一级GPS控制测量技术设计书知识讲解
GPS测量原理及应用各章知识点总结
GPS测量原理及应用各章知识点总结桂林理工大学测绘08-1 JL（纯手打）第一章绪论1、GPS系统是以卫星为基础的无线电导航定位系统，具有全能性、全球性、全天候、连续性和实时性的导航、定位和定时的功能。
能为各个用户提供三维坐标和时间。
2、GPS卫星位置采用WGS-84大地坐标系3、GPS经历了方案论证、系统论证、生产试验三个阶段。
整个系统包括卫星星座、地面监控部分、用户接收机部分。
4、GPS基本参数为：卫星颗数为21+3，卫星轨道面个数为6，卫星高度为20200km，轨道倾角为55度，卫星运行周期为11小时58分，在地球表面任何时刻，在高度较为15度以上，平均可同时观测到6颗有效卫星，最多可以达到9颗。
5、应用双定位系统的优越性：能同时接收到GPS和GLONASS卫星信号的接收机，简称为双系统卫星接收机。
（1）增加接收卫星数。
这样有利于在山区和城市有障碍物遮挡的地区作业（2）提高效率。
观测卫星数增加，所以求解整周模糊度的时间缩短，从而减少野外作业时间，提高了生产效率。
（3）提高定位的可靠性和精度。
因观测的卫星数增加，用于定位计算的卫星数增加，卫星几何分布也更好，所以提高了定位的可靠性和精度。
6、在GPS信号导航的定位时，为了解算测站的三维坐标，必须观测4颗（以上）卫星，称为定位星座。
7、PRN----------卫星所采用的伪随机噪声码8、在导航定位测量中，一般采用PRN编号。
9、用于捕获信号和粗略定位的为随机码叫做C/A码（又叫S码），用于精密定位的精密测距码叫P码10、GPS系统中各组成部分的作用：卫星星座1、向广大用户发送导航定位信息。
2、接收注入站发送到卫星的导航电文和其他相关信息，并通过GPS信号电路，适时的发送给广大用户。
3、接收地面主控站通过注入站发送到卫星的调度命令，适时的改正运行偏差和启用备用时钟等。
地面监控系统地面监控系统包括1个主控站，3个注入站和5个监测站。
1、监测和控制卫星上的设备是否正常工作，以及卫星是否一直沿着预定轨道运行。
GPS控制测量PPT课件
第六章 GPS控制测量
一、GPS的系统组成 GPS由空间部分、监控部分和用户接收机三部分组成。
1．空间部分 21+3颗（现有27颗）卫星组成；
六个轨道面，高度约2万km；
运行周期11h58m；
任意时刻、任意地点均可观测4 颗以上卫星。
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现代测量技术室
现代测量学
第六章 GPS控制测量
码长：2.35*1014bit,码元宽0.097752us(29.31m)，
码率 10.23Mbit/s,周期267天。
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五、导航电文 包括卫星星历、卫星工作状态、时间系统、轨道
摄动参数、大气改正参数、P码捕获信息等。传输一 次完整的导航电文约需12.5分。
注入站 在每颗卫星运行到上空时，把卫星星历、控 制参数和指令注入到卫星存贮器。
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第六章 GPS控制测量
3．用户接收机
基准站
移动站
双频GPS用户接收机
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第六章 GPS控制测量
组成：天线、控制显示器、电缆、电源等部分组成。天 线安放在整置于控制点的脚架上，接收卫星信号，在控 制显示器上获得的是天线相位中心的三维坐标。
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参考站GPS接收机
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移动站
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移动站接收机和天线
GPS控制网测量技术设计说明书
GPS控制网测量技术设计说明书第一部分概述1、测区概况本次实习在山东交通学院长清校区校内，长清校区三面环山，东面临湖，风景秀美。
测区大多以平地为主，起伏较小，并建有较多的楼房，树木高大。
气候以晴天和阴天为主，雷雨天气较少。
测区的面积约为1.52km，经度约为117°47´，纬度约为36°33´。
