空间定位技术与应用实验指导书

《GPS技术与应用》实验指导书

实验一 GPS认识和静态观测

一、目的与要求

1、了解GPS接收机的组成和静态相对定位的原理。

2、掌握GPS接收机的使用（重点是Leica 200s GPS接收机）和静态相对定位的外业

观测的步骤。

3、掌握外业手簿的记录。

4、掌握相对定位布网方式。

二、计划与设备

1、试验时数安排6学时。试验小组由7人组成。

2、Leica200系列GPS 3台；Ashtech z-x系列GPS 4台；Trimble5700系列GPS 4台；

铅笔1 支；小刀1把；外业观测记录纸若干，三角架11个。

三、方法和步骤

(一) 外业观测

1、安置仪器

在待测或已知点上安置三角架，并安置基座，整平对中后进入下步；

2、连接（静态观测）（见下图）

图1 Ashtech连接示意图图2 Trimble连接示意图

图3 Leica 200s 连接示意图

把GPS天线和主机连接上(对Leica 200s GPS还需要连接电池和传感器)，检查连接无误后，便可准备开机观测，注意Leica和AshtechGPS天线要指北。

3、参数配置

对Leica 200s和Ashtech z-x GPS还需要进行高度截至角、采样间隔、GDOP值门槛值、观测模式、天线高度（天宝和阿什泰克是斜高，徕卡是垂高）量取方式等相关参数的设定(而Trimble 5700 GPS都采用默认的参数)，并量取天线高度3次（测前2次，测后1次）、输入点名和天线高度(Leica 200s还需输入天线偏差0.389m)。

注意：Leica 200s GPS观测时还要输入测区的近似大地坐标。

4、静态相对定位测量(外业数据的采集)

开机观测，并把点名、天线高度、开始和结束观测的时间以及其它相关信息记录在外业观测手簿上，观测略图如图4。

图4 观测略图

在对应的控制点（1、2、3和4）处同时安置仪器，同时开机对视场中的卫星进行观测，观测时间到，同时结束，采用这种相对定位方式进行数据采集，一个时段结束后，可采用（同步图形扩展式－点连接、边连接和网连接等）连接方式进行下一个时段的观测。

四、注意事项

1．严格的按照“GPS测量规范或规程”开关机、操作和使用仪器。

2．指导教师不在现场严禁乱动仪器。

3．仪器旁边严禁离开人。

4．实习结束后及时下载原始观测数据，提交外业观测记录、观测点略图等

5．严禁抄实习指导书，否则取消试验成绩，对相应的部分需要细化。

实验二动态GPS观测

一、目的与要求

1．了解差分GPS定位原理。

2．掌握载波相位实时差分技术（RTK）

2．掌握RTK的基本操作(参考站和流动站设置)和外业观测的操作流程，重点是天宝RTK。

二、计划与设备

1．实验时数安排2学时。试验小组由7人组成。

2．Ashtech Z-X系列GPS 4台或Trimble 5700 GPS 4台，对应的电台，三角架2个和RTK 观测的其它所必须设备，根据实际情况选择相应的GPS接收机。

三、方法和步骤

(一)、外业观测步骤(操作流程)

1、Ashtech GPS RTK操作流程

(1)、基准站连接(如图5)

在已知点安置三脚架，安置基座整平对中后，放上GPS天线(把指北标志指向近似北方向)，然后根据附图把电缆连接好，确认无误后继续下边的操作。

图5 Ashtech 基准站连接

(2)、基准站设置

在Win界面：双击测量图标选项(打开最后一个、打开所有的、新建) →项目名称→下一步→下一步→基准站点号、坐标、高程→回到主界面；点击测量菜单条下的基准站设置(base setup)一选setup标签一对话框(输入基准站点号、天线高〖斜高或半径〗→下一步base setup(按get position from rx) →出现基准站坐标(经纬度、大地高)set→提示对话框，点ok →ok→退回current gpsbase station点ok→回主界面(完成、拔线)；基准站设好的标志：电台的tx灯闪(说明基准站设置正确，已发信号)，注意电瓶的极性，连接电缆的红线接“+”，黑线接“一”。

(3)、流动站设置(连接如图6)

主菜单(测量下的流动站设置rover setup) →ok→get→set

图6 Ashtech 流动站连接

(4)、求转换参数

在Job下的编辑→点插入→输入已知坐标，ok →连续插入4点(先后均可)，关闭：进入测量下的控制点(control points)，点击→对话框(输入点号、点采集(control))出现解的情况(固定、sv、H及v误差)，好后按确认→回到控制点对话框，采集下一点，进入其对话框(选参与解算点)，点击solve →出现解算结果→认可→回到projection对话框，关闭close →关闭→回主界面

(5)、测量

测量下data collection →对话框(输入点号、属性)点point→点ok(提示标竿要稳)→测量结果→认可→ok →存盘

2、Trimble GPS 5700 RTK操作流程

(1)、参考站连接(如图7)

在已知点安置三脚架，把基座整平对中后，放上GPS天线，然后根据附图把电缆连接好。

图7 Trimble 基准站连接

(2)、参考站设置

检查电缆连接正确无误后，启动手簿；开机界面选“文件”，回车。选“任务管理”，回车。新建(F1)，输入项目名称，回车，确认(F1)，在“选择坐标系统”里选择“无投影／无基准”，回车。坐标选“网格”，确认(F1)，即退回到“任务管理”：开机界面选择“配置”，回车。选“测量形式”，回车。选“Trimble RTK"，回车。选“基准站选项”，回车。天线类型选“Zephyr Geomatic”，“测量到”选“Bottom of notch”，回车。选“基准站无线电”，回车。类型选“TRIMMARK3”，接收机端口选“端口3”，波特率选“38400”回车。

即返回到“Trimble RTK’菜单：开机界面选“测量”，回车。在选择测量形式里选“Trimble RTK”，回车，选“启动基准站接收机”，回车。输入点的名称，按“键入(F1)”，按选项，选GPS，按“此处(F3)”，输入天线高度，按“开始(F1)”，按“确认(F1)”，按“确认“(F1)”，即完成参考站的设置。

(3)、流动站连接(如图8)

图8 Trimble 流动站连接

(4)、流动站配置

检查电缆连接正确无误后，启动手簿；开机界面选“文件”，回车，选“任务管理”，回车。新建(n)，输入任务名称，回车。确认(n)，选“无投影／无基准”，回车。坐标选“网格”，确认(n)，即退回到“任务管理”：开机界面选“配置”，回车，选“测量形式”，回车，选“Trimble RTK"，回车。选“流动站选项”，输入天线高，天线类型选“Zephyr"，测量到选“Bottom of antenna mount"，回车。选“流动站无线电”，回车，类型是“Trimble internal”，按“连接(P1)”，基准站无线电模式选“Trim MARK II at 4800 bps”回车：开机界面选“测