《GPS在路桥工程中的应用》实验指导书.doc
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1、GPS在路桥工程中的应用(实验指导书)夏冬君哈尔滨工业大学2009年9月实验要求一、做好实验前的准备工作1做实验前要认真预习实验指导书,了解本次实验的目的、方法和步骤。2了解本次实验的基本原理、基本要求和注意事项。二、认真做好实验1注意听取指导教师对本次实验内容的讲解。2以严谨、科学的态度,按实验指导书要求的方法和步骤,认真进行操作。3实验教学是教学的重要环节,能够培养和提高学生动手能力。每个学生都要本次实验的全过程。4实验过程中应保证仪器设备完好,实验结束后,应及时将仪器设备归还实验室。5做好与实验有关的资料及数据的记录和计算工作。三、填写实验报告实验报告是实验的概括和总结,通过书写实验报告
2、,加深对实验项目的理解,锻炼学生分析问题和文字表达的能力。因此,要求每个学生独立、认真写好实验报告。实验报告的基本内容如下:1实验名称、实验日期、实验者姓名及同组人员名单;2实验用仪器、设备名称和型号;3实验目的;4实验原理;5实验方法及步骤简述;6实验数据及精度。实验一、GPS静态绝对定位一、实验目的1了解GPS静态绝对定位原理;2掌握GPS接收机的组成部分;3掌握GPS静态绝对定位的方法和实际作业。二、实验仪器设备单频、双频GPS接收机,包括主机、天线和脚架等。三、实验原理GPS卫星定位原理是利用距离交会的原理确定点的位置。即在地面未知点安置GPS卫星接收机,利用GPS接收机同时测定3颗以
3、上GPS卫星到接收机的距离,根据各卫星的已知空间坐标,解算测站点的坐标。四、实验步骤1安置GPS接收机(1)GPS接收机安置包括对中和整平等,接收机天线北方向大致指向北方;(2)按要求用电缆线将天线和主机相连,并检查连接是否正确。2开机按开关键,打开接收机主机。主机完成自检后,正常工作。3设置测量参数(1)点击选择SURVCONF菜单,长按进入SURVCONF菜单,点击选择REC INT(采样率)输入10s,ELEV MASK(截止高度角)为15,MODE设为STATIC。长按返回上级菜单。(2)点击选择SURVEY STATIC菜单,长按进入SURVEY STATIC菜单,点击选择SITE输
4、入测站号,ANT输入仪器高。35分钟后,点击选择STATUS(位置),长按进入STATUS(位置)项,查看并记录定位结果:Long:(经度);Lat:(纬度);Ht:(椭球高)。点击查看PDOP值,点击查看USE#(观测卫星数)。4关机在测量结束时,应先关闭主机电源,再撤下所有连接电缆。五、实验要求1学生应记录测站号、仪器号、天线高和观测时间等信息;2记录该测站的GPS静态绝对定位结果:Long:(经度);Lat:(纬度);Ht:(椭球高)。3观测期间不能进行关机操作;4观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。实验二、GPS静态相对定位一、实验目的1了解GPS静态相对定位原
5、理;2掌握GPS静态相对定位的方法和实际作业。二、实验仪器设备单频、双频GPS接收机,包括主机、天线和脚架等。三、实验原理GPS静态相对定位原理是利用两台GPS接收机分别安置在待测基线的两端点处,同步观测相同的GPS卫星,以确定基线两端点在WGS-84坐标系中的相对位置或基线向量。根据已知点的坐标,解算测站点的坐标。四、实验步骤1安置GPS接收机(1)GPS接收机安置包括对中和整平等,接收机天线北方向大致指向北方;(2)按要求用电缆线将天线和主机相连,并检查连接是否正确。2开机按开关键,打开接收机主机。主机完成自检后,正常工作。3设置测量参数(1)点击选择SURVCONF菜单,长按进入SURV
6、CONF菜单,点击选择REC INT(采样率)输入10s,ELEV MASK(截止高度角)为15,MODE设为STATIC。长按返回上级菜单。(2)点击选择SURVEY STATIC菜单,长按进入SURVEY STATIC菜单,点击选择SITE输入测站号,ANT输入仪器高。35分钟后,点击选择STATUS(位置),长按进入STATUS(位置)项,查看并记录定位结果:Long:(经度);Lat:(纬度);Ht:(椭球高)。点击查看PDOP值,点击查看USE#(观测卫星数)。4关机在测量结束时,应先关闭主机电源,再撤下所有连接电缆。五、实验要求1学生应记录测站号、仪器号、天线高和观测时间等信息;2
