GPS教学实习报告
学 院： 信息工程学院 专 业： 测绘工程 班级组号： 学生姓名： 学 号： 指导教师：
中国地质大学（武汉） 年 月日 至 年 月日
一、 前言........................................................................................................... 3
（一） 目的 .................................................................................................. 3 （二） 任务 .................................................................................................. 3 （三）要求.................................................................................................... 3 二、
GPS静态测量 .......................................................................................... 3
（一） 概述 .................................................................................................. 3
1. 测区概况............................................................................................ 3 2. 作业依据............................................................................................ 4 3. 实际作业安排情况............................................................................ 4 （二） 坐标基准、起算数据 ...................................................................... 4 （三）作业方法、质量和有关技术数据.................................................... 4
1. 仪器设备及软件应用情况............................................................... 4 2. 作业方法........................................................................................... 4 （1）GPS网的布设 ............................................................................. 4 （2）观测过程...................................................................................... 5 （四）成果数据处理.................................................................................... 7
1. 数据传输........................................................................................... 7 2. 数据格式转换................................................................................... 7 3. 基线解算............................................................................................ 8 4. 网平差................................................................................................ 9
三、RTK 测量 .................................................................................................... 12
（一）RTK 地形测量 ................................................................................ 12
1. 概述................................................................................................. 12 2. 作业流程......................................................................................... 13 4. 数据处理.......................................................................................... 13 （二）RTK 放样 ........................................................................................ 14
1.概述................................................................................................... 14 2.作业流程........................................................................................... 14
四、实习总结...................................................................................................... 15
一、 前言 （一） 目的
GNSS教学实习是测绘工程专业学生一项重要的实践环节。学生通过实习，熟练掌握GPS外业测量过程中的数据采集操作，掌握利用GNSS技术进行控制测量、地形测量和放样等测绘工作的方法，加深学生对所学专业理论知识的理解。
（二） 任务
1. 掌握《GNSS 原理及应用》课堂教学的内容，巩固和加深课堂所学的理论知识；
2. 熟练掌握 GNSS 仪器设备的使用方法，学会使用天宝R8仪器进行静态观测的基本方法，掌握布设控制网的方法；
3. 掌握天宝TTC软件基线解算、网平差等处理数据的方法； 4. 熟练使用中海达H32系列RTK系统进行秭归部分地形图的测绘。
（三） 要求
1. 严格按照《全球定位系统（GPS）测量规范》要求，精心设计、合理安排作业； 2. 每个组员能够掌握外业观测和内业计算方法； 3. 选用同一的坐标系统。
二、 GPS静态测量 （一） 概述
1. 测区概况
秭归县位于中国湖北省宜昌市，地处川鄂咽喉，长江西陵峡两岸。地理坐标为东经110°18'～111°0'，北纬30°38'～31°11'。地理坐标为东经110°18'～111°0'，北纬30°38'～31°11'。秭归地势西南高东北低，东段为黄陵背斜，西段为秭归向
斜，属长江三峡山地地貌。秭归属亚热带大陆季风气候。海拔600米以下地区，温热冬暖；600米～1200米地带，温和湿润，冬冷夏凉；1200米以上地区，冬寒无夏具有典型的山区气候特征。初夏气候温和，雨水适中，盛夏日均气温一般在27℃以上，常有特大暴雨、洪涝出现，夏末湿度减小，炎热少雨，常有伏秋连旱出现。静态观测地点较为宽阔，适合做静态观测。
秭归实习基地处于半山腰，地形起伏较大，有许多房屋，对于RTK地形测量有较大影响，处于房屋角、岩壁下、遮挡较多的地方信号差，定位精度差。 2. 作业依据
《全球定位系统(GPS)测量规范》GB-T-18314-2009 3. 实际作业安排情况
年7月9日 ：选点、实习动员讲课、熟悉仪器及数据处理； 年7月10日 ：静态观测 年7月11日 ：数据处理
（二） 坐标基准、起算数据
GPS观测得到的数据的坐标系为WGS-84坐标系。
（三） 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
静态观测使用天宝R8进行观测，数据使用天宝DataTransfer软件进行导出，
使用天宝TTC 2.7进行基线处理、网平差等。 2. 作业方法 （1）GPS网的布设
本次实习精度要求为E级，本次共有6个小组，共采用6台GPS接受机，
观测点有9个，选择3个点为公共点，按点连式的布网形式布设GPS控制网网型如图1。
45671289图1 GPS网型
9个观测点的位置为提前选好的点，本控制网为在已有观测点的基础上设计
3
而成，合适的网型相对较少，经过所有小组的讨论，得出一个比较合适的网型，即上图所示。本次GPS观测点大多位于山头或者区域开阔出，部分地区临近水域，有可能引发多路径效应。 （2）观测过程
观测前，本班通过抽签决定每个小组需要到达的点号，需要观测2个时段，上午、下午分别一个。上午在6个点上观测一个时段，下午保持其中3个公共点不动，将其他三台GPS移动到另外三个观测点上观测一个时段。GPS接收机在开始观测前，应进行预热和静置。
依据接收机的台数和点位情况，结合实习现场的情况，静态观测安排为，按
照《全球定位系统（GPS）测量规范》（GB/T 18314-2009）中E级网的技术要求，进行两个时段的静态观测，采用边连式构成GPS控制网。
表1 各级GPS测量基本技术要求规定
项目 AA A B C D E 卫星截止高度角（º） 10 10 15 15 15 15 同时观测有效卫星≥4 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4 ≥4 总数 有效观测卫星总数 ≥20 ≥20 ≥9 ≥6 ≥4 ≥4 观测时段数 ≥10 ≥6 ≥4 ≥2 ≥1.6 ≥1.6 静态 ≥720 ≥540 ≥240 ≥60 ≥45 ≥40 双频时— — — ≥10 ≥5 ≥2 +P(Y) 段快双频全长速— — — ≥15 ≥10 ≥10 波 度静单频或min 态 双频半— — — ≥30 ≥20 ≥15 波 采10～静态 10～30 10～30 30 30 30 样30 间快速静态 5～15 5～15 5～15 — — — 隔s 时静态 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 ≥15 段双频— — — ≥1 ≥1 ≥1 中+P(Y) 任双频全— — — ≥3 ≥3 ≥3 意波 卫快星速有静效单频或态 观双频半— — — ≥5 ≥5 ≥5 测波 时间min 注 1 在时段中观测时间符合表7中第七项规定的卫星，为有效观测卫星。 2 计算有效观测卫星总数时，应将个时段的有效观测卫星数扣除其间的重复卫星数。 3 观测时段长度，应为开始记录数据到结束纪录的时间段。 观测时段数≥1.6，指每站观测一时段，至少60％测站再观测一时段。
