实验四GPS静态测量 一、实验目的 实验的目的是使学生了解采用GPS定位技术建立工程控制网的过程，使所学理论知识与实践相结合，巩固和加深对新知识的理解，增强学生的动手能力，培养学生解决问题、分析问题的能力。通过学习，应达到如下要求： 1、熟练掌握GPS接收机的使用方法，外业观测的记录要求。选点、埋石的要求。 2、合理分配时段、掌握星历预报对时段的要求。PDOP值的大小对观测精度的影响，图形结构的设计及外业工作。外业观测时手机或对讲机的合理应用。 3、掌握GPS控制测量数据处理处理的流程，能独立完成基线解算及网平差 二、实验地点： 城市学院校区内，实验学时：4小时 三、实验前的准备工作 1、实验内容介绍：对实验的任务和意义作好充分了解。 2、使用的仪器及物品：GPS接收机（含电池）、基座、脚架若干台，作业调度表，外业观测手簿，小钢尺，铅笔，安装有传输软件和数据处理软件的计算机，数据传输线若干根，便携式存储器。 3、搜集资料 ①广泛收集测区及其附近已有的控制测量成果和地形图资料 a．控制测量资料包括成果表、点之记、展点图、路线图、计算说明和技术总结等。收集资料时要查明施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统和高程基准、施测等级和成果的精度评定。 b．收集的地形图资料包括测区范围内及周边地区各种比例尺地形图和专业用图，主要查明地图的比例尺、施测年代、作业单位、依据规范、坐标系统、高程系统和成图质量等。 c．如果收集到的控制资料的坐标系统、高程系统不一致，则应收集、整理这些不同系统间的换算关系。 （注：本实验采用地科系2013年5月建立的校园控制网资料） ②收集有关GPS测量定位的技术要求 通过参考测量规范，收集有关的测量技术要求。GPS测量规范包括： a．《全球定位系统GPS测量规范》GB/T 18314-2009 b.《工程测量规范》 GB 50026-2007
GNSS精密单点定位基本原理及应用 【摘要】文中详细介绍了GN SS精密单点定位技术的基本原理及在各领域中的应用前景，供国土测绘界同行参考。 【关键词】GN SS；精密单点定位；大地测量 1.前言 精密单点定位是指利用全球若干地面跟踪站的GNSS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差，对单台GNSS接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算，利用这种预报的GNSS卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GNSS定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GNSS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度，进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位，精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GNSS 定位方面的前沿研究方向。 2.精密单点定位基本原理 单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法，其优点是一台接收机单独定位，观测组织和实施方便，数据处理简单。缺点是精度主要受系统性偏差（卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等）的影响，定位精度低。应用领域：低精度导航、资源普查、军事等。对于单点定位的几何描述，保持GNSS卫星钟同GNSS接收机钟同步；GNSS卫星和接收机同时产生相同的信号；采用相关技术获得信号传播时间；GNSS卫星钟和GNSS接收机钟难以保持严格同步，用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。单点定位虽然是只需要一台接收机即可，但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著，故定位精度一般较差。 精密单点定位为技术针对单点定位中的影响，采用了精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较严密的数学模型的技术，如用户利用单台GNSS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内，点位平面位置精度可达1- 3cm，高程精度可达2- 4cm，实时定位的精度可达分米级。 利用上述推导的观测模型，即可采用卡尔曼滤波的方法或最小二乘法进行非差精密单点定位计算，在解算时，位置参数在静态情况下可以作为常未知数处理；在未发生周跳或修复周跳的情况下，整周未知数当作常数处理，在发生周跳的情况下，整周未知数当作一个新的常数参数进行处理；由于接收机钟较不稳定，且存在着明显的随机抖动，因此将接收机钟差参数当作白噪声处理；而对流层影响变化较为平缓，可以先利用Saastamonen或其他模型改正，再利用随机游走的方
GPS原理与应用实验题目：GPS单点定位 专业：测绘工程 班级：12-01 学号：2012212600 姓名：王威 指导教师：陶庭叶 时间：2014.11
目录 一、实验目的 (3) 二、实验原理 (3) 三、实验内容 (3) 四、实验效果图 (9) 五、实验总结 (9)