由于实习大多在本校区内，交通便利、水电充足。
2、作业依据GPS测量与数据处理实习指导书（老师编写）《GPS城市测量技术规程》——1998年建设部发布的行业标准一、二级GPS控制网技术设计书（本人编写）3、实习作业安排情况实习1.5周，共进行10天，实习安排如下：实习动员，踏勘、选点、埋桩1天；编写《一、二级GPS控制网技术设计书》0.5天；GPS野外数据采集3天；GPS数据处理（基线解算、网平差）2天；RTK 实习2天编写一、二级GPS控制网实习报告，上交资料1.5天。
第二部分平面坐标系统、高程系统、起算数据此次实习，所采用的平面坐标系为西安80、高程系为1985国家高程基准。
一中南点、红山点、粮食储备库点为起算点，其点号和坐标（西安80）分别为：EL08 (4046182.706, 477505.146, 42.066 ) EL10(4046021.377, 479499.471, 193.931) EL06(4046956.178, 480277.788, 150.940) 第三部分作业方法、质量和有关技术数据1、仪器设备及软件应用情况测绘083班使用3台Trimble 5800、TGO1.63软件、Data Transfer 软件、Configuration Toolbox软件；测绘084班使用3台南方灵锐S82、GPSADJ软件；2、作业方法测3、测4为联合观测同一控制网，我们采用3台Trimble 5800 、3台南方灵锐S82 分别观测和联合观测的作业模式。
GPS的基本知识ppt课件
• 精度指标的合理确定 • 网的图形设计 • 网的基准设计
精度指标的合理确定
对GPS网的精度要求，主要取决于网的用途。
精度指标，均以网中相邻点之间的距离误差来表示。根据 我国GPS测量规范的要求。
精度指标，直接影响GPS网的布设方案、观测计划、观测 数据的处理方法以及作业的时间和经费。所以，在实际设计 工作中，要根据实际需要确定。
单差：单差观测量通常是指 不同观测站同步观测相同卫 星所得观测量之差。
双差观测量是在单差法基础 上，对不同测站同步观测一 组卫星所得单差之差。
测站间同步观测量的单差示意图
T1
T2
测站间同步观测量的双差示意图
三差法是在双差法基础上，不同测站同步观测的 同一组卫星所得双差观测量作差分。
T1
T2
测站间同步观测量的三差示意图
一、伪距单点定位
• 伪距 就是卫星到接收机的距离观测量，即由卫星发射的测距
码信号到达GPS接收机的传播时间乘以光速所得的距离。
• 由于伪距观测量所确定的卫星到测站的距离，都不可避免地会 含有大气传播延迟、卫星钟和接收机同步误差等的影响。
• 为了与卫星和接收机之间的真实几何距离相区别，这种含有误
差影响项的距离观测，通常称为“伪距 ”，并把它视为GPS定
• 差分法载波相位测量虽然可以消去一系列 多余参数项(即指不含有测站坐标的项)，但 是在组成差分观测方程的同时，减少了观测 方程的个数，另外也增加了观测量之间的相 关性，这些都不利于提高最后解的精度。
• 一般是采用双差法求解最终结果。
• 三差法则只是用于整周跳变的探测和估计 或求得测站坐标的近似解。
GPS卫星
相对于经典的测量技术来说，这一新技术的主要特点 如下：
GPS测量与定位技术详解
GPS测量与定位技术详解导语：在现代社会，GPS已经成为生活中不可或缺的一部分。
无论是导航、运输、地图制作还是探险等领域，GPS测量与定位技术发挥着重要作用。
然而，对于大多数人来说，GPS仍然是一个神秘的概念。
本文将深入探讨GPS测量与定位技术的原理、应用和发展前景。
一、GPS的原理GPS全称为“全球定位系统”（Global Positioning System），是利用卫星、接收器和地面控制站相互配合的定位系统。
它的基本原理是利用卫星发射信号和接收器接收信号的时间差来计算接收器与卫星之间的距离，进而确定接收器的位置。
1. 卫星发射信号GPS系统中有24颗运行轨道稳定的人造卫星，它们每时每刻都在向地球表面发射信号，这些信号包含了有关卫星自身信息的数据。
2. 接收器接收信号GPS接收器接收到来自多颗卫星的信号后，通过解码和处理这些信号，获取卫星的位置信息及传输时间等。
3. 时间差计算接收器通过计算接收到信号的时间差，就能计算出接收器到不同卫星的距离。
4. 定位计算通过收集来自至少四颗卫星的距离信息，接收器可以利用三角测量原理计算出接收器自身的位置坐标。
二、GPS的应用领域GPS测量与定位技术已经广泛应用于多个领域。
1. 导航与交通GPS技术在导航仪、车载导航系统中得到了广泛应用。
