GPS测量原理及应用实验指导书测绘工程

《GPS原理与应用》课堂实验指导书学时：12适用专业：测绘工程2004.7序言《GPS原理与应用》课堂教学实验是《GPS原理与应用》课程的一个重要环节，它是在学习完相应理论知识后所进行的课堂实验，是课堂教学的必要补充，充分体现理论与实践相结合的教学原则。

一、注意事项：1、实验前学生应认真复习教材有关内容和学习《GPS原理与应用》课堂实验指导书，务必弄清基本概念和本次实验的目的、要求、操作步骤及应注意的事项，以保证按质、按量、按时完成实验任务。

对未认真准备的学生，一经发现立即停止其实验。

待其按要求作好准备工作后，再补做实验。

缺课堂实验一次者，不准参加期末考试。

2、实验以小组为单位进行，组长负责组织协调工作。

3、每次实验时，先到教师指定的地点集合，待教师讲解和布置后，方可开始实验。

4、听从计算机室管理人员的安排。

二、实习报告编写的要求1、编写实习报告是实习的主要内容之一，因此，各位学生应认真进行编写。

2、实习报告应按一定的格式书写。

A、每段开头空两格，标点符号占一格；B、表格一般画在中间，插图应符合实际情况，所有图表应统一编号。

C、应注意正确运用标点符号。

3、语言应通顺、流畅，用词应准确、恰当，在能准确表达意思的前提下，语言应尽量简结、精练。

4、文字书写要工整，图表应整洁、美观。

5、实验报告不得抄袭，否则按实验不及格处理。

三、实验成绩的考核与评定办法(一)考核方法及标准每次实验课结束后，由主讲教师根据对学生进行全面考核（实验态度和纪律、实验预习情况、实际操作能力、实验报告等）。

按优、良、中、及格、不及格五级分制评定成绩，评分依据是：实验预习和纪律（占20分）：包括实验态度；实验纪律执行遵守情况；实验预习准备情况；实验数据的记录情况等。

实验考核成绩（占50分）：包括对实验任务的完成情况；实际操作能力情况；实验过程中分析问题和解决问题的能力等。

实验报告成绩（占30分）：包括报告的正确性，实验原始数据记录的正确性和完整性情况，相关知识的广度、深度、概括性，文字表达能力等。

《GPS定位原理与应用》实验指导书（测绘工程专业）实验一 GPS认识一、目的与要求1、了解GPS接收机的组成和对应部件的功能（重点是Leica 200s GPS接收机）。

2、掌握GPS接收机的定位原理。

3、了解单频GPS和双频GPS接收机的差别。

二、计划与设备1、试验时数安排2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；三角架11个。

三、方法和步骤(一) 仪器组成部件的认识1、GPS接收机（用户部分的组成）对不同品牌的GPS接收机知道其大致由：GPS卫星天线、主机、基座（动态部分还需要手簿）和若干电缆线等组成。

2、设备连接（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、开机观测开机观测，采集几分钟数据，是学生明确GPS和常规仪器的差别。

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．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 GPS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(参数配置)（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。

5、了解GPS接收机的联合作业。

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。

《卫星定位原理及应用》实验指导书第一部分：实验与实习须知GPS测量原理和应用是一门践性很强的技术基础课，其实验与实习是教学中必不可少的环节。

只有通过实验与实习，才能巩固课堂所学的基本理论，进而掌握现代测绘仪器操作的基本技能和测量作业的基本方法。

在进行实验实习之前，必须明确实习的基本规定，了解仪器的借还手序及仪器的保护、保养等知识，做到爱护仪器，达到实习之目的，防患于未然。

实验与实习规定1．在实验或实习之前，必须复习教材中的有关内容，认真仔细地预习本指导书，以明确目的、了解任务、熟悉实验步骤和实验过程、注意有关事项并准备好所需文具用品。

