南京晓庄学院：地理与资源环境实践教学资源（实验指导书）认知性实验——GPS接收机的认识与使用

认知性实验GPS接收机的认识与使用知识目标：GPS接收机的类型，静态GPS接收机的结构组成，常见GPS接收机的品牌及特点，GPS接收机的安置、仪器功能设置以及GPS定位的原理。能力目标：通过本实验内容的学习实践应使学生具备GPS接收机的安置能力，并进一步提高测绘仪器的操作水平：同时，注重培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。一、实验目的理解GPS定位的基本原理，了解GPS接收机的组成及各部分的作用，熟悉GPS接收机的基本使用方法，练习使用GPS接收机进行数据采集及传输。二、实验计划与实验仪器1.学时与人数：实验为2学时，根据仪器数量进行分组。2.实验仪器：GPS接收机、基座及配套脚架，记录手薄、小钢卷尺等。三、实验方法与步骤1.GPS接收机的结构及各部分作用：结合实物和图2-14熟悉GPS接收机的硬件组成（主要由天线、主机、电源3部分组成）、接收机各部件的位置、名称及作用，熟悉GPS接收机的各项配置及相关技术指标。-

1 认知性实验 GPS 接收机的认识与使用 知识目标： GPS 接收机的类型， 静态 GPS 接收机的结构组成，常见 GPS 接收机的品牌及特点，GPS 接收机的安置、仪器功能设置以及 GPS 定位的原理。 能力目标： 通过本实验内容的学习实践应使学生具备 GPS 接收机的安置能力，并进一步提高测绘 仪器的操作水平；同时，注重培养学生独立思考、分析问题和解决问题的能力。 一、实验目的 理解 GPS 定位的基本原理，了解 GPS 接收机的组成及各部分的作用，熟悉 GPS 接收机 的基本使用方法，练习使用 GPS 接收机进行数据采集及传输。 二、实验计划与实验仪器 1.学时与人数：实验为 2 学时，根据仪器数量进行分组。 2.实验仪器：GPS 接收机、基座及配套脚架，记录手簿、小钢卷尺等。 三、实验方法与步骤 1.GPS 接收机的结构及各部分作用： 结合实物和图 2-14 熟悉 GPS 接收机的硬件组成（主要由天线、主机、电源 3 部分组 成）、接收机各部件的位置、名称及作用，熟悉 GPS 接收机的各项配置及相关技术指标

天线Trimble主机面e显示面板电源O图2-14GPS接收机2.GPS接收机的安置：在测区的3个控制点（GPS控制点需选在空旷的区域，并远离平静的大面积水域、或通信设施）上架设三脚架，将对点器基座连接到脚架上，并进行对中整平，然后再将GPS接收机安装在对点器基座上，并固定好。3.GPS接收机静态测量的基本操作：GPS接收机架设好以后，需量取天线高（开、关机前各量一次），并记录在外业观测手薄上（有些类型的接收机需要将天线高输入到接收机中）。（1）开机三台接收机同时开机，接收机一且开机，便立即搜索卫星信号，跟踪卫星并记录数据。“卫星跟踪”、“电源状态”状态面板提供观测过程的监视信息，设有“数据记录”、等指示灯，分别闪烁红、绿（或黄）颜色的灯光信号。（2）接收机参数设置包括，新建或选取作业文件名及其他参数的输入。（3）数据接收在卫星信号的接收过程中，应注意关注卫星接收信号的情况（如PDOP值以及数据记录、存储等信息），数据接收需满足的一般要求是定位状态为3D，PDOP值小于6。2

2 图 2-14 GPS 接收机 2.GPS 接收机的安置： 在测区的 3 个控制点（GPS 控制点需选在空旷的区域，并远离平静的大面积水域、或 通信设施）上架设三脚架，将对点器基座连接到脚架上，并进行对中整平，然后再将 GPS 接收机安装在对点器基座上，并固定好。 3.GPS 接收机静态测量的基本操作： GPS 接收机架设好以后，需量取天线高（开、关机前各量一次），并记录在外业观测手 簿上（有些类型的接收机需要将天线高输入到接收机中）。 （1）开机 三台接收机同时开机，接收机一旦开机，便立即搜索卫星信号，跟踪卫星并记录数据。 状态面板提供观测过程的监视信息，设有“数据记录”、 “卫星跟踪”、“电源状态” 等指示灯，分别闪烁红、绿（或黄）颜色的灯光信号。 （2）接收机参数设置 包括，新建或选取作业文件名及其他参数的输入。 （3）数据接收 在卫星信号的接收过程中，应注意关注卫星接收信号的情况（如 PDOP 值以及数据记 录、存储等信息），数据接收需满足的一般要求是定位状态为 3D，PDOP 值小于 6

（4）关机数据接收完毕后（一般情况下数据采集时间为30-40分钟），应再量取天线高一次然后三台接收机同时关机，并做好相应的记录。（5）外业数据采集结束后，应及时将GPS接收机的数据传输到电脑上，并利用专门的软件进行平差处理。四、注意事项1.由于GPS接收机是集数据接收、数据处理程序于一体的多功能贵重测量仪器，在实习过程中应注意轻拿轻放，按照指导教师的要求进行操作，并注意保护好仪器。2.安装（或更换）电池时，应注意电的正负极性，不要将正负极装反。3.在接收机接收数据过程中，不得随意切换功能按键，同时禁止在接收机附近使用通讯工具。4.看护接收机，不得远离，要时常关注其电量、数据存储等情况。5.不得遮挡接收机，接收数据过程中不得中途对接收机进行重新对中整平。五、实验成果实验成果包括实验项目表格及实验报告：实验结束后，需上交测量实验数据和实验报告，实验用表格如下：3

3 （4）关机 数据接收完毕后（一般情况下数据采集时间为 30-40 分钟），应再量取天线高一次， 然后三台接收机同时关机，并做好相应的记录。 （5）外业数据采集结束后，应及时将 GPS 接收机的数据传输到电脑上，并利用专门 的软件进行平差处理。 四、注意事项 1.由于 GPS 接收机是集数据接收、数据处理程序于一体的多功能贵重测量仪器，在实 习过程中应注意轻拿轻放，按照指导教师的要求进行操作，并注意保护好仪器。 2.安装（或更换）电池时，应注意电的正负极性，不要将正负极装反。 3.在接收机接收数据过程中，不得随意切换功能按键，同时禁止在接收机附近使用通 讯工具。 4.看护接收机，不得远离，要时常关注其电量、数据存储等情况。 5.不得遮挡接收机，接收数据过程中不得中途对接收机进行重新对中整平。 五、实验成果 实验成果包括实验项目表格及实验报告；实验结束后，需上交测量实验数据和实验报 告，实验用表格如下：

表2-5GPS外业观测手簿观测者：日期年月日天气：时段号：等级：测站名：近似高程近似经度近似纬度接收机名称及编号：天线高测定天线高：方法及略图2:1:开始时间（北京时间）：结束时间（北京时间）：观测状况记录电池采样间隔跟踪卫星接收卫星等GPS点本点为：口新建口等GPS旧点口等三角点口水准点口备注：4

4 表 2-5 GPS 外业观测手簿 观测者： 日 期 年 月 日 天 气： 时段号： 测站名： 等级： 近似经度 近似纬度 近似高程 接收机名称及编号： 天线高测定 天 线 高： 方法及略图 1： 2： 开始时间（北京时间）： 结束时间（北京时间）： 观测状况记录 电 池 采样间隔 跟踪卫星 接收卫星 本点为：口 新建 等 GPS 点 口 等 GPS 旧点 口 等三角点 口 水准点 口 备注：