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测量学实习指导书
地理信息系统教研室
2006年9月25日
一 基本情况
(一).实习时间:大学二年级第一学期中期之后,共计1周;
(二).实习地点:集美区内;
(三).实习组织:实习组织工作由课程主讲教师全面负责,每班配置2名教师担任实习指导工作.实习学生分成两个小队,分别是生产实习队和校园实习队;每小队安排队长1人,负责全队的工作分配,人员考勤,小组间的协调,并对指导教师和实习单位相关领导负责.每小队分成若干组,每组4~5 人,设组长1人,实行组长负责制,组长负责组内的组实习工作分工和仪器管理.班级的原班级干部仍负原有职责,并协助教师对实习小队的协调与管理.二 实习队基本守则
(一).全队实习成员必须充分认识实习的重要意义,严格按照实习要求,全面完成实习任务;
(二).树立安全第一的思想,自觉遵守安全规定,切实防止人身伤亡等事故的发生;
(三).加强组织纪律性,听从指挥,遵守实习队的各项规章制度,因事离队要向指导教师请假,一天以内经指导教师同意,一天以上须经队部批准;
(四).师生员工要互相尊重,理解,支持,团结友爱.严禁打架斗殴酗酒闹事等不良现象发生,违者按学院规定加重处罚;
(五).尊重当地群众,爱护群众利益,不得采摘老乡的瓜果,茶叶等农作物,不践踏庄稼,违者后果自负;
(六).遵守国家保密制度,不得遗失测量成果和地形图等资料,违者按章处理.三 安全规定
(一).途中注意来往车辆,注意保护随身携带的仪器,标尺等物品,以防损坏丢失;
(二).作业中严禁打闹,追逐,跑尺时注意地形,地物,避免跌倒,损物伤人;
(三).保管好仪器设备,防止丢失.禁止下水游泳,严禁在外宿夜等.四 实习注意事项
(一).实习期间的各项工作以小组为单位进行.组长要切实负责,合理安排,使每人都有练习的机会.成员之间应团结协作,密切配合,以确保实习任务顺利完成;
(二).做好实习前的各项准备工作,随着实习进度,阅读本指导书及教材的有关章节;
(三).实习过程应严格遵守本书和教材中的有关规定,杜绝弄虚作假;
(四).每天出测前和收工前都应清点仪器工具,检查是否带齐或遗失.每天自习时间应检查当天外业观测数据并进行内业计算.每一阶段工作完成后,要及时收还仪器工具,整理成果资料;实习内容及要求
一.实习目的及任务
本实习是《测量与地图学》课程教学实习,是课堂教学的拓展与延伸,是巩固和深化课堂所学知识的必要环节,以完成课堂教学中无法完成的教学环节为宗旨,培养学生的理论联系实际和动手能力与操作能力,增强学生的实践经验,也使学生在认真负责的工作作风和实际工作能力方面得到锻炼,为今后从事实际工作打好良好的基础.二.实习安排
1,周一 :GPS控制网的建立
主要实践采用测量型GPS接收机进行静态相对定位GPS测量,对立校园地图测量的一级控制网,同时引测用于校园地图测绘的RTK基准站.2,周二:校园图根控制点测量
主要实践使用差分GPS接收机进行RTK定位测量和全站仪导线测量方式加密校园一级控制网,设立测图用的图根点;同时附带进行部分校园内地形地物碎部点的采样工作.3,周三:校园1:1000地形图碎部测量
主要实践采用全站仪碎部测量,RTK碎部测量和勘丈法测图等多种方法,完成校园部分区域的地形图碎部点的采集任务.4,周四:地形图测绘室内作业
在室内进行图根点平差计算,碎部点坐标计算,成果数据录入,检核,计算机成图与编辑等工作.5,周五:实习总结.三,实习内容
(一)GPS静态相对定位控制测量
GPS静态相对定位控制测量的目的是建立一小型的图根控制网,为实施校园1:1000比例尺地形图(局部)测绘打好基础,使校园地形图与邻近地区具有同一控制框架和坐标系统,也为校园图的分区,分期实施创造条件.GPS控制网分首级控制和二级控制.首级控制由两个边连式的同步四边形组成,用四台静态GPS接收机用二个时段(1,2时段)进行静态同步观测,观测点分别定为:第一时段,Tj1,Jida1,Tk9,Mk03;第二时段,Tj1,Jda1,Jda2,Mk03.其中Tj1,Tk9,Mk03为三个已知点,Jda1 ,Jda2为未知点,位于航海学院内;Jda1准备做为基准站用.静态观测分二时段,分别在四个一组的测站上安置GPS机,静态观测30分钟,求出Jda1 和Jda2的坐标.使用卫星预报软件制定观测计划:
静态观测前应利用卫星位置预报软件制定观测计划.在HDS2003GPS数据处理软件中,有“Hitplan星历预报”模块.运行“Hitplan星历预报”模块>选择“设置”/“设置观测站及观测时段”>键入测站位置,经度=118:05:25E,纬度=24:19:00N,高度截止角=10>选上“地方时间”复选框,键入计划观测的时段>OK.则出现GPS卫星状况预报图.选“卫星跟踪图”页/“卫星星座”页,可见星座图.选“可见卫星”页/“几何精度因子”页,可见卫星测距精度预报,选PDOP设置采集间隔=5秒,截止角=10度,“确定”.选择“静态”项,[Enter].>选“新建”,键入一新的文件名(文件名前四字符用测点名,最后一字符用时段号1或2.文件名的规定见后面)>“确定”>选“天线高”>键入天线高度>“确定”>[Enter].采集结束后,选“结束”,退出.按住[ON/OFF]键2秒,关机.注:HD8200GPS文件名命名规定是,每个观测文件名由8个字符的文件名和扩展名组成.前四个字符为点名(如:MI09);中间三个字符为年积日,取值001至366天,仪器会自动取值;最后一字符为当日观测时段序(如:1或2).天线类型的设置:可选“项目”/“原始参数”/“天线”>选择相应的天线类型(如:HD8200内置天线),使量测的天线高能正确地换算成天线相位中心高.若要修改观测数据中的天线设置,可从“文件/导入”>选择导入数据类型>[打开]某数据文件>出现详细数据列表.在表中右击>选“属性”>选“通用”页面.在“天线高”栏的右侧处,击[修改],对天线各设置进行修改:修改天线类型和天线测量方法.(2)中海达RTKHD5800一体化机的操作
本次做静态观测,基准站不连接发射电台,均按移动站方式安置.在HD5800机的面板上,轻按一次带“-”的电源键,开机.按住带“F”的功能键3秒钟,三个指示灯同时闪2下进入设置工作方式状态,松开.再轻按功能键4次,使三只灯全亮;此时,轻按一下电源键,待三只灯快闪二次后,自动进入静态工作方式.各测站仪器设置好后,同步观测采集静态数据不少于30分钟.采集数据中,状态灯应闪亮,表示有数据记录.采集结束后,断开手簿连接,按住电源键3秒钟,关机,缷掉各条连线.装箱,按第二时段计划搬运至新测站(部份机子不缷机,只关机,原地等待),进行第二时段的观测.外业观测时注意量取天线高度,并做好外业记录表.外业工作结束后,进行室内后处理工作.3 静态观测数据的后处理工作
为了对观测数据进行后处理,先要将观测数据文件传输至计算机中.(1)将GPS接收机中的观测文件传输至台式机中:
为了释放GPS机的内存,需要将GPS机中的数据文件传输至台式机中,再清除GPS机内存.为此,将接收机与台式机连接>启动HDS2003软件的“接收机数据传输软件(HtMon.exe)”>选“连接”/“通讯设置”>使通讯串口=COM1,波特率=57600>选“连接”/“连接”项,>在出现的窗口的“文件”页中,显示GPS接收机内存中的所有文件>用“工具”/“设置下载文件存贮目录”项,设置存贮目录为E:GPS2005static >选择要下载的文件(如*.Zhd)>右击之,选择“下载”菜单项,则文件从中海达GPS机传输至台式机.没有事先输入测站信息的数据文件无法下载,可先行在数据文件上右击>选“输入测站信息”项>键入该站的站名,观测时段(时段序号1,2),天线高等.(2)将控制器PSION中的数据传输给台式机:
将控制器PSION通过RS-232数据线与台式机的COM端口相连.在HDS2003GPS软件中,选择“工具”/“PSION文件传输”>出现的窗口中,左栏为台式机文件,右栏是PSION控制器中的文件.控制器处在命令状态下,用方向健,选择[Menu]钮>在菜单“special”中选“Remote Link”项(或用
[U]+[L]快捷键)>用左,右键选“ON”,使连接通>再选Bound Rate=57600, Port=A>OK.在台式机上,选“与PSION通讯软件”图标,运行通讯软件>选择“通讯”/“设置”>选串口=COM1,Bound rate=57600>用菜单“通讯”/“连接”,将控制器与台式机相连接.在PSION文件传输窗口中,选择要传输的观测文件用拖放方式或“复制”/“粘贴”方式,将控制器中文件拷贝至台式机中的E:GPS2005Static目录中.也将RTK GPS接收机手簿中保存的静态观测文件(*.ZHD)全部传输至E:GPS2005Static目录下.其它类型的GPS机数据传输至计算机的方法可能不同.请参见相关使用手册.静态观测数据的后处理处理工作