2．实验或实习分小组进行，组长负责组织协调工作，办理所用仪器工具的借领和归还手续。

3．实验应在规定的时间进行，不得无故缺席或迟到早退；应在指定的场地进行，不得擅自改变地点或离开现场。

4．必须遵守“测量仪器工具的借领与使用规则”和“测量记录与计算规则”。

5．应该服从教师的指导，严格按照本书的要求认真、按时、独立地完成任务。

每项实验或实习，都应取得合格的成果，提交书写工整规范的实验报告或实习记录，经指导教师审阅同意后，才可交还仪器工具，结束工作。

6．在实验或实习过程中，还应遵守纪律，爱护现场的花草、树木和农作物，爱护周围的各种公共设施。

测量仪器工具的借领与使用规则对测量仪器工具的正确使用、精心爱护和科学保养，是测量人员必须具备的素质和应该掌握的技能，也是保证测量成果质量、提高测量工作效率和延长仪器工具使用寿命的必要条件。

在仪器工具的借领与使用中，必须严格遵守下列规定。

一、仪器工具的借领1．在教师指定的地点凭学生证办理借领手续，以小组为单位领取仪器工具。

2．借领时应该当场清点检查。

实物与清单是否相符，仪器工具及其附件是否齐全，背带及提手是否牢固，脚架是否完好等。

如有缺损，可以补领或更换。

3．离开借领地点之前，必须锁好仪器箱并捆扎好各种工具；搬运仪器工具时，必须轻取轻放，避免剧烈震动。

《GPS测量原理与应用》GPS测量原理与应用试验报告册专业：测绘工程班级：学号：姓名：试验组别：山东交通学院土木工程系二零一零年七月目录试验一：GPS接收机的认识及操作试验二：GPS静态相对定位测量试验三：RTK GPS接收机及软件的认识与应用试验四：GPS接收机随机软件的认识与应用试验一GPS接收机的认识及操作一、试验目的二、试验仪器设备三、试验步骤四、试验记录五、试验数据处理及结果分析六、注意事项试验二GPS静态相对定位测量一、试验目的二、试验仪器设备三、试验步骤四、试验记录五、试验数据处理及结果分析六、注意事项附表1 工程GPS外业观测手簿附表2 GPS点点之记日期：年月日记录者：绘图者：校对者：试验三RTK GPS接收机及软件的认识与应用一、试验目的二、试验仪器设备三、试验步骤五、试验数据处理及结果分析六、注意事项试验四GPS接收机随机软件的认识与应用一、试验目的二、试验仪器设备三、试验步骤五、试验数据处理及结果分析六、注意事项GPS测量原理与应用试验指导书山东交通学院土木工程系实验须知1、必须严格执行实验室规则和实验室安全规则；2、按时进入实验室，不得无故迟到早退；3、保持实验室安静和安全，严禁打闹、喧哗和吸烟；4、保持实验室整洁，不得随地吐痰、抛弃纸屑、杂物等；5、爱护实验室的一切仪器、设备和用具，未经许可，不得乱摸乱动，随意带出室外；6、必须听从教师的指导，严格按照指导书的内容进行实验；7、文明实验，严格执行操作规程，安全操作，严防发生人身和仪具事故；8、如有损失仪器情况，应及时报告指导教师，并填写仪器损坏报告单，根据情节，按规定处理；9、自觉遵守实验室规则和实验室安全规则，如有违犯和严重违犯者，指导教师有权令其终止实验，退出实验室；10、实验完毕，应清理卫生，整理好仪具，关好水电、门窗，并经指导教师检查后，方可离开实验室；11、每项实验结束后，应及时完成实验报告，课代表应在三天之内将实验报告交至实验室。

GPS测量实验指导书（供测绘工程专业使用）测绘与城市空间信息系实验一单频GPS接收机的认识及操作（一）实验目的（1）了解单频GPS信号接收机的基本构造，认识其主要部件的名称和作用；（2）认识各指示灯的作用；（3）能够正常地进行开关机和进行数据记录。