一．实验目的 1.深入了解单点定位的计算过程； 2.加强单点定位基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆； 3.通过上机调试程序加强动手能力的培养。 二．实验原理 一个接收机接受三个火三个以上卫星信号，得出卫星坐标和伪距，利用间接平差计算接收机的坐标。 三．实验内容 1.程序流程图 2、实验数据
3、实验程序代码 Private Sub Command1_Click() CommonDialog1.Filter = "TXT files|*.txt|" CommonDialog1.FilterIndex = 1 CommonDialog1.ShowOpen Open https://www.doczj.com/doc/1d7573904.html,monDialog1.FileName For Input As #1 Do While Not EOF(1) Line Input #1, Text textbuff = textbuff + Text + vbCrLf Loop Close #1 kk = MSFlexGrid1.Rows - 1 Dim a ReDim a(kk - 1) a = Split(textbuff, vbCrLf) For j = 1 To kk For i = 1 To 5 MSFlexGrid1.TextMatrix(j, i) = a(j - 1 + 5 * (i - 1)) Next i Next j For k = 1 To kk MSFlexGrid1.TextMatrix(k, 0) = "第" & k & "个点" Next k MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 1) = "X" MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 2) = "Y" MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 3) = "Z" MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 4) = "伪距" MSFlexGrid1.TextMatrix(0, 5) = "钟差" End Sub
科 技 天 地45 INTELLIGENCE ··· ·····················浅谈GPS 精密单点定位技术 吉林省基础地理信息中心 刘振宇 摘 要：本文介绍了GPS 精密单点定位技术的概念、产生、主要原理、数学模型 等初步知识，扼要介绍了在应用中应解决的关键技术问题，并展望了该技术的实际应用前景。 关键词：GPS 精密单点定位技术 原理 应用 1 GPS 精密单点定位技术的产生 GPS 空间定位技术以其定位的高度灵活性和常规测量技术无法比拟的高精度成为现阶段常规大地测量的主要技术手段，彻底的改变了传统的野外测量模式，并且在可预见的一个时期内尚无一种技术手段可以代替。 GPS 空间定位技术同所有的新生事物一样，有着发生、发展、成熟的变化过程。随着我们对GPS 空间定位技术本质认识的不断深入，在理论与使用方法上也在不断的进行创新。从第一代的伪距定位、载波相位测量到第二代的实时动态定位、广域差分技术，直至目前第三代的网络实时动态定位、精密单点定位技术，GPS 空间定位技术留下了一条清晰的发展历程。第三代的网络实时动态定位、精密单点定位技术业已发展成熟，正处在面向实用推广的过程。 美国喷气推进实验室 （Jet Propulsion Laboratory，JPL）是美国国家航空和宇宙航行局（National Aeronautics and Space Administration，NASA）下属的一家科研机构，主要从事空间科学的研究。1997年以来JPL 的研究人员利用该机构研制的GPS 高精度定轨定位软件——GIPSY 的某些功能模块实现了精密单点定位，并发表了多篇文章。由此宣告了一种全新的GPS 定位模式的诞生。 2 GPS 精密单点定位技术的概念 所谓精密单点定位（Precise Point Positioning，PPP）是指利用GPS 卫星的事后精密星历、事后精密卫星钟差作为已知坐标起算数据，用户利用单台GPS 双频全波长接收机在全球范围内的任意位置进行高精度的空间定位。该技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术，也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 3 GPS 精密单点定位技术的主要原理 在目前GPS 空间定位技术的各种手段中，除去精密单点定位外，所采用的数学模型均为差分模型。（对应的实现手段是相对定位方法，即要求在作业过程中必须有两台以上的GPS 接收机进行同步观测。）其主要原理是利用差分的方法来消除两个测站公共部分的系统误差，从而达到精确的相对定位。随着我们对GPS 技术本质认识的不断深入，对GPS 测量过程中产生的各种系统性误差有了更细致的了解，因此可以针对各种系统性误差分别建立起相对应的精确的数学模型对系统性误差进行描述、估计和处理，从而可以采用非差分的数学模型来替代差分数学模型来进行数据处理，并利用GPS 卫星的事后精密星历、事后精密卫星钟差作为已知坐标的起算数据，直接获得待定点的三维坐标。简而言之，所谓GPS 精密单点定位技术的实质就是采用经验的公式对GPS 测量过程中产生的系统性误差进行描述，并在数据处理过程中进行误差改正，从而获得精确的测量结果。 