它能精确计算车辆位置并提供导航指示，使得驾驶者能够更加方便、准确地到达目的地。
2. 地图制作通过对地表进行精确的GPS测量与定位，可以制作出高精度的地图。
这种地图在城市规划、土地调查以及地理信息系统等方面有着重要的应用。
3. 应急救援GPS技术在应急救援中发挥着重要作用。
通过卫星定位，可以快速确定事故现场或受困者的位置，提高救援效率和准确性。
4. 农业和气象研究GPS测量与定位技术在农业生产和气象研究中具有广泛应用。
通过对农田和气象观测站点进行精确定位，可以实现农作物生长状况的监测和气象数据的准确收集。
三、GPS技术的发展前景随着科技的发展，GPS测量与定位技术也在不断进步。
GPS控制测量技术设计书
GPS控制测量技术设计书概述本次实习的目的是了解控制测量作业的全过程，掌握GPS静态测量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操作能力。
测量依据、原则CH 2001-92《全球定位系统（GPS）测量规范》CJJ 73-97《全球定位系统城市测量技术规程》CH 1002-95《测绘产品检查验收规定》CH 1003-95《测绘产品质量评定标准》CJJ 8-85《城市测量规范》本工程《技术设计书》2 测区情况2．1 测区范围及任务本测区位于东经108°57’、北纬34°13’附近。
位于长安大学校本部东院，测区北临育才路，东至雁塔路，测区内为教学区，地势平坦，建筑物以及树木较多，通视条件较差。
本次实习在测区内布设7个GPS控制点，构建一个D级GPS网，满足实习需要。
2．2已有资料测区如有已知的国家高等级三角点，可考虑联测国家高等级点，将GPS网点的坐标转换到国家坐标系中。
如测区无已知的国家高等级三角点，采用测区独立坐标系。
2．3控制网起算数据本次实习GPS控制网可考虑利用国家等级点2个，国家等级点必须有西安1980坐标系坐标或1954北京坐标系坐标，作为本次实习GPS网的起算数据。
如无已知的国家高等级三角点，则采用测区中任意两点的独立坐标作为本次实习GPS控制网的起算数据，独立坐标系可选用已已建成的地方独立坐标系，也可以在实习是自己建立。
2．4坐标系统、高程系统和时间系统GPS基线向量为WGS-84坐标系，GPS网平面平差成果为西安1980坐标系坐标或1954北京坐标系坐标，并转换为测区相应的坐标系。
高程系统采用1985国家高程基准或1956黄海高程系统。
时间系统采用北京时间或UTC时间系统。
2.5GPS网的布设采用三台GPS接受机，按边连式的布网形式布设GPS控制网，等级为D级。
2.6GPS网的选点GPS点位的选择应符合技术要求，有利于使用其他测量方法进行联测；点位的基础应坚定稳固，易于长期保存，并有利于安全作业; 点位应便于安置接收设备和操作，视野开阔，被测卫星的地平高度角应大于15。
gps与控制测量课程设计
gps与控制测量课程设计一、教学目标本课程的教学目标是使学生掌握GPS（全球定位系统）的基本原理和控制测量的基本方法。
知识目标包括：了解GPS的发展历程、工作原理和主要组成部分；掌握控制测量的概念、方法和流程。
技能目标包括：学会使用GPS设备进行定位测量；能够独立完成控制测量的设计和实施。
情感态度价值观目标包括：培养学生对科学技术的兴趣和好奇心；增强学生的团队合作意识和责任感。
二、教学内容本课程的教学内容主要包括四个部分：GPS的基本原理、控制测量的方法、GPS设备的操作和控制测量的实施。
具体包括以下内容：1.GPS的基本原理：介绍GPS的发展历程、工作原理和主要组成部分，使学生了解GPS的定位原理和精度。
2.控制测量的方法：讲解控制测量的概念、方法和流程，使学生掌握控制测量的基本技术和方法。
3.GPS设备的操作：教授GPS设备的操作方法，包括设备的启动、设置、使用和数据下载等，使学生能够熟练使用GPS设备进行定位测量。
4.控制测量的实施：介绍控制测量的实施流程，包括控制点的选择、测量方案的设计、数据的采集和处理等，使学生能够独立完成控制测量的设计和实施。
三、教学方法为了实现本课程的教学目标，我们将采用多种教学方法，包括讲授法、讨论法、案例分析法和实验法等。
1.讲授法：通过教师的讲解，使学生掌握GPS的基本原理和控制测量的方法。
2.讨论法：通过小组讨论，激发学生的思考，培养学生的团队合作意识和解决问题的能力。
3.案例分析法：通过分析实际案例，使学生了解GPS设备的使用和控制测量的实施过程。