7、记录两个测站的GPS静态相对定位结果:Long:(经度);Lat:(纬度);Ht:(椭球高)。3观测期间不能进行关机操作;4观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。5两台或多台GPS接收机应同时、同步观测4颗以上相同的GPS卫星,同步观测时段应在1小时以上。实验三、GPS快速静态相对定位一、实验目的1了解GPS快速静态相对定位原理;2掌握GPS快速静态相对定位的方法和实际作业。二、实验仪器设备单频、双频GPS接收机,包括主机、天线和脚架等。三、实验原理在测区的中部选择一个基准站,安置一台GPS接收机,连续跟踪所有可见卫星;另一台GPS接收机依次到周围各点流动设站,并静止观测
8、10-15分钟。利用GPS静态相对定位原理确定基准站和流动站在WGS-84坐标系中的相对位置或基线向量。根据基准站的已知点坐标,解算流动站的坐标。四、实验步骤1基准站(1)选择一已知点,安置基准站GPS接收机,包括对中和整平等,接收机天线北方向大致指向北方;(2)按要求用电缆线将天线和主机相连,并检查连接是否正确。(3)打开接收机主机。主机完成自检后,正常工作。(4)点击选择SURVCONF菜单,长按进入SURVCONF菜单,点击选择REC INT(采样率)输入10s,ELEV MASK(截止高度角)为15,MODE设为STATIC。长按返回上级菜单。(5)点击选择SURVEY STATIC菜
9、单,长按进入SURVEY STATIC菜单,点击选择SITE输入测站号,ANT输入仪器高。(6)在测量结束时,应先关闭主机电源,再撤下所有连接电缆。(7)如果采用单频GPS接收机作为基准站,不需要进行(2)-(5)步,但要求记录测站名和天线高。2流动站(1)选择一测站点,安置流动站GPS接收机,包括对中和整平等,接收机天线北方向大致指向北方;(2)按要求用电缆线将天线和主机相连,并检查连接是否正确。(3)打开接收机主机。主机完成自检后,正常工作。(4)点击选择SURVEY STATIC菜单,长按进入SURVEY STATIC菜单,点击选择SITE输入测站号,ANT输入仪器高。(5)点击选择SU
10、RVCONF菜单,长按进入SURVCONF菜单,点击选择REC INT(采样率)输入10s,ELEV MASK(截止高度角)为15,MODE设为STATIC。长按返回上级菜单。(6)在测量结束时,应先关闭主机电源,再撤下所有连接电缆。(7)如果采用单频GPS接收机作为基准站,不需要进行(2)-(5)步,但要求记录测站名和天线高。五、实验要求1学生应记录测站号、仪器号、天线高和观测时间等信息;2记录两个测站的GPS快速静态相对定位结果:Long:(经度);Lat:(纬度);Ht:(椭球高)。3观测期间不能进行关机操作;4观测时间内不能改变测站号、天线高、采样率和截止高度角等信息。5用于流动站测量
11、的接收机,在流动站之间移动的过程中,不必保持对所有卫星的连续跟踪,但在观测时应确保有5颗以上卫星可供观测,要求流动站与基准站同步观测时间不少于15分钟。实验四、GPS-RTK坐标测量一、实验目的1掌握GPS-RTK测量作业的基本原理;2掌握基准站、流动站GPS接收机安置过程;3掌握RTK手簿的使用方法。4掌握GPS-RTK坐标测量方法。二、实验仪器设备基准站、流动站GPS接收机,蓄电池、电台及发射天线、RTK手簿。三、实验原理实时动态(RTK)测量定位的基本原理是,在基准站上安置一台GPS接收机(基准站接收机),对所有可见GPS卫星进行连续跟踪观测,并通过无线电发射设备,将观测数据实时地发送给
12、流动的接收机(流动站接收机)。流动站接收机在接收GPS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收基准站发送的同步观测数据,并载波相位为观测值,按相对定位原理,实时地计算并显示流动站的坐标及其精度。四、实验步骤1建立工作项目RTK手簿上的操作:首先进入Job(工作)功能,选择New,输入文件名,建立一个新的工作项目。在Job功能下,选择Edit point,用Insert命令依次输入控制点的点号和坐标。2基准站设置RTK手簿上的操作:首先进入Survey(测量)功能,选择Base Setup(基准站设置),单击Setup(设置),输入基准站点号Base Point: 、天线高Slant Heigh
13、t: 天线半径Radius: 等,按NEXT进行下一步,继续设置,按OK结结束设置。3流动站设置在Survey(测量)功能下,选择Rover Setup(流动站设置)。在进行流动站设置时,输入流动站天线真高(True Vertical)2.04 m 。如果基准站和流动站是用同一RTK手簿设置时,则基准站的大地坐标将显示出来,只要单击SET Rover直接设置流动站;否则应选择GET from Base从基准站获取基准站大地坐标,再单击SET Rover直接设置流动站。4控制点转换进入Survey(测量)功能,选择Control Points功能,输入控制点点号或从坐标文件中选择控制点点号,然后
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