在GPS 精密单点定位技术中，利用事后卫星钟差估计值消去卫星钟差项，并且采用双频观测值消除了电离层影响，顾及以上各项则其观测值误差方程如下： p j j trop j j p i P i i t C i i v εδρδρ+?+?+=)()()()()( Φ Φ+Φ???++?+=ελλδρδρ)()()()()()(i i N i i t C i i v j j j trop j j 式中： j 为卫星号，i 为相应的观测历元,C 为真空中光速。 )(i t δ为接收机钟差，)(i j trop δρ为对流层延迟影响。p ε、Φε为多路径、观测噪声等未模型化的误差影响。 )(i P j 、)(i j Φ为相应卫星i 历元的消除了电离层影响 的组合观测值，而)(i v j p 、 )(i v j Φ 为其观测误差，λ为相应的波长。 )(i j ρ为信号发射时刻的卫星位置到信号接收时刻接收机位置之间的几何距离。 )(i N j 为消除了电离层影响的组合观测值的整周未知数。 这样精密单点定位的主要工作量即为将p ε、 Φε多路径、观测噪声等未模型化的误差影响采用精确的数学模型或经验的数学模型进行描述，在此就不具体展开讨论了。 待定参数为：[]T j nsat j zd N t z y x i X ),1()(==δρδ其中x、y、z 为三维位置参数、t δ接收机钟差参数、zd δρ对流层延迟参数、j N 为整周未知数参数。 利用上述观测模型，即可采用序贯最小二乘法或卡尔曼滤波的方法进行非差精密单点定位计算。
实验一 GPS静态定位数据采集 一、实验目的和要求 1. 练习GPS天线的整平、对中、安装； 2. 练习GPS接收机静态系统配置与连接； 3. 了解GPS接收机静态系统参数设置； 4. 掌握GPS接收机测站信息采集与设置； 5. 熟悉GPS接收机静态数据采集观测信息评价方法 6.通过课程实验，加深对卫星导航定位基本理论的理解，提高综合创新能力。熟练 掌握GPS仪器设备的使用方法，并且能独立完成GPS数据后处理工作，得到可靠的点位坐 标 二.实验仪器 1.华测X90接收机一台 2.脚架一个 3.电池一个 4.基座一个 5.2米钢尺一把 三．实验内容 1.认识华测X90 GPS接收机的各个部件。 2.掌握GPS接收机各个部件之间的连接方法。 3. 熟悉GPS接收机前面板各个按键的功能。 4. 熟悉GPS接收机后面板各个接口的作用。 5.学会使用GPS接收机查看天空GPS卫星的分布状况、PDOP值以及测站经纬度。 6.学会使用GPS接收机采集数据，并给采集的数据编辑文件名；学会GPS接收机天线 高的输入方法。 四.实验步骤 1、GPS接收机安置 a). 作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态，然后再安置天线； b).天线用脚架直接安置在测量标志中心的垂线方向上，对中误差应≤3mm。 天线应整平，天线基座上的圆气泡应居中； c).天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5°。对于定向标志不明 显的接收机天线，可预先设置标记。每次应按此标记安置仪器。 d)每时段开机前，作业员应先量取天线高,结束后再量一次天线高，取平均值作为该观测时段的天线高 2.华测GPS X90的使用 a)按下电源键开始观测 b）常按切换键直至切换到静态观测 c）各接受机同时开始观测，观测45分钟左右，关机结束观测任务，整理仪 器
GPS G LO NASS单点定位的数据处理 高星伟 葛茂荣 (中国测绘科学研究院 100039) (清华大学土木工程系 100084) 【摘 要】 本文讨论了GPS、GLONA SS及GPS GLONA SS伪距单点定位的数学模型和数据处理方法,分析了定位结果的精度。 GPS和GLONA SS分别是美国和前苏联(现由 俄罗斯负责)研制的全球卫星导航系统,两个系统的 构成、定位原理很相似。目前GPS系统已进入正常 工作阶段,而GLONA SS系统的可用性则有待于进 一步完善。但是GPS的SA和A S措施,使民用用户 的实时定位精度降低到100m,同时GPS系统的21 个卫星覆盖并不能保证在全球范围内实现用户定位 的自主完备性监测RA I M。因此,基于GPS和 GLONA SS两个卫星定位系统的全球导航卫星系统 GN SS是现代定位技术的一个发展方向。与单独的 GPS或GLONA SS系统相比,双卫星定位系统的可 用性、自主完备性和精度都有明显地提高。不管将 GLONA SS作为一个单独的卫星定位系统,还是与 GPS联合构成双卫星定位系统,研究GLONA SS定 位方法,开发GLONA SS或GPS GLONA SS数据 处理软件都是必要的。本文主要讨论GLONA SS及 GPS GLONA SS伪距单点定位问题。通过实际观测 数据的处理,分析和比较了GPS和GLONA SS及 GPS GLONA SS定位的精度。 一、数学模型 尽管GLONA SS与GPS的系统构成、定位原 理相类似,但在具体实现和数据处理上存在一定的 区别。就联合定位的数据处理而言,应考虑两个系统 的坐标系统和时间系统差异,卫星星历表示的差异 和两个系统伪距观测值的精度差异。 GPS系统中使用的是W GS284坐标系统, GLONA SS系统使用的是PZ290坐标系统,进行联 合数据处理时,必须进行坐标转换。坐标转换公式 为[1] x y z W GS284= 1.0-1.9×10-60. 