4.实验法：通过实验操作，培养学生的动手能力，使学生熟练掌握GPS设备的操作和控制测量的实施。
四、教学资源为了支持本课程的教学内容和教学方法的实施，我们将准备以下教学资源：1.教材：选择合适的教材，为学生提供系统的学习材料。
2.参考书：提供相关的参考书，丰富学生的知识视野。
3.多媒体资料：制作多媒体课件，生动形象地展示GPS设备和控制测量的使用过程。
GPS导航定位原理培训讲义
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伪距定位观测方程
测码伪距观测方程的常用形式如下：
X s X 2 Ys Y 2 Zs Z 2 1/2 cti
~ j ji I g (t) jiT (t)
式中j为卫星数，j＝1，2，3…。
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GPS定位方法分类
按用户接收机作业时所处的状态划分：
（1）静态定位：在定位过程中，接收机位置 静止不动，是固定的。静止状态只是相对的， 在卫星大地测量中的静止状态通常是指待定点 的位置相对其周围点位没有发生变化，或变化 极其缓慢，以致在观测期内可以忽略。
（2）动态定位：在定位过程中，接收机天线 处于运动状态。
j k
t
k
j k
t
k
k
t
k
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载波相位测量观测方程
通常的相位测量或 相位差测量只是测 Sj(t0)
出一周以内的相位 0 值，实际测量中，
如果对整周进行计
数，则自某一初始
N0
取样时刻（t0）以 后就可以取得连续
的相位观测值。
k
Sj(ti) i
Int(φ) N0
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载波相位测量观测方程
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第三部分 GPS导航定位原理
伪距测量 载波相位测量 绝对定位和相对定位 导航原理与方法 GPS测量误差来源
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绝对定位方法概述
绝对定位也称单点定位，是指在协议地球坐 标系中，直接确定观测站相对于坐标原点（ 地球质心）绝对坐标的一种方法。 绝对定位的基本原理：以GPS卫星和用户接 收机天线之间的距离（或距离差）观测量为 基础，根据已知的卫星瞬时坐标，来确定接 收机天线所对应的点位，即观测站的位置。 GPS绝对定位方法的实质是测量学中的空间 距离后方交会。原则上观测站位于以3颗卫 星为球心，相应距离为半径的球与观测站所 在平面交线的交点上。
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G P S 控制测量设计书1.工作大纲 ____________________________________________ 01.1任务来源___________________________________________ 01.2工作内容及任务______________________________________ 02. 技术设计方案_______________________________________ 02.1概述_________________________________________________ 02.1.1项目区概况_________________________________________________ 02.1.2已有资料及其利用情况_______________________________________ 02.2技术标准和要求______________________________________ 12.3技术路线和技术方案 ___________________________________ 12.3.1控制测量设计原则___________________________________________ 13.