（二）实验要求通过实验，学生要能够认识GPS信号接收机的各个组成部分的名称和作用，掌握GPS接收机控制器上的各个菜单的功能及参数设置，熟练地对接收机进行操作。

实习时先由指导教师进行操作演示，再由学生自己进行操作练习。

学生在做完实验后应编写相应的实验报告，写出GPS信号接收机各个组成部分的名称和简要的操作过程。

（三）实验设备与学时（1）设备：每组（4-5人）配备易测640单频接收机1台（附脚架），天线高量尺1把；（2）学时：课内实验2学时。

（四）实验方法和步骤（1）在校园内空旷地方安置GPS接收机，进行对中、整平；（2）GPS接收机的具体操作如下：开机过程严格按照下面步骤进行：①确保E640处于关机状态。

②按下【I】(持续时间大于2秒)直到听见“嘀”一声，放开【I】。

③3 个绿色指示灯同时点亮0.5秒，然后熄灭。

④依次点亮一个绿灯(其它指示灯熄灭)，次序为BATT绿灯，GPS绿灯，REC 绿灯。

⑤所有指示灯熄灭。

⑥开机成功，各指示灯切换到正常显示状态。

注：上述过程缺一不可，否则都不是正常开机，需要返回维修，确定故障点。

关机过程严格按照下面步骤进行：①确保E640处于开机状态。

②按下【I】(持续时间大于3秒)直到听见“嘀”三声，放开【I】。

③3 个红色指示灯开始闪烁直到关机。

④关机成功，所有指示灯熄灭，“嘀”声音停止。

启动数据记录：①确保E640处于开机状态和非记录数据状态。

②确保E640接收到了3颗以上卫星信息（即GPS绿灯连续闪3次以上）。

③按下【FN】超过3秒（每秒E640 会“嘀”一声），放开【FN】。

④E640再“嘀”一声。

⑤REC绿灯快闪，开始记录数据，E640进入记录数据状态停止数据记录：①确保E640处于开机和记录数据状态。

gps测量原理及应用程序设计实验报告GPS测量原理及应用程序设计实验报告一、实验目的本实验旨在掌握GPS测量原理及应用，了解GPS信号的特点和接收机工作原理，掌握GPS数据处理方法。

二、实验原理1. GPS信号特点GPS信号是一种微弱的电磁波信号，它的频率为1.57542GHz。

GPS 信号具有以下特点：(1) GPS信号传播速度为光速，大约为3×10^8m/s。

(2) GPS信号是由卫星发射出来的，因此它是一种无线电信号。

(3) GPS信号在传播过程中会受到多种干扰，如大气层、建筑物、山体等。

2. GPS接收机工作原理GPS接收机主要由天线、前置放大器、中频放大器、解调器等组成。

其工作原理如下：(1) 天线将接收到的GPS信号送入前置放大器中进行放大。

(2) 经过前置放大器后，将经过滤波器进行滤波，并送入中频放大器中进行进一步处理。

(3) 中频放大器将经过滤波后的信号送入解调器中进行解调和数字化处理。

(4) 解调后的数字数据可以通过串口或USB接口传输到计算机进行数据处理。

3. GPS数据处理方法GPS数据处理主要包括以下几个步骤：(1) 数据采集：使用GPS接收机对目标物体进行测量，记录下其位置信息。

(2) 数据预处理：对采集到的GPS数据进行预处理，包括去除异常值、去除误差等。

(3) 数据分析：对预处理后的GPS数据进行分析，计算出目标物体的位置、速度等信息。

(4) 数据可视化：将分析后的结果以图表等形式展现出来，方便用户观察和分析。

三、实验内容本次实验主要包括以下几个部分：1. GPS信号特点的了解和掌握；2. GPS接收机工作原理及其组成部分的了解和掌握；3. 使用C语言编写程序，实现对GPS数据的读取、预处理、分析和可视化。

