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GPS实践指导书
《GPS定位原理及应用》
实验指导书、实验报告
专业班级:
学生姓名:
学号:
指导教师:
黑龙江工程学院·测绘工程学院
年月
目录
实验一:
GPS接收机认识与操作实验1
实验二:
GPS接收机静态测量实验14
实验报告119
实验报告220
实验一:
GPS接收机认识与操作实验
一、实验目的
了解南方9600、Leica1200系列接收机构造,熟练掌握仪器的组装与拆卸,熟悉在手簿中进行作业建立、数据查询、卫星状态查询、数据观测、数据输入、天线高量取、配置集选择等操作方法;对GPS接收机的设备和工作流程有直观的认识。
二、实验学时
2学时
三、实验类型
现代实验、综合性、自立式
四、实验要求
1、每班为一实习小组。
2、每个实习小组分别借领Leica1200系列接收机,三脚架。
3、熟悉南方9600、Leica1200参考站和流动站各部件的名称和作用、熟练仪器操作。
五、实验内容与步骤
实验二:
GPS接收机静态测量实验
一、实验目的
掌握利用南方9600、Leica1200系列接收机进行静态测量的作业流程,熟悉在手簿中进行作业建立、天线高量取与输入、静态配置集建立、静态数据传输等操作方法;对用于GPS接收机静态测量的工作流程有直观的认识。
二、实验学时
2学时
三、实验类型
现代实验、综合性、自立式
四、实验要求
1、每班分成3个实习小组。
2、每个实习小组分别借领南方9600、Leica1200系列接收机,三脚架。
3、熟练掌握南方9600、Leica1200系列接收机进行静态测量的作业流程。
五、实验内容与步骤
南方9600、Leica1200接收机操作步骤
南方9600型文件系统简介与文件界面
使用PWR键开机。
一、初始界面
打开9600主机电源后进入程序初始界面,初始界面如图1
图19600文件系统初始界面
(一)、初始界面中模式的选择
初始界面有三种模式选择:
智能模式、手动模式、节电模式;还有一个数字递减窗口,至零后就将进入主界面,若未在智能模式、手动模式、节电模式三种方式中选择一种模式,则自动进入默认智能模式主界面,也可按下对应键进入某一模式。
F1键智能F2键手动F3键节电
1.智能模式:
相当于带液晶显示屏的“傻瓜机”采集。
在该状态下,9600可根据采集条件判断满足采集条件后,自动进入采集状态(例如:
PDOP<6,3D状态)。
在采集数据的同时,我们可通过液晶显示屏查看卫星星历和分布情况。
2.手动模式:
在该状态下需要人工判断是否满足采集条件,一般采集条件要求PDOP<6,定位状态为3D,在显示屏上看到满足条件后就可输入点号以及时段号,让接收机进入采集状态。
3.节电模式:
该种模式相当于完全傻瓜机采集模式,9600可根据采集条件判断自动进入采集状态(例如:
PDOP<6,3D状态)。
在选择这种模式后,液晶显示屏关闭,仅靠指示灯来指示采集状态。
(二)、指示灯含义
显示屏上方三个指示灯依次电源灯、卫星灯、信息灯。
若正在使用A电池,则电源灯为绿灯。
若正在使用B电池,则电源灯为黄灯。
若A、B电池均刁;足,则电源灯变为红色,此时应更换电池。
未进入3D状态时,信息灯每闪烁N次红灯,则卫星闪烁一次红灯(N表示可视的卫星数)进入3D状态后,开始记录,此时信息灯闪烁M次绿灯,卫星灯闪烁—次绿灯,(14表示采集间隔,即每隔M秒记录一次数据)。
二、系统界面
选手动或智能模式后进入主界面。
见图2所示。
图29600文件系统主界面
主界面分三大部分:
(一)、卫星分布图
显示天空卫星分布图,锁定的卫星将变黑,只捕捉到而末锁定的可视卫星为白色显示,越是接近内圈中心的卫星高度截止角越高,越远离内圈中心的卫星高度截上角越低。
并且卫星几何精度因子值PDOP也在该界面下显示,如图2所示PDOP值为2.3。
(二)、系统提示框(在任何界面状态,该右项框都会显示)
北京时间:
显示当地标准北京时间。
记录时间:
显示在采集进入后已记录采集GPS星历数据的时间,单位为分钟:
秒,如显示30:
40,表示数据已记录30分钟40秒。
剩余容量:
表示还有多少内存空间,如显示14203K,则内存大约还剩下14M。
采用的电源系统及电量显示。