项目目组织实施计划和进度安排 _______________________ 43.1项目组织机构 _________________________________________ 43.1.1组织机构设置计划本项目组织机构设置计划如下图所示___________ 43.1.2各部分的具体职责___________________________________________ 43.1.3项目设备资源配置计划_______________________________________ 43.2项目进度安排 _________________________________________________ 44.质量管理措施、进度控制措施、生产安全保障措施_______ 54.1质量保证措施 _________________________________________________ 54.2项目进度控制 _________________________________________________ 54.3生产及资料安全保障措施 _______________________________________ 55. 提交成果资料_______________________________________ 6 6附录 ________________________________________________ 76.1GPS点之迹 ____________________________________________ 7泸州市金山村控制测量工程（一级GPS控制测量设计书）技术设计书1.工作大纲1.1任务来源为满足泸州市金山村泸职院2016级工程测量1班在金山村进行的数字化测图实训任务，泸职院2016级工程测量1班在金山村及其邻近地区开展控制测量工作。
1.2工作内容及任务为科学、有效开展此次控制测量工作，我班在实训老师的带领下，由实训老师提供共2个精度为四等控制点作为起算点，由我小组自行解算出2个精度为四等控制点作为起算点。
由实训老师统一部署，我班在泸州市金山村附近开展一级GPS控制测量工作。
此次控制测量需在金山村及其邻近区布设5个GPS控制点。
2.技术设计方案2.1概述2.1.1项目区概况泸州市龙马潭区金山村地处于厦门蓉高速泸州收费站旁，属于四川南部丘陵，地势连绵起伏，气候四季分明，属于亚热带季风性湿润气候。
金山村位于B= 105°37′，L= 28°5′2.1.2已有资料及其利用情况1.2017年12月，实训老师提供2个一级GPS成果点（LZ304、LZ4084）为此次一级GPS 控制测量平面及高程起算点。
2.利用奥维地图上提供的金山村影像资料，可谓本次控制测量选点、布网、以及外业观测工作调度用图3.2017年12月，由我小组自行解算出T02与T03坐标数据为一级GPS控制测量平面及高程起算点。
2.2技术标准和要求《卫星定位城市测量技术规范》CJJ/T 73-2010《全球定位系统（gps）测量规范》（GB、T18314-2009）2.3技术路线和技术方案首先完成一级GPS点的埋设，点位埋设完备后根据埋设时间安排一级GPS网观测。
2.3.1控制测量设计原则在已有2个国家四等GPS点的基础上布一级GPS控制网，以LZ304、LZ4084、T03、T02 4个GPS点作为此次一级GPS控制网的平面及高程起算点。
2.3.1.1采用的坐标系平面坐标系：80坐标系高程基准：1985国家高程基准2.3.1.2 一级GPS网的精度一级GPS网约束平差后，其相对精度不应低于1 ×10 -52.3.2 一级GPS网设计方案2.3.2.1 一级GPS点的布设2.3.2.2 一级GPS点的选点和埋石GPS点应选在利于长期保存和交通方便，对天同时良好的地方，卫星高度角≥15°，距离一万伏以上的高压电力线，广播电视塔等信号干扰源应远离。
应充分利用保存完好的原已有控制点,点与点之间不要求通视一线GPs点的埋设规格部分参照《全球定位系统充(Gs)测量规范》的要求埋设,石顶部20×20cm,下底30×30cm,高10cm。
标石的字头应大致指北一级GPS点的中心标志,按应用不锈钢制作,标志中心应刻有清晰、精细的十字线或嵌入不同颜色金属(不锈钢或铜)制作的直径小于0.5mm的中心点一级GPS点的点号。
2.3.2.4 GPS接收机的对中整平安置GPS接收机的基座必经过反复对中整平，整平后将管水准器旋转180°之后再次查看对中器是否严格对中，切勿一次性对中整平。
