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1、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
2、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
3、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
4、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
5、“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Hi
6、tAnt.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
7、. 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”
8、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
9、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
10、“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:500000.00
11、0000 平均纬度:000:00:00.000000N 中央子午线:114:00:00.000000E 基线简表B11_B13_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.0077-84.208356.7326-174.6598202.0289双差解0.0051-84.215156.6705-174.6534202.0088整数解0.0050-84.227456.6570-174.6566202.0128B11_B14_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.004616.704797.7736-172.3229198.8314双差解0.004016.720897.7777
12、-172.3208198.8329整数解0.004116.713897.7693-172.3227198.8298B11_B15_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.004237.212250.4053-73.344796.4619双差解0.003137.222850.3890-73.355596.4657整数解0.003037.227450.4123-73.354596.4788B12_B14_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.004876.650193.2434-107.9328161.9230双差解0.004076.630393.2577-107.930
13、1161.9201整数解0.004476.602793.2607-107.9172161.9002B12_B15_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.005597.103845.8957-8.9523107.7762双差解0.003697.118745.8931-8.9538107.7886整数解0.003597.115545.9019-8.9482107.7890B13_B14_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.0052100.965341.12522.3247109.0444双差解0.0050100.952641.12562.3314109.0329整数解
14、0.0050100.941341.11072.3321109.0169B14_B15_.3501L1X 增量Y 增量Z 增量距离三差解0.003720.5093-47.351598.9733111.6177双差解0.003520.5138-47.359098.9690111.6179整数解0.003520.5141-47.359298.9686111.6176WGS-84三维无约束平差平差参数参考因子：0.87平方检验(=95%)：通过自由度：9平差基线边 基线名 DX(m)DY(m)DZ(m)距离中误差 (m)改正数 (m)改正数 (m)改正数 (m)改正数 (m)相对误差B11_B13_.
15、3501-84.227356.6576-174.6555202.01200.00200.00010.00060.0011-0.00081: 101627B11_B14_.350116.713897.7698-172.3228198.83010.0009-0.00000.0005-0.00010.00031: 213533B11_B15_.350137.227850.4107-73.354296.47790.00100.0004-0.00160.0003-0.00091: 96544B12_B14_.350176.602393.2608-107.9171161.89990.0009-0.0004
16、0.00010.0002-0.00031: 181565B12_B15_.350197.116245.9017-8.9485107.78970.00090.0008-0.0002-0.00030.00061: 116707B13_B14_.3501100.941141.11212.3327109.01720.0020-0.00020.00140.00070.00031: 54604B14_B15_.350120.5140-47.359198.9685111.61750.0004-0.00020.0001-0.0000-0.00011: 248363T 检验列表 基线名 T - XT - YT
17、- ZB11_B13_.35010.05240.12790.3993B11_B14_.35010.00490.26720.0715B11_B15_.35010.17410.50170.0968B12_B14_.35010.27170.08070.1337B12_B15_.35010.36720.10670.1832B13_B14_.35010.13380.22250.2823B14_B15_.35010.26940.20890.0493自由网平差坐标点名纬度(D:M:S)经度(D:M:S)椭球高(m)点位中误差中误差 (m)中误差 (m)中误差 (m)B11_ 27:53:55.53838N1
18、12:55:01.63990E 40.34630.00080.00030.00030.0007B12_ 27:53:53.27168N112:55:03.59268E 34.49130.00080.00040.00040.0006B13_ 27:53:49.23224N112:55:03.66985E 33.73270.00160.00040.00050.0014B14_ 27:53:49.32109N112:54:59.68494E 33.55220.00050.00020.00020.0005B15_ 27:53:52.94695N112:54:59.66835E 34.24740.000
19、60.00020.00020.0005二维平差平差参数迭代次数：2网的参考因子： 0.8730向平移：-3087356.2315米 向平移： -392369.0140米比例： 84.1320ppm 旋转： -24842.3482秒平面距离平差值起点终点dxdy平距方位角中误差 (m)相对误差中误差 (m)中误差 (m)B11_B13_0.00060.0006201.9479157.64610.00091: 236844-186.771976.8062B14_0.00030.0003198.7574189.21440.00041: 453207-196.1927-31.8270B15_0.000
20、30.000396.3060207.66170.00041: 219534-85.2987-44.7100B12_B14_0.00040.0005161.9326214.91510.00071: 241456-132.7849-92.6842B15_0.00040.0005107.8130258.28490.00071: 160751-21.8909-105.5672B13_B14_0.00050.0006109.0409265.04370.00081: 139111-9.4208-108.6332B14_B15_0.00000.0000111.6398353.37340.00001: 904
21、8626110.8940-12.8830平面坐标点名xy中误差 (m)E(m)误差椭圆F(m)ET(D:M:S)中误差 (m)中误差 (m)B11_343.0367990.79000.00040.00030.0003 79:56:270.00030.0003B12_279.62891051.64720.00070.00060.0003128:12:360.00040.0005B13_156.26481067.59620.00080.00060.0005105:27:320.00050.0006B14_146.8440958.9630*B15_257.7380946.0800*最弱点平面中误差点
22、名xy中误差 (m)E(m)误差椭圆F(m)ET(D:M:S)中误差 (m)中误差 (m)B13_156.26481067.59620.00080.00060.0005105:27:320.00050.0006平差总结平面距离平差值起点终点dxdy平距方位角中误差 (m)相对误差中误差 (m)中误差 (m)B11_B13_0.00060.0006201.9479157.64610.00091: 236844-186.771976.8062B14_0.00030.0003198.7574189.21440.00041: 453207-196.1927-31.8270B15_0.00030.000
23、396.3060207.66170.00041: 219534-85.2987-44.7100B12_B14_0.00040.0005161.9326214.91510.00071: 241456-132.7849-92.6842B15_0.00040.0005107.8130258.28490.00071: 160751-21.8909-105.5672B13_B14_0.00050.0006109.0409265.04370.00081: 139111-9.4208-108.6332B14_B15_0.00000.0000111.6398353.37340.00001: 904862611
24、0.8940-12.8830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。