1.9×10-61.00.0 0.00. 01.0 ? x y z PZ290 + 0.0 2.5 0.0 (1) GPS系统采用的是GPS时间(GPST), GLONA SS系统采用的是GLONA SS时间 (GLONA SST)。GPST与U TC相差为整数跳秒, GLONA SST与U TC相差3h。联合数据处理时,除 了要做上述时间系统转换外,还要考虑两个时间系 统可能存在的同步误差。 GPS星历给出的是卫星轨道的Kep ler根数及 其变化参数,GLONA SS星历给出的是卫星在PZ2 90坐标系中给定时刻的位置和速度及日月引力摄 动加速度。GLONA SS卫星坐标要根据卫星运动方 程用数值积分方法得出[2]。 由于在单点定位中一般把SA的影响作为观测 噪声,所以GPS观测模型的精度远远低于 GLONA SS的观测模型,必须考虑两个观测值随机 模型的差异。 根据以上讨论,GPS和GLONA SS单点定位的 观测方程为 v g i=[(x-X g i)2+(y-Y g i)2+(z-Z g i)2]1 2+ c?T g r-O g i,p g i(2) 式中,上标g表示GPS或GLONA SS,下标i为观 测值序号;(x,y,z)为测站的W GS284坐标;(X g, Y g,Z g)为卫星在W GS284坐标系中的坐标, GLONA SS卫星的坐标要用公式(1)转换到W GS2 84坐标系中;?3gp s r为接收机钟差,?3g lonass r为接收机 钟差加GPST与GLONA SST的同步误差;O g i为加 上卫星钟差、大气折射、相对论效应和地球自转改正 的伪距观测值;v g i为观测值噪声;p g i为观测值的权。 将观测方程(2)线性化,得出用于参数估计的线 性观测方程。观测方程中包括测站坐标和接收机钟 差及两个时间系统同步误差五个未知参数,用最小 二乘或滤波方法进行参数估计。 二、数据处理及结果分析 在清华大学主楼的已知点上用A ST ECH公司 的GG24型单频接收机记录了1.5h的观测数据, 采样率设为1s。GG24接收机有24个通道,可同时 8 测 绘 通 报 1999年 第4期
China University of Mining and Technology 《卫星导航定位算法与程序设计》 实验报告 学号： 07122825 姓名：王亚亚 班级：测绘12—1 指导老师：王潜心/张秋昭/刘志平 中国矿业大学环境与测绘学院 2015-07-01
实验一编程实现读取下载的星历 一、实验要求： 读取RINEX N 文件，将所有星历放到一个列表（数组）中。并输出和自己学号相关的卫星编号的星历文件信息。读取RINEX O文件，并输出指定时刻的观测信息。 二、实验步骤： 1、下载2014年的广播星历文件和观测值文件，下载地址如下： ftp://https://www.doczj.com/doc/1d7573904.html,/gps/data/daily/2014/ 2、要求每一位同学按照与自己学号后三位一致的年积日的数据文件和星历文件，站点的选择必须选择与姓氏首字母相同的站点的数据，以王小康同学为例，学号：07123077，需下载077那天的数据。有些同学的学号365<后三位 <730，则取学号后三位-365，以姜平同学为例：学号10124455，下载455- 365=90 天的数据，有些同学的学号730<后三位<=999，则取学号后三位-730，以万伟同学为例：学号：07122854，则下载854-730 = 124天的数据。可以选择wnhu0124.14n wnhu0124.14o 根据上述要求我下载了2014年第95天的数据，选择其中的wsrt0950.14n和wsrt0950.14o星历文件。指定时刻（学号后五位对应在年积日对应的秒最相近时刻）的观测值信息如张良09123881，后五位23881，取23881-3600*6= 2281秒，6点38分01秒，最近的历元应该是6点38分00秒的数据。根据计算与我最接近的观测时刻为2014年4月5日6点20分30.00秒。 3、编程思路： 利用rinex函数读取星历文件中第14颗卫星的星历数据并输出显示。对数据执行762次循环找到对应的2014年4月5日6点20分30.00秒，并输出观测值。 4、程序运行结果：
实验一：GPS静态测量实验 实验目得：1、掌握天宝GＰS接收机得操作。 2、掌握GPS静态相对定位数据采集方法。 3、掌握卫星预报软件得使用方法。 4、掌握数据传输与后台处理软件得使用方法。 实习任务:对已有控制点进行多时段静态测量 实验步骤: ●放置脚架，对中整平，安置好仪器. ●量取天线高 ●打开接收机电源，接收机跟踪大于4颗以上卫星时,卫星指示灯慢闪；打 开数据记录灯；此时开始记录数据。（注:一定要保证数据记录灯亮，否 则没有记录数据） ●认真填写外业记录表 ●结束测量时，先关闭数据记录灯，再关闭接收机电源。 2、静态数据内业处理 (1）接收机得数据传输 关于外业观测数据得传输，比较特别得就是，Tｒimｂlｅ 5700接收机得数据传输需要安装Ｄａtａ Transfer数据传输软件才能实现传输. (2）将trimble接收机得数据文件转成RINEX格式 安装好Cｏｎｖｅrt tｏRINEＸ软件后,运行，选择好要转换得triｍｂle数据文件，如图:
点击“编辑”,对相关参数进行设置，选择观测方法为“护圏得中心",并根据外业观测记录表，填好初始天线高，点击“改正"即可。设置完成后，就就是进行格式转换了。