2.3.2.5观测计划第一观测时段I4、T02、I1、I2第二观测时段I4、I2、LZ304、I3第三观测时段I4、I3、LZ4084、I5第四观测时段I4、I5、T03、I12.3.2.6 一级GPS点的观测和记录一级GPS点的观测采用4台中海达双频GHN接收机观测,用边连接方式严格按布设图的设计方案推进,技术要求如下:卫星高度角=15:有效观测P星数≥4颗:平均重复设站数≥1.8:时段长度=90分钟:数据采样间隔10秒:闭合环或附合路线的边数不大于8条:几何图形强度因子Pop值应小于6,对中误差应小于3mm.GPS接收机的仪器高量至毫米,估读至0.1毫米,即小数点后第4位(例如1.3245m,“5”即为估读数值)。
在GPS接收机互为120°的3个方向上量取的天线高互差小于3m,并如实填写天线高。
开机前量测3次,取平均值作为最后结果。
作业人员在接到正式开机指令前,正确调整接收机模式(静态模式)开机并试验性采集静态数据5分钟,随即关机接到正式开机指令后,打开接收机电源,采集90分钟的数据，并注意GPS接收机电源情况锁定卫星情况、接收卫星数据情况.观测期间,不得在GPS附近50米以内使用电话、对讲机等通讯设备数据下载时应按观测时段分别建文件夹存放数据数据下载后采用中海达随机软件转换为?RINEX数据,以备数据处理.2.3.2.7一级GPS点的数据处理1.外业观测数据处理一级GPS控制网的野外数据处理宜利用GPS接收机的随机软件，按原码采用双差相位观测值进行基线解算，采用双差固定解作为最终结果。
外业观测采集的数据应转成RINEX格式进行备份。
2.外业观测数据质量检核相邻点间基线长度精度用下式表示：σ= ±√a^2+(b*d)^2 式中：σ—标准差（基线向量的弦长中误差mm ） a —固定误差b —比例误差系数=1ppm d —相邻点间距离（km ）同一时段观测值的数据剔除率，其值宜小于10%。
同步环闭合差应满足下表要求：GPS 网点的基线向量解算使用HGO 处理软件,非固定解的基 向量不得采用,同一时段观测值的数据采用率不低于80%。
基线解算的质量检验53 重复基线(复测基线)的长度较差d2不应超过2√5omm同步环坐标分量闭合差限差不得超过σmm 。
同步环坐标闭合差限不得超过53σmm 式中σ=√5^2=(1*d*10^-6)^2D ——同步环中各基线边平均距离(km)异步环坐标分量闭合差Wx 、Wy 、Wz 的限差均不得超过3√momT 异步环的坐标闭合差Ws 不得超过3√3nomm 式中σ=√5^2+(1*d*10^-6)^2D ——异步环中各基线边平均距离(km) PS 网平差处理无约束网平差采用合格的基线向量,利用中海达随机处理软件,选择地心模型,在 S-84坐标系下进行GPS 网的无约束平差。
无约束网平差后,基线分量的改正数(HsF,F)的绝对值不大3σ 约束平差已知点兼容性的检验约束网平差前应对已知点的兼容性进行检验,检验方法:无约束网平差合格后,固定3个已知点中任意2点的08国家坐标系的坐标,同时固这2点的1985国家高程基准的高程,选用地心模型和当地大地水准面,进行GPS 网g 约束平差。
分别比较另外1已知点点的坐标,其位移差在0.2m 以内,说明已知点兼容性较好,可作为已知点参与平差,否则作未知点处理。
国家08坐标系下的约束网平差无约束网平差合格后,固定经检验合格的3个已知点的2000国家坐标系的坐标及其85高程,选}用地心模型和当地大地水准面,进行GPS 网约束平差。
约束网平差后,最弱边的相对精度不得低于1× 10-5。
3.项目目组织实施计划和进度安排3.1项目组织机构3.1.13.1.2各部分的具体职责1.实训老师职责实训老师是项目开展的指挥部和决策中心,统管整个项目的计划、组织、控制、协调工作,本班共4个实训小组,在实训老师领导下开展工作,直接领导:并随时互相保持保持联络。
项目人员应经常到现场指导及监督生产,以保障项目各个环节的顺利实施,且制定生产计划，解决后勤保障与安全，并进行验收成果。
2.各实训小组职责负责贯彻和落实项目相关的计划与要求，解决生产有关的技术问题，进行生产，并且负责选点、埋石、观测和基线解算质量进行检查并整理资料提交验收。
3.1.3项目设备资源配置计划3.2项目进度安排严格按照实训日期要求进行：1.前期准备工作（制作基准点、踏勘、选点）14天。
2.控制点埋设2天3.控制点观测3天4.GPS数据处理以及网平差2天5.检查验收、资料整理、验收报告、成果移交2天以上工作和工作内容安排交叉进行4.质量管理措施、进度控制措施、生产安全保障措施4.1质量保证措施技术管理和质量管理除严格按实训老师要求外还应注意以下几点：1.全体人员在工作时参照.《卫星定位城市测量技术规范》CJJ/T 73-2010与《全球定位系统（gps）测量规范》（GB、T18314-2009）进行工作。