gps數據處理實習

一、實驗目的：

1. 瞭解GPS測量數據的處理過程

2. 掌握HDS2003處理GPS測量數據的基本流程

3. 熟悉GPS基線解算方法與技巧

4. 掌握GPS網平差方法

5. 熟悉軟件操作和一些處理技巧

二、實驗用品：計算機，測量數據，HD2003使用説明書

三、指導老師：曾老師

四、實驗內容： 使用HDS2003處理老師測量的實驗數據，學習並掌握軟件的操作。

五、實驗步驟：

1.) 新建項目

2.) 導入數據

選擇“項目”菜單下的“導入”功能，如圖(9-19)所示，將彈出數據類型選擇窗口，列出了各種能加載的數據格式，目前，軟件能支持的格式除HDS2003自定義的格式(如*，*文件)以及標準的RINEX格式之外，還支持Trimble、Ashtech、Leica、Sercel以及國內的南方公司等其他幾種格式。

圖9-9 導入數據菜單

圖9-10 準備導入ZHD格式

現在，如選擇“中海達ZHD觀測數據”，將彈出一個文件對話框，如下圖所示。文件對話框將自動轉到當前項目所在的路徑，並列出該路徑下相應擴展名的文件。用户可以一次選擇一個文件，也可一次選擇多個文件。

圖9-11 文件選擇

在對話框的下方，有一觀測文件類型組合框，組合框中默認的內容為自動，其它還有靜態觀測文件，動態觀測文件兩個選項。

3.) 項目屬性設置

點擊“項目菜單”下的“項目屬性”子菜單，設置項目屬性，

項目細節的類容都會顯示在網平差報告中，控制網的等級很重要，在數據處理過程中的許多檢驗都是根據不同的網的精度有不同的設置。詳細精度指標請參考《全球定位系統(GPS)測量規範》。

座標系統如圖：

圖9-2 座標系統

如果用户需要添加新的座標系統，點擊“自定義座標系統”按鈕，進入原始參數中的“座標系統”中，用户可以自己設置。

七參數如圖：

圖9-3 七參數轉換

4.) 原始參數設置

點擊“項目”菜單下的“原始參數”子菜單，設置原始參數：

天線

圖9-4 天線參數

在設置好天線名稱、天線參數後，用户點擊增加，就可以添加一個新的天線，用户也可以選擇列表中的已有天線，點擊“刪除“按鈕就可以刪除當前選中的天線，所有天線的設置參數保存為Bin目錄下的文件。

5.) 設置站點信息

6.) 處理靜態基線(動態路線)

1. 設定基線解算的控制參數

基線解算的控制參數，用以確定數據處理軟件採用何種處理方法來進行基線解算。設定基線解算的控制參數是基線解算時的一個非常重要的環節。通過控制參數的設定可以實現基線的優化處理。

控制參數在“基線解算設置”中進行設置，主要包括“數據採樣間隔”、“截止角”、“參考衞星”及其電離層和解算模型的設置等。

2. 外業輸入數據的檢查與修改

在錄入了外業觀測數據後、在基線解算之前，需要對觀測數據進行必要的檢查。檢查的項目包括測站名點號、測站座標、天線高等。對這些項目進行檢查的目的是為了避免外業操作時的誤操作。

3. 基線解算(基線解算自檢，讀入星曆數據，讀入觀測數據，三差解算，周跳修復，進行雙差浮點解算，整週模糊度分解，進行雙差固定解算)

4. 基線質量的檢驗

7.) 平差前設置

1. 座標系設定 ：

在進行網平差設置之前，應檢查座標系的設置是否正確。通常情況下，國內用户選擇的座標系橢球為北京54，用户需要專門設置中央子午線、x和y方向的加常數等。座標系的設置可在工具菜單下的座標系管理中進行。如下圖11-2所示：

圖11-2　座標系管理

用户在安裝軟件時，北京54的橢球參數已經設置到軟件系統中去了，並且，在建立新項目時，用户通常已經輸入了座標系參數。在進行網平差之前進行座標系的設置，是為了進一步檢查座標系參數

2. 網平差設置

在“網平差”菜單下選擇“網平差設置”，將出現下面的對話框如圖11-3，該對話框共分為四部分：網平差設置、自由網平差、二維平差設置、高程擬合方案等。

圖11-3　網平差設置

在網平差設置中，用户可以選擇將要進行的網平差，如三維平差、二維平差、水準高程擬合等。在網平差設置中，沒有提供自由網平差選項，因為在進行這些聯合平差之前，軟件都將自動進行自由網平差。