如图2所示,现在使用的电源系统是B号电池,电池的容量为
。
(三)、功能项
要进行功能项的操作请选择各功能项下面所对应的按键,如要进入“文件”功能的操作则选择F1键。
下面将对每个功能进行介绍。
1.按F1键进入“文件”功能的操作,界面见图3。
图39600“文件”子界面
在文件项里可查看己采集数据的存储情况。
文件排序是按照采集时间的先后顺序来排列的,点名为“****”,则是傻瓜采集方式采集的点名默认;开机时间和结束时间分别是2002年8月20日16点50分和18点14分。
若是人工方式采集,文件名将显示用户输入的点名。
用F1键“”向下翻页(当采集数据太多时需要翻页查看);
用F2键“”向上翻页(当采集数据太多时需要翻页查看);
用F3键“↓”选择每一页当中的某一个文件;
如果要删除某个文件用F3键选择(当然要这个数据已经传输到电脑上),黑色光标会指示当前所要操作文件,用F4键来删除这个文件:
PWR键返回主界面。
2.按P2键进入“设置”功能的操作,界面见图4。
图49600“设置”子界面
F1用于设置采集间隔,出厂时默认为10,连续按F1键,设置采集间隔值由1秒到60秒可改(变化间隔为5秒);
F2设置高度截止角,出厂时默认为10,连续按n键,设置高度截止角由0度到45度可改(变化间隔为5度);
F3设置采点次数,次数为3次,则表示采三个点取一个平均值。
若设置成采样间隔5秒,采点次数3次,则每一个点上需测15秒。
F4“确定”以上设置选择好后,要用F4键确定,否则退出后还是以前的设置而非当前设置值:
特别注意:
同时工作的几台9600主机高度截止角、采集间隔最好保证一致,即同样的设置值。
PWR键“取消”:
返回主界面。
3.按F3键进入“测量”功能的操作,界面见图5。
图59600“测量”子界面
有状态、卫星、点名(采集)、返回、记录
图标五个子项:
F1键“状态”:
显示单点定位的经纬度坐标、高程和精度因子PDOP值、定位状态、锁定卫星数目、可视卫星数见图6。
图69600“状态”子界面
F2键“卫星”:
显示卫星号和卫星信躁比,见图7。
F3键“点名”:
在智能模式下该项显示(点名),在人工模式下显示(采集),见图8。
在图8中,用户可以输入测站的相关信息,如:
测站的点名、测站的采集的时段号、测站的天线高。
测站的点名:
所架设仪器的点名(点名可以输入0--9、A--Z—共36个字符);
时段号:
给你采集的控制点取测量时段,要求某一控制点没搬站时,应该取相同的文件名,不同的时段号。
例如:
某一控制点上架站文件名为GPSl,时段号取1,第一个同步时段测完后该站没有搬站,则第二个时段还是取文件名为GPSl,时段号取2(时段号只能输0--9);
天线高:
架站时的仪器高(请用卷尺量过后输入,照天线高输入方法量测),天线高只能输入小于10的数字。
图79600“卫星”子界面
图89600“点名”子界面
输入方法介绍:
F1键用来在字符段下选取某一字符;
F2键用来移动光标:
连续用F3键选择不同的字符段0--9、A-G、H--N、O--U、V--Z:
下面以点名为GPSl为例介绍:
①用F3键选择A---G字符段(上图左下角会有A--G显示);
②用F1键在A---G字符段再选择单个字符G,第一个字母G就输入进去了;
用F2键移动光标;
④重复①~⑧步,直到GPSl输入完成。
⑤然后用F4键“确定”。
光标移到“输入时段”,按照以上输入方法输入对应的时段号,F4“确定”。
光标移到“天线高”,输入测站的天线高的,F4“确定”,返回到主界面。
4.按F4键进入“系统”功能的操作,界面见图9。
图99600“系统”子界面
F1键:
开/关背光灯;
F2键:
开/关显示;
F3键:
切换到A或B电池,即在两块锂电池之间切换:
F4键:
返回主界面。
5.长按PWR键关机。
(四)、9600型文件系统野外数据采集
打开主机电源后,初始界面有三种采集工作方式选择你需选择其中任何一种工作方式来采集数据,若不进行选择,则延时10秒后自动进入默认采集方式“智能模式”。
9600有三种工作方式进行GPS数据采集工作,用户可根据实际情况和方便性来选择不同的工作方式。
注意:
每一次只能用一种工作方式来采集数据。
1、智能模式采集
(1)数据的采集:
在9600主机电源打开后,在初始界面下选F1键进入“智能模式”,见图310。
图109600“智能模式”
进入该模式下,软件自动判断卫星定位状态和PDOP值,你不必进行任何操作,软件会在PDOP值满足后进入采集数据状态,这时在右项框中能看到采集时间在递增,表明9600主机已正在记录GPS数据,你可以给记录的数据取一个文件名,若不取文件名,软件会默认文件名为“****”。
文件结构是靠采集时间先后而区分,若想不同名可在数据下载时更改,也可按以下操作更改文件名。
(2)给记录的数据取一个文件名:
.按F3键“测量”进入测量功能界面(可看到接收机状态,单点经纬度坐标,定位状态、精度因子),见图11。
图119600“测量”功能界面
.按F3键“点名”进入点名输入功能界面,给正在记录的数据起一个文件名、输入时段号及输入测站天线高(输入文件名方法见本章第一节),见图12。
图129600“点名”功能界面
注意智能模式与人工模式采集的区别在于:
智能模式下接收机已经开始记录数据或正在记录数据,然后给这个正记录的数据起一个文件名。
而人工模式下接收机还没有记录数据,你给定文件名后才让接收机采集记录数据。
(3)退出数据记录:
.退回到主界面,然后长按PWR键关机。
.在任何界面下同时按下Fl+F4快捷键关机,即可退出采集,且不会丢失数据。
2、人工模式采集
(1)数据的采集:
在9600主机电源打开后,在初始界面下选F2键进入“人工模式”,见图13。
在该种模式下工作,采集过程不会自动进行,需要我们人为判断目前接收机状态是否满足采集条件(PDOP<6,定位状态为3D),当满足条件时,请按下F3键“测量”数据采集界面,见图14。
(2)给记录的数据取一个文件名:
当满足条件时,请按下F3键“采集”进入文件名输入界面,见图12。
输入完文件名、时段号、天线高后,按F4键“确定”,接收机就开始记录数据。
(3)退出数据记录:
操作同“智能模式”。
图139600“人工模式”界面
图149600“测量”功能界面
注意人工模式与智能模式采集的区别在于:
智能模式下接收机已经开始记录数据或正在记录数据,然后给这个正记录的数据起一个文件名。
而人工模式下接收机还没有记录数据,你给定文件名后才让接收机采集记录数据。
“智能模式”和“人工模式”的区别:
人工模式先取文件名再记录采集数据;智能模式先已自动记录采集数据再取文件名。
3、电模式采集
本方式操作最简单实用,完全“傻瓜式”操作,进入该方式后,你就可以去一边休息,等采集时间足够时就可收机搬站。
(1)、数据的采集:
在9600主机电源打开后,在初始界面下选F3键进入“节电模式”。
节电模式一进入之后就自动关闭液晶显示屏,仅靠指示灯来显示卫星状态和采集状态。
见图15。
图159600主机正面
显示屏上方三个指示灯依次电源灯、卫星灯、信息灯。
1.电源灯的工作情况:
若正在使用A电池,则电源灯为绿灯;若正在使用B电池,则电源灯为黄灯:
若A、B电池均不足,则电源灯变为红色,此时应更换电池。
2.卫星灯和信息灯的工作情况:
未进入3D状态时,信息灯每闪烁N次红灯,则卫星闪烁一次线灯红灯(N表示可视的卫星数);进入3D状态后,开始记录,此时信息灯闪烁U次绿灯,卫星灯闪烁一次绿灯(M表示采集间隔,即每隔M秒记录一次数据)。
节电模式能被任意键激活显示屏而进入智能模式。
(五)退出数据记录:
在任何界面下同时按下F1+F4快捷键关机,即可退出采集。
“节电模式”的优点:
节电模式适合在北方严寒地区使用,以克服液晶显示屏可能低温情况下无法正常显示。
Leica1200接收机的使用
演示接收机的操作方法及在观测过程中能够查看到的各种信息(包括卫星数、卫星号、观测值类型、信号质量、坐标、速度和DOP值等),讲解接收机观测参数的设置。
1、Leica1200接收机的结构、组装。
图1Leica1200基准站和流动站手簿
2、Leica1200手簿操作(重点为1.测量、3.管理)
1)Leica1200手簿界面认识。
图2手簿界面
2)作业建立
步骤:
在初始界面,依次点击[3管理]→[1作业]→[F2新建],在弹出界面中从键盘输入作业名如“DX1”(如图3(C)所示),回车后点击[F6换页]至“坐标系”,选择“WGS1984”坐标(如图3(d)所示),点击[F1保存],完成作业建立。
ab
cd