安置仪器时，存在观测墩，不需要架脚架，只需要将GPS接收机拧在观测墩上，整平即可。
测量天线高时，垂直测量，到天线护圈中心，并且通过三个方向测量取平均值。记录开机时间和天线高。
待所有小组都到达指定位置后，同时开机。打开接收机后，收到足够卫星后开始记录静态；记录静态时不能触动仪器，尽量避免人为干扰，安排人员专门看守。结束采集时，按住电源键直接关机，在结束之前再次从三个方向量测天线高，记录下平均值。
（四） 成果数据处理
1. 数据传输
静态观测完的数据存储在GPS接收机中，需要经过传输才能导入计算机中，本次使用的是天宝R8，使用DataTransfer软件进行数据传输。 2. 数据格式转换
从接收机中导出的数据格式为DAT格式，需要将其转换为o文件和n文件。使用GNSS数据预处理软件TEQC对导出的数据进行格式转换。使用如下格式的命令即可将DAT文件转换为o文件和n文件：
teqc - tr do -week **** + nav result.**n +met result.**m source.dat > result.**o
为防止出现意外情况，每个时段都提前开机和延后关机一段时间，故为了得到较好质量的数据，需要对观测数据进行一定时间间隔的提取，使用如下格式的命令即可提取一定时间间隔的o文件：
teqc -st 14:07:10:00:00:00 -e 14:07:10:01:30:00 test.14o >testResult.14o
3. 基线解算
得到观测数据的o文件和n文件后即可进行基线解算，本次实习使用天宝基
线解算软件TTC 2.7进行基线解算。
在TTC 2.7中导入所有观测数据，修改点号、天线类型、天线高等信息。导
入后使用“处理GPS基线”功能进行GPS基线批量处理。
图2 平差后的网型
使用“处理GPS基线”功能后，得到的基线绿色的代表该条基线合格，如果出
现黄色的，代表基线不合格需要对其进行修改。选中黄色的基线，查看报告，在报告中的浮动模糊度概要一节中找到误差最大的卫星，使用图形基线编辑器(扫描…)，在图形基线编辑器中将质量较差的部分忽略掉，重新进行处理，查看报告继续修改误差较大的卫星观测部分，直到基线处理合格。基线处理合格后将显示为绿色。如下图所示：
图3 基线处理结果
4. 网平差
待所有基线为绿色后，进行质量检查，确认质量检查通过后进行网平差，在
“三维平差”中选择“自由”，单击“平差”。平差完成后，点击“报告”，选择需要查看的报告，点击确定，即可查看报告内容。如有不合格的，继续处理基线，直至全部通过。自由平差通过后如下图：
图3 自由网平差结果
使用自由网平差得到的区域坐标系上平差测点结果及平差点误差椭圆见表1、表2.
表1 区域坐标系上平差测点 (平面坐标及标准差)
测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9
北向 0.0000m -499.5295m -814.9624m 502.1783m 414.0951m 333.4414m 192.7835m -560.6194m -684.0446m
σ 0.5mm 0.4mm 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.6mm 0.6mm 0.9mm 0.8mm
东向 -0.0000m 323.1406m 1266.9425m 264.9161m 562.4433m 854.6096m 1012.9295m -238.1627m 85.5344m
σ 0.5mm 0.3mm 0.4mm 0.5mm 0.5mm 0.6mm 0.6mm 0.9mm 0.8mm
椭球高 -22.5972m -8.5013m -69.5168m 8.3583m -54.3457m -58.8240m -83.6521m -0.9308m 35.7610m
σ 0.9mm 0.7mm 0.9mm 0.9mm 1.0mm 1.1mm 1.2mm 1.8mm 1.7mm
注：参考球面半径是 6372000.000 m.
表2 平差点误差椭圆
测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9
长半轴 0.5mm 0.4mm 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.6mm 0.6mm 1.0mm 0.9mm
短半轴 0.4mm 0.3mm 0.4mm 0.5mm 0.5mm 0.5mm 0.6mm 0.8mm 0.8mm
角度 -51.8° 0.4° -25.8° -31.3° 72.6° -28.7° 66.7° 42.4° -32.5°
95% 置信半径
1.1mm 0.9mm 1.1mm 1.2mm 1.3mm 1.4mm 1.5mm 2.2mm 2.0mm
进行约束平差前，需要选择固定点，本处将1、2、3号点作为固定点，点击
“平差”中的“三维平差”。选择“约束”，点击“平差”。约束平差通过后如下图：
图4约束网平差结果
使用约束网平差得到的WGS84上平差测点(笛卡尔坐标及标准差) 、WGS84
(地理坐标及标准偏差)上的平差点以及平差点误差椭圆见表3、表4、表5.
