GPS原理与应用实验教学大纲.doc

《GPS原理与应用》实验大纲
课程性质：专业方向课程
先修课程：测量学
实验学时：6
实验个数：3
开课系部：国土信息工程系
适用专业：地理信息系统
大纲执笔人： 邓岳川
大纲编写时间：2006年8月
教研室主任审核：刘东良
教学系部审定： 郑平建

一、实验课程的性质与任务
GPS定位技术在民用和军事方面都得到了广泛应用，是获取数据的一种重要的手段，并且3S技术的集成是目前研究的一个重要的方向，因此它成为地理信息系统专业本科生的一门必修课程。实验课是完成本课程教学的重要环节。通过课程实验，一方面培养学生的动手操作能力，另一方面，加深学生对理论教学内容的吸收和消化。本课程实验任务有：1）徕卡GPS500静态GPS外业数据采集；2）徕卡GPS500静态GPS内业数据处理。
二、实验目的与作用
按照地理信息系统专业的教学计划，在《GPS原理与应用》课堂教学之中，应该结合所学的内容，围绕GPS原理，针对L1和L2接收机的性能，进行静态测量实习，学生在教师的指导下，划分小组，独立完成实习的全部内容。其目的与作用如下：
1、进一步巩固、加深课堂所学的理论知识，在实践中训练学生分析问题，解决问题和组织能力；
2、熟练掌握GPS仪器的使用和操作方法，提高外业数据采集和内业后处理的能力，培养学生具备利用GPS采集数据的能力；
3、掌握GPS观测从外业选点，到观测，再到后处理的以及结果分析的全过程。
三、实验项目及内容提要
春季学期
序
号
实　验　名　称
学
时
必
开
选
开
实验类型
内　容　提　要
验
证
基本操作
综合
设计
1
GPS接收机的认识及操作
2
√

√

GPS信号接收机各个部件的认识，接收机控制器上的软件菜单的认识和操作
2
GPS静态定位测量
2
√

√
√

理解载波相位测量、静态绝对定位原理，掌握GPS测量外业的布线方法
3
RTK GPS接收机及软件的认识与应用
2
√

√
√

分组进行RTK GPS接收机及软件的认识与应用
四、单项实验的内容和要求：
1）实验项目名称：GPS接收机的认识及操作
（1） 实验内容
GPS信号接收机各个部件的认识，接收机控制器上的软件菜单的认识和操作。
（2） 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功用，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。实习时先由实验课教师进行操作演示，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或实习报告，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。
（3） 应配备的主要设备名称和台件数
序号
设 备 名 称
每组应配台件数
备 注
1
GPS接收机
1台套

2
温度计、高原气压计
1套

2）实验项目名称：GPS静态定位测量
（1）实验内容
分组进行GPS静态定位测量。
（2）实验要求
学生每4人一组，在熟悉GPS接收机操作的基础上，要求学生通过实验掌握GPS静态定位测量的原理、方法及接收机的操作和设置，会在教师的指导下自行选择和布设GPS控制点，并设计相应的GPS控制网。此后，各组要相互配合进行GPS静态定位测量，会下载存储在接收机中的静态测量数据，了解GPS静态测量数据文件的格式及命名规则。学生在做完实验后应编写相应的实验或实习报告，对GPS静态定位测量的原理、方法和外业作业过程要有较详细的论述。
（3）应配备的主要设备名称和台件数
序号
设 备 名 称
每组应配台件数
备 注
1
GPS接收机
1台套

2
温度计、高原气压计
1套

3
计算机
1台套

3）实验项目名称：RTK GPS接收机及软件的认识与应用
（1）实验内容
分组进行RTK GPS接收机及软件的认识与应用。
（2）实验要求
要求学生通过实验掌握RTK GPS测量的原理、方法及接收机的操作和设置。在实验课教师的指导下，学生首先学会RTK GPS接收机的参数设置和电台设置，然后自行设计或选择实验方案，通过实际操作掌握RTK GPS接收机的采数测量和简单的测量放样，会将存储在接收机控制器中的动态测量数据传送至计算机中。学生在做完实验后应编写相应的实验或实习报告，对RTK GPS测量的原理、方法及接收机的操作和设置做一总结。
（3）应配备的主要设备名称和台件数
序号
设 备 名 称
每组应配台件数
备 注
1
RTK GPS接收机
1台套
缺设备
2
计算机
1台套

五、实验报告的形式
以电子版图片+纸质形式（内容有：实验名称、地点、时间、组员、组别；实验目的、要求；实验内容和方法步骤；实验数据处理，包括图表；对实验结果进行分析、总结，并写出体会；实验中如果有的点坐标精度超限，分析超限原因，说明处理方法。）
六、本实验课程考核方式、方法以及成绩评定方法
1．实验操作：60%，2．实验报告：40%
六、实验应配套的主要仪器设备名称、型号及台(套)数
徕卡GPS500接收机2台；SKI-PRO数据处理软件包；电脑60台
七、使用教材与教学参考书目
【使用教材】
《徕卡GPS500测量系统技术参考手册》，徕卡公司
【教学参考书目】
1.徐绍铨、张华海等，《 GPS测量原理及应用》，武汉大学出版社，2003年6月
2.刘经南等编著，《广域差分GPS原理和方法》，测绘出版社，1999.1
3.张勤、李家权编著，《全球定位系统（GPS）测量原理及其数据处理基础》，西安地图出版社，2001.8
4.刘基余编著，《GPS卫星导航定位原理与方法》，北科学出版社，2003.8