用HDS2003数据处理软件处理静态观测数据(后处理过程).(1)新建项目
运行HDS2003软件:[开始]>双击“HDS2003数据处理”图标.“项目”/“新建项目”>键入项目名和存放位置(如:E:GIS051017)>OK>项目属性设置(项目细节,坐标系统,控制等级),坐标系统选“北京-54”,投影方式=高斯投影3度带,中央子午线=117度,Y加常数=500000米.(2)将观测数据文件复制至当前项目所在的目录中.即将E:GPS2005Static中的所有观测数据文件通过“复制”,“粘贴”的方法复制一份至当前项目目录E:GIS051017之下.注意把相关的星历文件亦放在同一目录里.(3)导入数据
将观测数据文件导入至当前项目中.方法是选“文件”/“导入”菜单项>选择GPS数据文件格式(例:中海达ZHD格式,Rinex格式)>选择要导入的所有文件(先前做静态观测的数据文件)>[打开]>则将相应文件导入,显示网图和导入的文件名.注意:“文件导入”每次只能导入一种类型或一个目录的文件.若观测数据文件有不同类型或格式或存放在不同目录下,需要分多次选择不同类型或目录分别导入,直至把所有同一时段的不同测站的观测文件都导入.在“观测数据窗口”窗口中,可选择“观测数据图”页观看各颗卫星数据跟踪时段的分布情况;再
选“卫星跟踪图”页,观看每颗卫星在观测期间在天空的运动与分布(卫星运动轨迹有数字的一端为开始时刻卫星位置).(4)基线处理
设置基线处理控制参数:“静态基线”/“基线处理设置”>数据采样间隔=5秒,截止角=10度,参考卫星=自动方式,粗差容忍系数=3.5RMS.输入的观测数据的检查与修改.可在“管理区”窗口的“站点”页中右击某站点,选择“属性”,打开属性窗口进行检查.(5)基线解算:可先选择自动方式进行,选取“基线处理”/“处理全部基线”>在“计算”窗口得到基线解算的结果.如果出现“警告”信息,可双击该基线,显示相应信息;在“信息”页列出详细情况,在“报告”页,列出处理结果.如果选“处理报告/静态基线/生成基线报告”,可显示基线报告.(6)基线处理结果检验:可从以下一些指标检查基线质量:RMS,中误差的大小.RMS值绝对值一般应小于3.5倍设计值.RATIO,比值.RATIO值应大于3.另外可利用软件提供的一些工具检查解算结果的精度:残差图,可双击基线列表中的某一基线,出现“属性”窗口>选“基线残差图”页,出现残差图.基线残差曲线的振幅应小于0.2周.在该图中亦可发现“周跳”现象.对质量不合格的基线解算结果,可采用两种方法加以解决:改变基线处理的设置值,重新处理该基线;亦可删除质量较差的基线,再次处理全部基线,直至合格为止.前种方法在更改设置后,单击该基线>“处理当前基线”,则再处理当前这条基线.后种方法可将该条设成不采用,也可在“观测数据图”页面中拖动鼠标,选择要删除的某颗卫星的某一时段的数据(被一虚线框所包围部份),不参与基线处理.选择好不参与处理的基线后,再重新“处理全部基线”,直至全部基线质量合乎要求为止.基线网平差前的设置:
(1)坐标系的设置:“工具”/“坐标系管理”/“坐标系统”页>坐标系=北京-54,投影方式=高斯投影3度带,中央子午线=117度,Y常数=500000.(2)网平差设置:“网平差”/“网平差设置”>“平差设置”页>平差选择中,选中二维平差复选框(为求工程平面坐标XY值)和高程拟合复选框(为求工程控制点高程值).在“二维平差”页中,选二维平差方法=“平移,旋转,缩放各种组合”.在“高程拟合”页中选拟合方式=“平面拟合”.(3)已知坐标输入:为了输入各控制点的已知坐标,可选择“管理区”窗口的“站点”页,显示观测站列表.选某一个已知点>右击,选“属性”项,出现站点属性对话框>选择“修改”页面>输入“固定方式”=XY或XYH(前者二维平差用,后者高程拟合用),“固定坐标值”=该控制点的已知坐标(X,Y或X,Y,H及其精度),“是否固定”=是(确定为控制点).依此方法,将所有设站观测的已知点的坐标值键入(键入各已知点的厦门坐标系的X,Y,H值及其精度).(注:在属性区中选择或修改各项属性值时,可点击该属性行的右侧,会出现一下拉列表钮,供选择)
(4)基线网平差的执行:“网平差”/“进行网平差”.出现“观测站点”窗口.其中,自由误差列是自由网平差的结果误差,二维,三维和拟合误差分别是二维,三维及高程拟合平差结果的误差.在“基线列表”窗口中显示每一条基线的改正数,平差值.在“详细成果输出”窗口中列出基线向量改正数,平差值,XYZ三个方向和点位中误差.(5)成果输出:“处理报告”/“网平差”,输出基线网平差的结果,得到各控制点的高斯投影XYH坐标值.用“成果”/“简明文本文件输出”,输出只有点号,X,Y坐标值列的文本格式.ism文件.(二)校园图根控制点测量