（3）HＧO软件,新建项目，选择相应得坐标系统 如图: （4）处理基线观测残差序列图与基线处理 这一个环节，主要就是通过查瞧基线得残差序列图来初步判断该基线得质量好坏。质量控制只作为了解,就是基线解算质量得三个恒量标准,即比率(ｒａｔio)、均方根(RMS).我们主要通过屏蔽某段信号或者某颗卫星得信号来使得ratio值与ＲMS值增大,ratio值越大越好，信号好得话，raｔｉo值一般在5０－100之间。RMS值越小越好,信号好得话,RMS值一般会在0、005左右。如图: 未屏蔽信号前:ratio值为１6,RＭＳ值为0、００６2
GPS原理与应用实验题目： GPS单点定位 专业：测绘工程 班级： 12-01 学号： 00 姓名：王威 指导教师：陶庭叶 时间：
目录 一、实验目的........................................... .. (3) 二、实验原理.............................................. .. (3) 三、实验内容............................................. . (3) 四、实验效果图........................................... . (9) 五、实验总结........................................... .. (9)
一．实验目的 1.深入了解单点定位的计算过程； 2.加强单点定位基本公式和误差方程式，法线方程式的记忆； 3.通过上机调试程序加强动手能力的培养。 二．实验原理 一个接收机接受三个火三个以上卫星信号，得出卫星坐标和伪距，利用间接平差计算接收机的坐标。 三．实验内容 1.程序流程图
2、实验数据 3、实验程序代码 Private Sub Command1_Click() = "TXT files|*.txt|" = 1 Open For Input As #1 Do While Not EOF(1) Line Input #1, Text textbuff = textbuff + Text + vbCrLf Loop Close #1 kk = - 1 Dim a ReDim a(kk - 1) a = Split(textbuff, vbCrLf) For j = 1 To kk
精密单点定位技术及其应用 摘要：GPS 精密单点定位技术是目前GPS 研究领域的热点之一。文中先简要介绍了精密单点定位的数学模型、数据处理总体思路。探讨了精密单点定位技术的定位原理及误差来源, 并比较了精密单点定位与RTK, 展望了精密单点定位技术在城市建设中的应用。 关键词：精密单点定位；解算过程；误差源；应用 1.前言 精密单点定位是利用全球若干地面跟踪站的GPS观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据；同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数；用户利用单台GPS双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 2 精密单点定位基本原理 GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。 2.1 ITRF 参考框架 ITRF 是国际协议地球参考系(ITRS)的具体体现,ITRF 的构成是基于VLBI、LLR、SLR、GPS 和DORIS 等空间大地测量技术和观测数据, 由IERS 中心局IERS CB 分析得到一组全球的站坐标和速度场。IERS 中心局每年将全球跟踪站的观测数据进行综合处理和分析, 得到一个ITRF 框架,并以IERS 年报和IERS 年报和 IERS 技术备忘录的形式发布。ITRF 的定义是通过对框架的定向、原点、尺度和框架时间演变基准的明确定义来实现。不同时期ITRF 框架之间的四个基准分量定义是不同的,存在很小的系统性的差异,当然这些差异可以通过7个参数表示。 2.2 精密单点定位数学模型
测绘工程学院GPS测量原理及应用 实验报告书 实验名称：GPS静态定位数据采集 专业班级：海洋101 姓名：刘健 学号：141003117 实验地点：主楼前 实验时间： 实验成绩：
一、实验目的和要求 1.练习GPS天线的整平、对中、安装； 2.练习GPS接收机静态系统配置与连接； 3.了解GPS接收机静态系统参数设置； 4.掌握GPS接收机测站信息采集与设置； 5.熟悉GPS接收机静态数据采集观测信息评价方法 二、计划与设备 1.实验时数安排为2学时、实验小组由2、4人组成，每小组可分为2个小小组，1人操作仪器，1人记录。 2.每组的实验设备为GPS接收机1台，天线1台、控制器1台、三脚架1支，记录扳1块。 3.每个实验班级。由实验室人员安置GPS接收机1台，供各小组轮流参观试用。 4.实验地点： GPS静态测量操作训练基地 三、方法与步骤 1、GPS接收机安置 （1）NovAtel RT2接收机、THALES /Ashtech Promark-2接收机 a). 作业员到测站后应先安置好接收机使其处于静置状态，然后再安置天线； b).天线用脚架直接安置在测量标志中心的垂线方向上，对中误差应≤3mm。天线应整平，天线基座上的圆气泡应居中； C).天线定向标志应指向正北，定向误差不宜超过±5°。对于定向标志不明显的接收机天线，可预先设置标记。每次应按此标记安置仪 器。 d)每时段开机前，作业员应先量取天线高，由于备有专用测高 尺，则可直接量取标志中心至天线基座天线高测量专用孔位的 距离h下，在关机后再量取一次天线高h下作较核，两次所量天 ，记录在手薄。若互差 线高互差不得大于3mm,取平均值为h 下 超限，应查明原因，提出处理意见并记入测量手薄备注栏中。 已知天线基座天线高测量专用孔至厂方指定天线高部位距离为 ，则天线高按下式计算： h 上 h=h上+h下 天线类型h上(m) 502双频天线0.375
