.hcs->150271114E.hcs

151203114H.hcs->150271114H.hcs

151735114A1.hcs->150271114A.hcs

151735114A4.hcs->150271114C.hcs

151735114A5.hcs->150271114E.hcs

151735114A7.hcs->150271114H.hcs

G2021141.hcs->150305114A.hcs

G2021144.hcs->150305114H.hcs

G2031142.hcs->150305114C.hcs

G2051143.hcs->150305114E.hcs

G2011144.hcs->150305114H.hcs

G2041142.hcs->150305114C.hcs

G2061143.hcs->150305114E.hcs

151203114C.hcs->150305114C.hcs

151203114E.hcs->150305114E.hcs

151203114H.hcs->150305114H.hcs

151735114A1.hcs->150305114A.hcs

151735114A4.hcs->150305114C.hcs

151735114A5.hcs->150305114E.hcs

151735114A7.hcs->150305114H.hcs

150271114C.hcs->150305114C.hcs

150271114E.hcs->150305114E.hcs

150271114H.hcs->150305114H.hcs

附件7：

GPS静态测量外业记录手簿

附件8：RTK测量地形图

附8.1本组地形图：

附8.2 本队地形图合图：

综合评语：