四、实验步骤1. 准备工作：(1) 购买一台GPS接收机，并将其连接到计算机上；(2) 下载并安装相应的驱动程序和软件。

2. 编写程序：(1) 使用C语言编写程序，实现对GPS数据的读取；(2) 对读取到的GPS数据进行预处理，如去除异常值、去除误差等；(3) 对预处理后的GPS数据进行分析，计算出目标物体的位置、速度等信息；(4) 将分析后的结果以图表等形式展现出来。

《GPSM虽原理及应用》课程实验指导书本实验指导书依据《GPSM量原理及应用》课程实验教学大纲编写，供测绘工程、地理信息系统（工科）和遥感科学与技术专业学生学习《GPSM量原理及应用》课程和课问实习实验用。

一、实验课名称：GPSM量原理及应用二、适用专业：测绘工程专业（10学时）地理信息系统专业（工科）（8学时）遥感科学与技术专业（8学时）注：1、序号1、2、3、4、5、6、7适应测绘工程专业。

2、序号1、2、3、4、5适应地理信息系统专业。

3、序号1、2、4、5、6适应遥感科学与技术专业。

实验一GPS接收机的认识及操作一、实验原理与方法GPS言号接收机是用来接收、处理和测量GPSE星信号的专门设备。

由丁GPS 卫星信号的应用范围非常广泛，而信号的接收和测量乂有多种方式，因此GPS言号接收机有许多种不同的类型。

尽管如此，GPS言号接收机的主要结构却大体相同，可分为天线单元和接收单元两大部分。

天线单元的主要功能是将GPS卫星信号的非常微弱的电磁波能转化为电流，并对这种信号电流进行放大和变频处理。

而接收单元的主要功能则是对经过放大和变频处理的信号电流进行跟踪、处理和测量。

本次实验主要采用的是Ashtech Z —X型双频GPS8收机，它也是由一台主机（接收单元）和一个双频天线（天线单元）构成的。

二、实验目的1、通过实验认识Ashtech Z — X型双频GP眼收机并学会使用；2、通过实验加深理解GP敏频、单频的概念。

三、实验组织每班分为若十个小组，每小组5人左右；若有多个班级，则需分批进行实验。

四、实验学时本次实验课的学时为2。

五、实验所需仪器设备每班实验仪器：3台套Ashtech Z-X双频GPSg收机。

每组实验仪器：1、A shtech Z-X双频GP皈收机主机一台套；2、双频GPSK线一个；3、测量天线高用的钢卷尺一把；4、脚架一个；5、锂电池2块；6、基座一个；7、记录表格一套；8、R anger电子手簿一个（可选）。

GPSRTK数字测图实习指导书⼀、实习⽬的与要求（⼀）实习⽬的1、通过GPS-RTK数字测图实践性教学环节，培养学⽣理论联系实际，运⽤科学知识解决实际测绘问题的能⼒；2、熟练掌握GPS-RTK的使⽤和数字测图的操作过程；3、熟练掌握数字测图绘图软件CASS的绘图⽅法；4、掌握⼩区域的⼤⽐例尺数字地图的成图过程与测绘⽅法；5、了解国标测量规范、地形图图式的使⽤；6、通过本次实习促进学⽣对测量⼯作的组织能⼒、团结协作精神、不畏艰难困苦和勇于探索实践等综合素质的提⾼。