表3WGS84上平差测点(笛卡尔坐标及标准差)
测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9
X
σ
Y
σ
Z
σ
-1961425.3616m 0.0mm 5118247.7235m 0.0mm 3250459.6324m 0.0mm -1961823.0582m 0.0mm 5118382.4770m 0.0mm 3250037.9297m 0.0mm -1962743.4204m 0.0mm 5118146.6871m 0.0mm 3249735.7469m 0.0mm -1961590.1221m 0.8mm 5117937.3465m 1.2mm 3250906.6679m 0.9mm -1961864.8321m 1.0mm 5117822.7592m 1.3mm 3250798.8843m 1.0mm -1962151.0593m 0.9mm 5117753.2032m 1.4mm 3250727.3230m 1.1mm -1962317.0590m 1.1mm 5117743.9585m 1.5mm 3250593.8149m 1.1mm -1961312.4546m 1.6mm 5118618.6477m 2.2mm 3249989.3593m 1.8mm -1961648.6305m 1.3mm 5118591.3071m 2.2mm 3249902.1851m 1.7mm
表4 WGS84 (地理坐标及标准偏差)上的平差点
测点 1 2 3 4 5 6 7
纬度
σ
经度
σ
椭球高
σ
N 30° 50' 16.27124'' 0.0mm N 30° 50' 00.05039'' 0.0mm N 30° 49' 49.80560'' 0.0mm N 30° 50' 32.57755'' 0.8mm N 30° 50' 29.71698'' 0.8mm N 30° 50' 27.09738'' 0.9mm N 30° 50' 22.52955'' 0.9mm
E 110° 58' 04.56172'' 0.0mm -22.5957m 0.0mm E 110° 58' 16.72131'' 0.0mm E 110° 58' 14.53131'' 0.7mm
-8.5026m 0.0mm 8.3588m 1.4mm
E 110° 58' 52.23474'' 0.0mm -69.5177m 0.0mm E 110° 58' 25.72800'' 0.8mm -54.3456m 1.5mm E 110° 58' 36.72275'' 0.8mm -58.8241m 1.6mm E 110° 58' 42.68023'' 0.9mm -83.6525m 1.8mm
8 9
N 30° 49' 58.06688'' 1.3mm N 30° 49' 54.05915'' 1.3mm
E 110° 57' 55.59981'' 1.3mm -0.9307m 2.7mm
E 110° 58' 07.78025'' 1.2mm 35.7618m 2.6mm
表5 平差点误差椭圆
测点 1 2 3 4 5 6 7 8 9
长半轴 0.0mm 0.0mm 0.0mm 0.8mm 0.8mm 0.9mm 0.9mm 1.4mm 1.3mm
短半轴 0.0mm 0.0mm 0.0mm 0.7mm 0.8mm 0.8mm 0.9mm 1.2mm 1.1mm
角度 0.0° 0.0° 0.0° -32.0° 70.4° -29.5° 65.7° 43.7° -33.2°
95% 置信半径
0.0mm 0.0mm 0.0mm 1.8mm 1.9mm 2.1mm 2.2mm 3.3mm 3.0mm
三、RTK 测量 （一）RTK 地形测量
1. 概述
RTK即实时动态差分法，这是一种新的常用的GPS测量方法，能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法，它采用了载波相位动态实时差分方法，是GPS应用的重大里程碑。它的出现为地形测图带来了很大的便利，提高了作业效率。
本次RTK实习范围为秭归实习基地，本基地地形较为陡峭，建筑较多，树木也较多，由于地形陡峭很多地方的挡土墙高达10米，对接收机接受信号有一定的影响。
本次RTK地形图测量使用中海达H32系列进行测量，将RTK数据导出后，使用南方CASS7.0进行地形图的绘制。
2. 作业流程