简介 精密单点定位--precise point positioning（PPP） 所谓的精密单点定位指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。利用这种预报的GPS 卫星的精密星历或事后的精密星历作为已知坐标起算数据; 同时利用某种方式得到的精密卫星钟差来替代用户GPS 定位观测值方程中的卫星钟差参数; 用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内的任意位置都可以2- 4dm级的精度, 进行实时动态定位或2- 4cm级的精度进行较快速的静态定位, 精密单点定位技术 是实现全球精密实时动态定位与导航的关键技术,也是GPS 定位方面的前沿研究方向。 编辑本段精密单点定位基本原理 GPS 精密单点定位一般采用单台双频GPS 接收机, 利用IGS 提供的精密星历和卫星钟差,基于载波相位观测值进行的高精度定位。所解算出来的坐标和使用的IGS 精密星历的坐标框架即ITRF 框架系列一致, 而不是常用的WGS- 84 坐标系统下的坐标,因此IGS 精密星历与GPS 广播星历所对应的参考框架不同。 编辑本段密单点定位的主要误差及其改正模型 在精密单点定位中, 影响其定位结果的主要的误差包括:与卫星有关的误差(卫星钟差、卫星轨道误差、相对论效应);与接收机和测站有关的误差(接收机钟差、接收机天线相位误差、地球潮汐、地球自转等);与信号传播有关的误差(对流层延迟误差、电离层延迟误差和多路径效应)。由于精密单点定位没有使用双差分观测值, 所有很多的误差没有消除或削弱,所以必须组成各项误差估计方程来消除粗差。有两种方法来解决:a.对于可以精确模型化的误差,采用模型改正。b.对于不可以精确模型化的误差,加入参数估计或者使用组合观测值。如双频观测值组合,消除电离层延迟;不同类型观测值的组合,不但消除电离层延迟,也消除了卫星钟差、接收机钟差;不同类型的单频观测值之间的线性组合消除了伪距测量的噪声,当然观测时间要足够的长,才能保证精度。 什么是PPP（精密单点定位）？ (2009-08-02 13:58:03) GPS从投入使用以来，其相对定位的定位方式发展得很快，从最先的码相对定位到现在的RTK，使GPS的定位精度不断升高。而绝对定位即单点定位发展得相对缓慢，传统的GPS 单点定位是利用测码伪距观测值以及由广播星历所提供的卫星轨道参数和卫星钟改正数进行的。其优点是数据采集和数据处理较为方便、自由、简单, 用户在任一时刻只需用一台GPS 接收机就能获得WGS284 坐标系中的三维坐标。但由于伪距观测值的精度一般为数分米至数米;用广播星历所求得的卫星位置的误差可达数米至数十米, 卫星钟改正数的误差为±20
实验一：GPS静态测量实验 实验目的：1、掌握天宝GPS接收机的操作。 2、掌握GPS静态相对定位数据采集方法。 3、掌握卫星预报软件的使用方法。 4、掌握数据传输与后台处理软件的使用方法。 实习任务：对已有控制点进行多时段静态测量 实验步骤： ●放置脚架，对中整平，安置好仪器。 ●量取天线高 ●打开接收机电源，接收机跟踪大于4颗以上卫星时，卫星指示灯慢闪； 打开数据记录灯；此时开始记录数据。（注：一定要保证数据记录灯亮，否则没有记录数据） ●认真填写外业记录表 ●结束测量时，先关闭数据记录灯，再关闭接收机电源。 2. 静态数据业处理 （1）接收机的数据传输 关于外业观测数据的传输，比较特别的是，Trimble 5700接收机的数据传输需要安装Data Transfer数据传输软件才能实现传输。 (2)将trimble接收机的数据文件转成RINEX格式 安装好Convert to RINEX软件后，运行，选择好要转换的trimble数据文件，如图：
点击“编辑”，对相关参数进行设置，选择观测方法为“护圏的中心”，并根据外业观测记录表，填好初始天线高，点击“改正”即可。设置完成后，就是进行格式转换了。
（3）HGO软件，新建项目，选择相应的坐标系统 如图： (4)处理基线观测残差序列图和基线处理 这一个环节，主要是通过查看基线的残差序列图来初步判断该基线的质量好坏。质量控制只作为了解，是基线解算质量的三个恒量标准，即比率（ratio）、均方根（RMS）。我们主要通过屏蔽某段信号或者某颗卫星的信号来使得ratio 值和 RMS值增大，ratio值越大越好，信号好的话，ratio值一般在50-100之间。RMS值越小越好，信号好的话，RMS值一般会在0.005左右。如图:
精密单点定位PPP 精密单点定位（precise point positioning ，缩写PPP ），指的是利用全球若干地面跟踪站的GPS 观测数据计算出的精密卫星轨道和卫星钟差, 对单台GPS 接收机所采集的相位和伪距观测值进行定位解算。在卫星导航应用之中，GPS 作为定位的意义越来越重要，不论是军事上还是工程等方面上，导航定位的研究依然是一个不老的研究主题。精密单点定位更是导航定位中的一个很值得研究的问题。 PPP 根本上讲属于单点定位范畴，那么单点定位又是怎样进行测量定位的呢？单点定位是利用卫星星历和一台接收机确定待定点在地固坐标系中绝对位置的方法，其优点：一台接收机单独定位，观测组织和实施方便，数据处理简单；缺点：精度主要受系统性偏差（卫星轨道、卫星钟差、大气传播延迟等）的影响，定位精度低。应用领域：低精度导航、资源普查、军事等。对于单点定位的几何描述，三个站星距离，作三个球面三个球面两两相交于两点，如下图所示： 站星距离的测定：保持GPS 卫星钟同GPS 接收机钟同步；GPS 卫星和接收机同时产生相同的信号；采用相关技术获得信号传播时间；GPS 卫星钟和GPS 接收机钟难以保持严格同步，用相关技术获得的信号传播时间含有卫星钟和接收机钟同步误差的影响。单点定位虽然是只需要一台接收机即可，但是单点定位的结果受卫星星历误差、卫星钟差以及卫星信号传播过程中的大气延迟误差的影响较为显著，故定位精度一般较差。PPP 针对单点定位中的影响，采用了精密星历和精密卫星钟差、高精度的载波相位观测值以及较严密的数学模型的技术，如用户利用单台GPS 双频双码接收机的观测数据在数千万平方公里乃至全球范围内，点位平面位置精度可达1~3cm ，高程精度可达2~4cm ，实时定位的精度可达分米级。 精密单点定位的数学模型，对于伪距： (S R i i ion trop t t x V V c V c V ρ=--+?-?0()()()S R i i i i i t i ion i trop i i t V l dX m dY n dZ c V c V V V ρρ=---+?-?+---误差方程为：
导航与定位上机实习报告 学生姓名：孔令周 班学号：20101002021/11610211 指导教师：黄鹰、徐战亚 中国地质大学（武汉）信息工程学院 2011年7月
实习一 GPS设备使用 【实验目的】 （1）熟悉GPS设备的使用 （2）熟悉GPS绝对静态定位和绝对动态定位 （3）使用GPS设备得出某一点、某一线、某一面的相关数据 【实验设备】 动态GPS接收机、静态GPS接收机、天线、GPS定位设备 由于设别数目的限制，这次实习改用一个google的软件，获得GPS数据，此图为软件中的一张截图，上面显示了精准度157feet，卫星数目，每颗卫星的信号强度， 这张图则显示了所在地的经度和纬度分别为东经114度23分30.013秒北纬30度31分19.809秒。
【实验步骤】 时间：2012年9月2日中午12点30开始，下午三点中结束。 内容： 1、测量点：测量点在北区，从艺术与传媒学院开始，经过北宗，北区食堂， 北门，北区体育馆直到图书馆这一段路程，整个路线成G字型（如下图）。 2、测量线：线的话主要是艺术与传媒学院到北宗与隧道口延伸的路相交的 丁字路口，然后从该路口一直到北区食堂下面，在就走向北区校门，进 而转向体育馆侧边的路，绕过体育馆到达图书馆正门这样一个路线（如 下图）。 3、测量面：该路线主要包括了图书馆，北区篮球场，排球场，北一楼，北 区图书馆，经管院楼还有外国语学院楼。
【实验结果】 部分数据（全部数据在GPS_DATA.xls中）：
实习二GPS定位接口解析与开发 【实验题目】 GPS信号解析 编写小程序读取GPS信号并进行解析，将解析结果以一定形式展现出来。 根据老师用GPS导航仪测量得到的测量数据进行解析，将track.txt中的数据进行解析，根据不同的格式按照NMEA-0183协议对导航电文进行GPS信息的解析： 1、使用语言不限：C ，C++ ，C# ，JA V A 2、对于获取信号可采用以一定时间间隔读取文件中GPS信号的形式代替从串口中读取 信号。 3、该实验基本要求能解析出空间信息（即解析GPRMC格式的GPS信号），其他信号格 式的解析以及星历图的绘制可在完成基本要求之后进行扩展。 4、对解析出来的数据进行画图处理，得到真正的轨迹。 【实验原理】 GPS设备通过对接收到的导航电文进行分析处理，计算出设备所在的经纬度、海拔、航速、航向等空间信息，并按照规定的协议将空间信息以及卫星信息进行组织，将有组织的数据解析出来然后做应用。 【实验设计】 1、设计思想 根据提供的txt文档，实现程序与文件之间的通信，读取txt中的内容，然后根据GPS
GPS实习报告 学院：资源与环境学院 专业：测绘工程 班级： 姓名： 学号： 指导老师：
第一部分：GPS控制网外业观测设计 一项目概况 这次实习是由张老师带领我们在学校及其周围进行GPS测量。本次实习包括GPS静态观测，GPS实习差分动态测量（RTK），手持便携GPS导航的认识与应用。这些实习巩固、扩大和加深我们从课堂上所学理论知识，获得测量工作的初步经验和基本技能，着重培养我们的独立工作能力，进一步熟练掌握测量仪器的操作技能，提高运用理论及计算能力。工程测区：华北水利水电学院，东风渠，黄河测绘局等地区。 测区概况：地势较为平坦，测区内高楼比较多。有一条河渠横穿过测区。 项目开始时间：2013年3月9日 项目结束时间：2013年3月17日 二技术依据 （1）采用西安80坐标系 （2）《全球定位系统（GPS）测量规范》 三现有测绘资料 （1）《全球定位系统（GPS）测量规范》 （2）已知点位信息 四选点情况 本次选点是由张老师选定，共有8个点位，分布在学校及其周
围，。点位远离大功率无线电发射机，避开了大型建筑物，减少了多路径效应，视野开阔，适合进行GPS观测。具体情况如下： 观测方案及质量控制方法 1，采样间隔15s，截至高度角为15°。 2，观测期间不得在天线附近50m范围内使用电台，不得在10m范围内使用对讲机或手机。 3，用于GPS基准网观测的接收机必须是符合GPS规范要求的双频机，