（⼆）实习要求1、实习前，每个实习⼈员认真学习⼤纲和实习指导书。

2、各实习⼩组，原则上应按有关规程、规范进⾏各环节的实习。

3、注意仪器、⼯具与设备安全，并注意妥善保管。

4、在观测实习中，应时刻注意⼈⾝安全。

5、学⽣要听从指导教师的指导。

6、每个学⽣应从难、从严要求⾃⼰，珍惜实际操作的机会。

其它要求：1、实习期间，原则上学⽣⼀律不准请假，特殊情况请假⼀天者报指导教师审批，超过⼀天者按学校有关规定执⾏。

2、各实习⼩组统⼀领取仪器、⼯具，并认真地、妥善地保管和爱护，丢失、损坏按学校有关规定赔偿。

3、实习结束后，各⼩组上交原始观测数据记录、成果图和实习报告书。

4、严格纪律，按时实习，不迟到、不旷⼯。

5、原则上实⾏实习任务总承包，并评定优秀⼩组和优秀个⼈。

⼆、⼈员组织与仪器设备⼈员组织：1310班分三个组为第⼀组、第⼆组、第三组；1403分两个组为第四组和第五组。

各组指导⽼师由抓阄决定。

本次实习分组及指导教师见下表：仪器设备：各组共⽤GPS 基准站；每组配备GPS-RTK ⼀台；三、实习内容与时间安排以上⽇程安排根据实际情况进⾏调整四、实习过程（⼀）收集资料测区分两部分为吕梁职业技术学院操场和图书馆后⾯的⼟坡。

吕梁职业技术学院操场部分主要是绘制操场和周围的道路。

图书馆后⾯的⼟坡部分主要是绘制等⾼线。

校园内部有已知点：T A 和T B ，作为监测点。

苏州科技学院环境科学与工程学院地理信息系统专业《GPS原理与应用》实验与实习指导书2011年7月目录第一部分实验与实习须知 (3)1、实验与实习规定 (3)2、GPS仪器使用注意事项 (3)第二部分GPS测量实验项目 (4)实验一GPS仪器认识 (5)实验二GPS静态定位 (6)实验三GPS准动态测量 (7)附：实验报告封面格式 (8)第三部分GPS测量实习指导 (10)1、目的和意义 (10)2、组织领导 (10)3、任务与基本要求 (10)4、实习内容 (10)4.1、GPS观测点的要求 (10)4.2、GPS静态相对定位（采用边点混合式，举例绘图，见图形） (11)4.3、GPS数据处理 (11)4.4、GPS准动态相对定位模式 (16)4.5、GPS 动态定位模式 (16)5、时间安排 (16)6、实施方法与步骤 (17)6.1已知数据 (17)6.2 最佳观测窗口选择 (17)6.3 观测 (17)7、实习报告要求 (18)第四部分附录 (20)1：SGS200 GPS接收机使用指导 (20)2：实习报告封面格式 (21)3：GPS外业测站观测手簿 (22)4 测站周围障碍物略图举例 (25)5：GPS外业项目观测手簿 (26)第一部分实验与实习须知1、实验与实习规定1、实习过程中应遵守实习纪律及有关规定，确保仪器和人身安全，凡违反实习纪律和规定，无故缺勤天数超过实习有效天数的三分之一，或未交实习成果和实习报告或伪造实习成果者，均按不及格处理。

2、实习过程中，应按实习指导书的有关精度要求进行测量与计算，不满足精度要求的应返工。

实习观测数据与计算应在规定记录手薄中记载，不得伪造、涂改或转抄。

3、每组应注意团结协作，密切配合，相互帮助，确保实习顺利完成。

4、切实爱护实习仪器与用品，凡损坏仪器与用品的应按仪器室规定赔偿，并应给予批评教育。

2、GPS仪器使用注意事项(1) 一个时段观测中不得进行以下操作：关闭接收机又重新启动；进行自测试改变卫星高度角；改变数据采样间隔；改变天线位置；按动关闭文件和删除文件等；(2) 观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人和其他物体靠近天线，遮挡卫星信号；(3)雷雨过境时应关机待测，并卸下天线以防雷击；(4) 不可踩到和碰到接收机数据电缆和天线电缆，以防人为信号失锁，记录数据丢失，电缆折断甚至控制器死机；(5) 每一时段开始前，应查看电池电压，判断是否满足本时段观测（正常工作电压10∽36VDC）；(6)测前应保证接收机有足够的存贮空间，以及避免手簿系统故障或中断造成数据丢失。