图3作业建立过程
3、测量配置集的建立及其注意事项
在[5配置管理]中设置配置集,Leica1200接收机配置集共有3种模式:
静态模式、动态模式、参考站模式,如图4所示。
图4配置集
4、观测
在初始界面,选择[F1测量],进入如图5所示界面,在该界面中配置集选择静态作业模式,天线选择“ATX1230GG三脚架”,点击[F1继续],进入测量界面,输入点号“GPS1”,量取天线高,并输入,如“1.355”,当DOP值小于6时开始观测,或者出现
符号时点击[F1观测],观测时段长度达到要求后,依次点击[F1停止]→[F1保存],完成测量工作。
图5开始观测
实验步骤
1、建立作业,在初始界面中选择[3管理],然后选择[5配置管理]如图1所示,进行静态配置集的建立。
图1配置集管理
2、输入静态配置集名称“jingtai”,如图2所示,进入向导模式(如图3所示)依次进行“单位、格式”→“实时模式”→“天线和天线高”→“显示设置”→“编码&线路工作”→“记录原始观测数据”→“点位观测设置”→“质量控制”→“ID模板”→“地震记录”→“热键”→“照明、蜂鸣、键盘”→“开始”→“卫星设置”→“当地时区”的设置。
图2静态配置集命名图3向导模式
注意事项:
1)“实时模式”选择“无”,如图4所示;
2)“天线和天线高”通过左右导航键选择“ATX1230GG三脚架”,其垂直偏置默认值为0.36m,如图5所示;
3)“当地时区”通过左右导航键选择“+8:
00”,如图6所示;
4)“记录原始观测数据”通过左右导航键选择“仅静态”,记录速率可通过左右导航键选择“5S”、“10S”、“15S”…,记录速率选择需根据不同测量等级而定。
图4实时模式图5天线和天线高
图6当地时区图7记录原始观测数据
图8配置集建立完成
3、观测
在初始界面,选择[F1测量],进入如图9所示界面,配置集选择“jingtai”作业模式,天线选择“ATX1230GG三脚架”,点击[F1继续],进入测量界面,输入点号“GPS1”,量取并输入天线高,如“1.355”,当DOP值小于6时开始观测,或者出现
符号时(如图10所示)点击[F1观测],观测时段长度达到要求后,依次点击[F1停止],[F1保存]。
图9观测
图10开始观测
3、查看数据
在初始界面,选择[3管理],进入[1作业],查看测量数据。
4、数据传输
在计算机上打开“LEICAGeoOffice”,选择[工具]下拉菜单中“数据交换管理”如图11所示;在弹出对话框中点击“ActiveSync”进行数据传输。
图11数据传输
六、思考问题
1、南方9600测量模式有哪些?
2、南方9600接收机仪器高如何量取?
2、GPS接收机测量的结果是那种坐标系下的成果。
3、在手簿中建立作业时可以重名吗?
测量时点名重名可以吗?
4、配置集常见模式有哪些?
七、实验报告要求及成绩评定标准
1、实验结束填写实验报告1。
2、成绩评定标准
1)学生评价:
学生根据自己在实验实施过程中的作用及表现进行自评,占20%;
2)小组互评:
根据工作表现,发挥的作用,协作精神等小组成员互评,占25%;
3)教师评价:
根据考勤、学习态度、吃苦精神、协作精神,职业道德等进行评定;根据实验实施过程每个环节及结果经进行评定;根据实验报告质量进行评定;综合以上评价,占55%。
实验报告1
实验项目
实验日期
实验地点
同组人数
实验类型
□传统实验□现代实验□其他
□验证性□综合性□设计性□其他
□自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
二、实验仪器设备
三、实验原理、内容及步骤
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字:
年月日
实验报告2
实验项目
实验日期
实验地点
同组人数
实验类型
□传统实验□现代实验□其他
□验证性□综合性□设计性□其他
□自立式□合作式□研究式□其他
一、实验目的
二、实验仪器设备
三、实验原理、内容及步骤
四、实验中存在的问题、解决方法及进一步的想法等
五、教师评语
成绩
指导教师签字:
年月日
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- GPS 实践 指导书