在網平差設置中，還可以重置中央子午線，因為通常情況下，用户在國內通常只需要使用一組橢球參數北京54，在不同的地區通常只需要重設中央子午線。

3. 自由網平差設置

圖11-4　網平差設置

在網平差設置中，用户可以選擇將要進行的網平差，如三維平差、二維平差、水準高程擬合等。在網平差設置中，沒有提供自由網平差選項，因為在進行這些聯合平差之前，軟件都將自動進行自由網平差。

在網平差設置中，還可以重置中央子午線，因為通常情況下，用户在國內通常只需要使用一組橢球參數北京54，在不同的地區通常只需要重設中央子午線。

4. 二維平差設置

二維聯合平差是使用頻率最高的平差方法，因為自由網平差後，用户得到的僅僅是WGS-84基準下的大地座標，用户要得到國家或地方投影座標，必須要與靜態基線網中的已知點聯測，從而將基線網中的其它點座標轉換成用户需要的平面座標。

通常是在自由網平差後，得到的WGS-84下的大地座標在投影后，需要四個轉換參數，才能得到準確的投影座標。這四個參數分別為兩個平移參數、一個旋轉參數、一個比例參數，系統二維平差的設置如下圖11-5所示：

圖11-5 二維平差設置

在二維平差設置時，可以對這四個參數進行選擇。默認的選擇為“平移、旋轉、縮放”。除非特殊情況，建議用户選擇“平移、旋轉、縮放”。

5. 高程擬合

在前面小節中，已經介紹了網平差設置的幾種模型。在“高程擬合方案”中，可以對這幾種方案進行選擇如圖11-6，默認的選擇為“曲面擬合”。

圖11-6　高程擬和方案

8.) 進行網平差(提取基線向量網，基線向量網的連通檢驗，自由網平差，三維約束平差，二維約束網平差，水準高程擬合)

9.) 輸出平差報告，處理結果的質量分析和控制

六、實驗結果及心得：

一般情況下GPS數據處理流程應該有很多個的過程，才能夠保證數據滿足工程需要，根據資料一般有以下步驟：數據傳輸手簿輸入數據加工數據預處理基線解算重複基線檢驗同步環檢驗異步環檢驗(以上為當天應完成的任務)重測與補測WGS-84中無約束平差網精度分析北京54/80/地方獨立中三維無約束平差三維約束平差二維平差成果報告技術總結。本次實驗只是通過使用HD2003瞭解GPS數據的處理過程，所以步驟上並沒有很嚴格按照傳統的做法，只是基本上作了一些處理。

網平差應該是整個數據處理的核心內容，直接關乎數據的質量，總的來説它的操作過程如右圖：

軟件只是實現了網平差的解算，更重要的是需要用户參與，並最終作出正確的判斷。應當説明的是，這通常是一個反覆的過程，雖然在實驗報告當中看起來只是一個小部分，但那是因為這主要由計算機進行解算，並且只考慮了一次成功的情況，而事實上可能要許多次才能夠完成

GPS測量與數據處理集中實習

一、目的和要求

為鞏固所學知識，通過集中實習，進一步深入瞭解GPS的基本原理以及在測繪中的應用。內容包括GPS靜態控制測量、GPS動態地形測量、GPS RTK地形測量和工程放樣以及相應的數據處理。

二、內容和形式

1. GPS靜態測量及數據處理

(1) 依照任務要求、測量規範或行業規範等，確定佈網方法、網的精度，編寫技術設計書;

(2) 進行選點，繪製網設計圖;

(3) 設計測量安排表(測量時間、搬站時間、人員分配);

(4) GPS靜態外業作業：找點、儀器架設、天線高測量、衞星狀態、電源狀態的監視。記錄點名、時段、天線高、衞星狀態和特殊情況;

(5) 安裝數據處理軟件;

(6) 下載數據和檢查數據，進行RINEX格式轉換;

(7) 建立座標系統;

(8) 設置基線處理參數，進行基線解算;

(9) 進行基線解算結果的質量控制;

(10) 設置網平差參數，進行網平差;

(11) 進行網平差結果的質量控制;

(12) 編寫技術總結。

2. GPS RTK 測量和放樣

RTK測量

(1) 架設基準站設置有關參數;

(2) 創建流動站測量文件和座標系統，設置有關參數;

(3) 設置流動站動態測量參數;

(4) RTK走走停停測量

(5) RTK連續測量地形點

RTK工程放樣

(1) 架設基準站設置有關參數;

(2) 創建流動站測量文件和座標系統，設置有關參數;

(3) 工程設計：按點、直線、緩和曲線、圓曲線設計

(3) 設置流動站放樣測量參數;