其标称精度为5mm+-1*10 -6。 五观测方案及质量控制方法 本次实习的精度为E级，由三台GPS同步接收机，组成同步闭合环进行同步观测，每一时段观测50分钟以满足精度要求。每时段观测前后都应量取一次仪器高。 为提高观测质量，同一时段观测过程中不允许出现接收机重新启动，进行自测试，改变卫星高度角，改变数据采样间隔，关闭或删除文件等操作。 五提交成果资料 （1）点之记 （2）G PS静态测量外业观测手簿 （3）G PS实习报告 第二部分：GPS网控制网技术总结 一外业观测情况 本次测量时采用的是， Trimble GPS接收机三台。采用同步观测的相对定位方法，从而保证了卫星星历误差、卫星钟误差、电离层延迟等误差的强相关性，通过差分的方法来消除这些误差。 观测时为了保证测量的精度时段长度规定为50分钟。按照静态定位的测量原理，测量时观测的最少卫星数位四个。 外业观测时需要对GPS接收机进行以下设置： (1)调度安排，确定每台接收机观测的测站，开机时间，搬站情
精密单点定位技术的相关理论及其应用 陆贤东，齐建伟 中国矿业大学环境与测绘学院，江苏徐州 (221008) E-mail: luxiandong2006@https://www.doczj.com/doc/1d7573904.html, 摘要：本文主要从理论上系统阐述了精密单点定位技术的相关理论，对精密单点定位误差处理数学模型作了详细的分析，展望了精密单点定位技术的发展和应用。 关键词：精密单点定位；IGS；数学模型；误差分析 0. 引言 随着我国海洋战略的实施,海洋科研、海洋开发、海洋工程等海上活动日益增加,对定位精度的要求也呈现出多样化,如精密的海洋划界、精密海洋工程测量等,要求能够达到十几或几十厘米的定位精度,而采用伪距差分定位只能提供米级的定位精度,如果使用RTK功能,作 用距离又不能达到;对于这部分定位需求,现有的定位手段无法满足要求,需要寻求新的定位 方式或技术。本位系统的阐述了精密单点定位技术的由来和系统组成，对精密单点定位技术的原理及误差处理数学模型作以下详细分析。 1.精密单点定位技术的原理 精密单点定位技术（PPP－Precise Point Positioning)由美国喷气推进实验室( JPL ) 的Zumberge于1997年提出。20世纪90年代末,由于全球GPS跟踪站的数量急剧上升,全球GPS 数据处理工作量不断增加,计算时间呈指数上升[2]。为了解决这个问题,作为国际GPS服务组织( IGS)的一个数据分析中心, JPL提出了这一方法,用于非核心GPS站的数据处理。该技术的思路非常简单,在GPS定位中,主要的误差来源于三类,即轨道误差、卫星钟差和电离层延时。利用IGS提供的高精度的GPS精密卫星星历和卫星钟差，以及单台双频GPS接收机采集的载波相位观测值，采用非差模型进行精密单点定位。精密单点定位的优点在于在进行精密单点定位时，除能解算出测站坐标，同时解算出接收机钟差、卫星钟差、电离层和对流层延迟改正信息等参数,这些结果可以满足不同层次用户的需要(如研究授时、电离层、接收机钟差、卫星钟差及地球自转等)。 2.IGS的相关介绍 精密单点定位技术（PPP－Precise Point Positioning)指的是先利用全球若干IGS跟踪站的GPS观测数据计算出精密卫星轨道参数和卫星钟差，然后在此基础上对单台接收机的载波相位或伪距数据进行处理，得到一些相关参数，在相关领域进行应用。IGS由GPS卫星跟踪网、数据中心、分析中心、中央局、工作组。其中工作组包括低轨卫星研究工作组、GLONASS工作组、电离层工作组、对流层工作组和时频传递工作组。低轨卫星研究工作组研究利用IGS全球跟踪网进行低轨卫星（LEO）定轨、掩星技术等方面的研究； GLONASS 工作组综合利用GPS/GLONASS卫星数据，进行大地测量与地球动力学研究；电离层工作组是发展全球性和区域性的电离层延迟图。对流层工作组是发展全球性和区域性的对流层延迟图，为气象学服务；时频传递工作组是利用GPS时间共视技术（GPS Common View)进行高精度时间比对，维护协调世界时(UTC)。
实验一-华测GNSS手持GPS的基本操作及面积测量
《3S技术》课程实验报告 学生姓名： 学号： 专业： 年级: 指导老师: 赖日文副教授 福建农林大学林学院
实验一手持GPS的基本操作及面积测量 一、实验目的 1、了解GPS的操作原理； 2、掌握手持GPS界面设置； 3、掌握手持GPS的初始化设置； 4、掌握如何采集点、线、面； 5、掌握如何利用手持GPS进行面积和线路周长的测量。 二、GPS系统的组成 GPS由三个独立的部分组成： 1、空间星座部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。 2、地面监控部分：1个主控站，3个注入站，5个监测站。 3、用户设备部分：即GPS接收机，接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。 三、GPS定位原理 GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。
四、实验仪器 华测LT500T亚米级手持GNSS接收机 五、实验步骤 1、按钮操作 华测LT500T亚米级手持GNSS接收机 A Windows 键 B 电源按钮 C 左菜单键 D 右菜单键 E 确定键 F 电源信号 灯 G GPS信号 灯 H WLAN信 号灯 I USB及 SD卡插槽(底部) 2、主要参数 表1 华测LT500T亚米级手持GNSS接收机主要参数一览表 型号LT500T 通道220
3、操作步骤 （1）打开MapCloud2.0软件（2）点击新建工程（或打开工程）