架设基准站，本次RTK实习使用使用电台模式，故首先假设电台与基站，在假设基站时应该注意：在10度截止高度角以上的空间部应没有障碍物，基准站最好选在地势相对高的地方以利于电台的作用距离，地面稳固，易于点的保存。假设好基准站后，使用蓝牙将手簿和基准站连接起来，设置基准站。
基准站设置好后，将手簿和基准站断开，将手簿和流动站连接，设置流动站，包括选择椭球系、投影参数等。待解固定后即可进行测量。
使用两个地面控制点进行坐标参数转换，本处使用四参数解算方法，故需要两个控制点坐标，转换完成后RTK测量的坐标即为控制点所在坐标系下的坐标。
坐标系转换完成后进行碎步点的测量，将RTK对中杆放在需要测量的地方，看解是否固定，若为固定，按下测量键即可记录该点坐标。在测量的同时，由另外一位人员进行草图的绘制。直到测量结束。 4. 数据处理
将RTK手簿与电脑连接，导出测点数据，检查是否有错误数据或者重复数据，若有则进行删除。待数据无误后，导入CASS 7.0中进行地形图的绘制。
图3-1 RTK测点绘制结果
（二）RTK 放样
1.概述
由于RTK的灵活性、高效性，放样常采用RTK，特别是需要放样的点特别
多的时候，使用全站仪有一定的局限性，而使用RTK则能高效的解决问题。
本次实习内容为在秭归实习基地中为一个停车场的建设放样，包括25个停
车位（35座客车）、绿化休闲区（含绿化、休闲木椅、卵石小路等）。要求使用RTK放样。 2.作业流程
放样采用中海达H32系列GNSS RTK进行作业，使用中海达ATS-320R全站仪进行辅助作业。
首先，获得1：250秭归实习基地总平面布置图、1：250秭归实习基地定位平面图、已知控制点坐标成果表。在设计图上使用查询指定点坐标功能对需要放样的点坐标，制成放样点坐标表。
图3-2 停车场设计图
架设基准站。选择视野开阔且地势较高的地方架设基站，基站附近不应有高楼或成片密林（卫星接收不好）、大面积水塘（多路径效应严重）、高压输电线或变压器（有干扰）。
设置基准站。包括新建项目、坐标系统、投影参数、连接基准站设置参数。 设置移动站。按照说明书方法连接移动站，使用手簿设置移动站，如天线高。 观察解类型是否为固定解，若为固定解则可开始测量。调整对中杆使其竖直，根据放样点坐标不断一定对中杆到达相应位置。
求转换参数，测量两个已知控制点，根据已知控制点的坐标和GPS测量坐标求解转换参数，使用第三个点进行检验。
表3-1 已知控制点坐标
点号 D1
D2 D3 D4
X -1518.69 -1542.72 -1537.43 -1537.16
Y 763.383 748.796 769.345 751.506
H 234.92 235.165 235.097 235.1
将准备阶段的放样坐标点导入手簿，到达放样区域，移动对中杆到达相应放样点位置记录，直到放样完成。
四、实习总结
本次实习使我认识到GPS的作为现代测绘技术的快速发展，这是上完《GPS
原理与应用》课程后第一次GPS实习，对于GPS做静态测量和RTK测量，有了更多的认识和了解。
在静态观测实习中，由于静态观测需要多台GPS接收机同时工作，在做静态
前，本班的实习小组组长聚在一起讨论本次实习的静态网型，经过多番讨论后得到了一个比较适合的结果，每个小组再分配相应的观测任务。为防止开机时间不一致导致数据丢失，提前开始测量时时间五分钟，延后结束测量时间五分钟。这一次整个班的通力合作使我们体会到团队合作的重要性。
观测完后，还需要对观测数据进行处理，在此期间我学会了将GPS接收机的
数据传输到电脑，使用TEQC对观测数据进行预处理，使用TTC2.7进行基线解算和网平差。其中，基线解算后出现了不合格的基线，这就需要对基线进行处理，
使用扫描功能，结合报告，将数据质量较差的部分忽略掉，不断调整直到所有基线都合格。基线处理这部分很难找到一个方法一次解决，只有不断处理，才能得到较好的结果。待基线处理完后即可进行网平差。
RTK实习部分，主要的是设置基准站、设置流动站、参数转换，经过教学比
较容易掌握，重点还是测量过程中点的取舍，内业成图。
放样部分与RTK测地形图有一部分相同，不同在于测图是知道点在哪需要
测出坐标，放样是知道坐标需要在实地找出点位。放样的时候要熟悉手簿提供的移动方向，这样才能快速的找到该点。
GPS不断的发展，对我们测绘人来说就需要更高的理论基础，这次实习只是
从实物上让我对GPS有了一个认识，以后还需要对GPS理论知识进行更加深入的学习，才能更好的应用GPS。
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