(4) 按點、直線、緩和曲線、圓曲線放樣工程。

3. 地形圖繪製

(1) 下載RTK測量數據;

(2) 檢查點名和圖形代碼;

(3) 檢查點位精度;

(4) 繪製平面圖;

(5) 添加屬性、文字、符號指示;

(6) 繪製等高線圖;

(7) 輸出地形圖。

三、實習地點

外業實習地點武漢大學校區內，內業實習地點在測繪學院實驗中心，每個學生安排有不同的GPS接收機和一台計算機，2 周內完成全部實習任務。

四、時間安排

第一週：完成GPS靜態控制測量實習的測量設計、測量實施、數據處理和結果分析。 第二週：完成GPS動態地形測量設計、測量實施、數據處理和繪製地形圖;完成工程設計、工程放樣、放樣點精度統計。

實習情況總結

這次GPS實習包括兩大部分--GPS靜態測量和動態測量，測繪gps實習總結。其中靜態測量包括現有資料的收集(包括武大地圖、已知點數據資料等)、實地勘踏選點並進行標記、調度方案的確定、正式外業數據採集、最後也就是最重要的內業處理。動態測量包括利用GPS RTK技術進行RTK地形測量用於繪製等高線圖以及利用RTK進行放樣操作。

這次實習，實習成果如本報告第一到第三部分所展示，從整體來説，通過靜態測量建立了武漢大學一校區到三校區的的國家C級GPS控制網，而通過動態RTK地形測量獲得了武漢大學三校區友誼廣場的等高線圖。其中在靜態測量的內業處理中，通過基線解算、獨立環閉合差檢驗、三維無約束平差、二維約束平差等過程可以很容易的得到重複基線長度較差、無約束和約束平差後各點的大地座標和空間直角座標。

實習體會與收穫

在這次實習中，我深刻體會了現代的測繪在空間衞星技術下的發展和GPS在各方面的領域的廣泛運用。也深刻的理解了現代社會對內業處理工作者的高知識水平的要求。

在內業處理過程中，經過自動化的基線解算和平差，通過刪減衞星調整基線來提高精度讓我懂得了如何去"精益求精"。在現代社會科技發展過程中，空間衞星技術和其他的測繪技術將更加長遠發展，那麼就對我們現在還未走入社會的`測繪人要求更多而且要求更高，數學計算和協調能力是測繪的顯性要求，而編程能力和英語能力將是測繪的隱性要求而且將會越來越突出，值得一提的是，在靜態測量實習過程中由於其中一台GPS接收機因為電源耗盡無法正常開機而使我們第二天的數據採集不能按照計劃的調度方案執行。因而需要臨時調整調度方案，這對我們而言是個非常好的鍛鍊機會。一開始各組長和隊長都有點慌，因為這樣會導致我們原先的計劃全被打亂，而且要重新安排調度計劃。一方面我們需要按照國家C級網的要求進行觀測(每個點得觀測至少2個時段，每個時段至少觀測60分鐘)，但另一方面由於接收機數量上會減少一台，加上電池的工作時間有限，以及老師要求我們每個時段得觀測一個半小時左右。這樣便出現了一個問題，對於剩下的任務我們如果依然按照規範和老師的硬性要求去做一天絕對完成不了任務。最後請教老師，發現老師很快的對剩下的任務進行了規劃，也就是説，只要觀測網能夠反應大致的區域，可以讓部分點只觀測一個時段，這樣就能在一天內順利的完成任務。從最後內業處理的結果來看，老師的佈局還是比較不錯的。我想可能是我們所觀測的基線不長(平均就幾百米的樣子)，因而基線處理的結果基本上是固定解。這次突發事件對於我們隊來説是彌足珍貴的，這樣的一次外業數據採集不僅鍛鍊了我們的團隊精神，而且從這樣一個比較小的突發事件中也讓我們學到了很多的東西。

建議與意見

我感覺本次實習內容的安排大體上是不錯的，老師們的指導和講解也是盡心盡力;但感覺內業數據處理部分老師應該講得更詳細一點，這樣更有助於同學對軟件的熟悉與對書本知識的消化。其次，感覺這次外業數據採集同學們還是比較空閒，所以建議學院在今後GPS實習中可以增加適當的項目，比如專門花一兩天來學習接收機的電子手簿，或者是能夠交換儀器進行實習操作，使大家既能掌握天寶接收機的操作也能掌握萊卡接收機的操作，這樣我們才能夠從中學到更多的知識。所以希望學院對GPS實習更加重視一些，能給學生更多的實習和鍛鍊的機會。