主要实践使用差分GPS接收机进行RTK定位测量和全站仪导线测量方式加密校园一级控制网,设立测图用的图根点;同时附带进行部分校园内地形地物碎部点的采样工作.每小组根据自己所测区域,进行踏勘选点,确定图根控制点,(1)测角图根点的选择:可以根据设计图到实地找点进行布设,也可按照实际情况结合选点进行.其点位应尽选在通视良好,视野开阔,便于安置仪器的测图处,并要均匀分布,各个三角形的内角不得小于30°和大于120°;
(2)观测:角度观测采用J6经纬仪,水平角观测方法和测定精度均按教材中的规定进行,其中几项主要指标如下:
半测回归零差为24〃;
两个半测回同一方向(归零后)较差为35〃,测回较差为24〃;
三角形闭和差为45〃;
测角中误差15〃;
(3)计算:开始计算前,应对观测成果及略图重新进行检查,凡不符合规定和不合限差得成果均不得参加计算.图根点的计算采用近似平差法,限差规定按照教材执行;
计算过程中,小数的取位规定如下:
角 度 值 角 度 改正数 方 位 角 坐 标 增 量最后坐标 距 离 高 差 高 程 1〃1〃1〃0.01m0.01m0.001m0.01m0.01m
(三)校园1:1000局部地形图碎部测量
(1)测站点应充分利用各级控制点,个别地方图根点不能满足测图需要时,应按图根测量的有关要求,补测图根点.(2)碎部点用经纬仪极坐标法实地测绘,碎部点的密度以能够充分保证地物,地貌精度及显示其特征为原则.地形图的内容和测绘
(1)地形图上应表示居民地,独立地物,管线,道路,水系,地貌及土质,植被等要素以及各类控制点,地理名称注记等.(2)独立地物是判定方位,指示目标,确定位置的重要依据,必须准确测定位置.独立地物多的地区,优先表示突出的,其余的可择要表示.(3)电力线,通讯线路均应测绘转折点,分岔点和高压线铁塔的准确位置.电力线,通讯线除居民地间断外,其他情况不能间断.(4)测绘道路应等级分明,取舍恰当,注记正确.(5)水系的测绘应主次分明,构成系统.(6)测绘植被时要适当取舍.(7)地貌用等高线配合符号和高程注记表示.(四)内业成图
(1)利用南方CASS绘图软件,将所有的碎部点绘制成图,并对地形图的内容进行填充,包括测量人员,绘图人员,检核人员,图幅名称,图形比例尺等内容,并对地形图进行整饰.(2)清绘后的底图应做到准确,清晰,易读,美观.(五)实习总结
实习小组每组提交如下资料:有关各组提交GPS基线处理成果,GPS后处理报告,RTK动态观测记录,全站仪观测记录,导线平差计算表,碎部点记录(计算)表,校园1:1000地形图(局部).学生每人编写一份实习报告.报告内容如下:
(1)封面:实习名称,地点,起止日期,班级,组别,姓名,学号.(2)前言:简述本次实习目的,任务和要求.(3)实习内容:实习项目,内容,实习区概况,作业方法,工作步骤,相关图件,实习成果和评价.(4)实习总结:实习中遇见的技术问题和处理方法,对实习工作的意见和建议,本人在实习中主要做了哪些工作及得到的收获.全文字数不少于1000字.(六),实习成绩评定方法
1,实习成绩主要依据以下四项评定:
(1)实习期间的表现.主要包括出勤率,实习态度,遵守纪律情况,爱护仪器工具情况.(2)操作技能.主要包括对理论知识的掌握程序,使用仪器的熟练程度,作业程序的规范程度.(3)计算成果和成图质量.主要包括记录和计算内容的完整性,清晰性和准确性,各种较差,闭合差大小,成图精度和符号及注记的规范性.(4)实习报告质量.主要包括报告的格式和内容是否合乎要求,编写水平,分析和解决问题的能力.2,实习中如出现以下情况,指导教师可视情节严重情况给予处理:
(1)实习中出现损坏仪器的事件,其主要责任人实习成绩降一,二个档次.(2)实习中违反实习纪律,缺勤天数超过三分之一或未交成果资料和实习报告,实习成绩记为0分.
目 录一、实习安排„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3二、实习分组„„„„„„„„„„„„„„„„„„„3三、静态定位测量„„„„„„„„„„„„„„„„„4四......
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