实验一华测GNSS手持GPS的基本操作及面积测量

《3S技术》课程实验报告学生姓名：学号：专业：年级:指导老师:赖日文副教授福建农林大学林学院3S技术实验指导1实验一手持GPS的基本操作及面积测量一、实验目的1、了解GPS的操作原理；2、掌握手持GPS界面设置；3、掌握手持GPS的初始化设置；4、掌握如何采集点、线、面；5、掌握如何利用手持GPS进行面积和线路周长的测量。二、GPS系统的组成GPS由三个独立的部分组成：1、空间星座部分：21颗工作卫星，3颗备用卫星。2、地面监控部分：1个主控站，3个注入站，5个监测站。3、用户设备部分：即GPS接收机，接收GPS卫星发射信号，以获得必要的导航和定位信息，经数据处理，完成导航和定位工作。GPS接收机硬件一般由主机、天线和电源组成。三、GPS定位原理GPS的基本定位原理是：卫星不间断地发送自身的星历参数和时间信息，用户接收到这些信息后，经过计算求出接收机的三维位置，三维方向以及运动速度和时间信息。3S技术实验指导2四、实验仪器华测LT500T亚米级手持GNSS接收机五、实验步骤1、按钮操作华测LT500T亚米级手持GNSS接收机AWindows键B电源按钮C左菜单键D右菜单键E确定键F电源信号灯GGPS信号灯HWLAN信号灯IUSB及SD卡插槽(底部)2、主要参数表1华测LT500T亚米级手持GNSS接收机主要参数一览表型号LT500T通道220卫星系统GPS：L1；GLONASS：L1；北斗：B1更新频率1HZ，可支持更高选择NMEA-0183支持RTCMRTCM2.x/RTCM3.xCMRCMR/CMR+/CMRx冷启动＜30s热启动＜15s重捕获时间＜2s单点定位2m参考站差分0.2mSBAS精度＜1m静态精度（水平）5mm±1ppm静态精度（垂直）10mm±1ppm3S技术实验指导33、操作步骤（1）打开MapCloud2.0软件（2）点击新建工程（或打开工程）（3）工程命名及设置快速工程中，用户可以直接新建工程，也可以打开手簿中已存在的工程。工程列表中显示历史工程记录，选择历史记录后显示选择工程所在路径，清空记录则是清空历史工程列表中的内容。用户可选择历史记录中的工程直接打开，如不选择历史工程，直接点击确定，则跳转为打开工程界面，进入路径选择。打开工程后，进入主界面。主界面中包含了工程管理、地图显示、地图编辑操作、设置等所有操作。3S技术实验指导4（4）基本操作界面（5）坐标系统设置主界面右下方进入设置界面，其中包含采集设置、轨迹设置、GPS设置、地图窗口设置，坐标系统设置、单位设置、点校正计算等功能，如上右图。点击【坐标系统设置】进入坐标系统设置界面，其中包含基准、投影、七参、平面和高程设置。【基准】中默认为Beijing1954椭球面，选择基准面椭球的长半轴和扁率都是固定的，仅有在自定义的情况下才可设置，如下左图；【投影】中包含多种投影方式，以及坐标单位、中央经线、原定纬度、东偏移量、北偏移量、投影比例、方位角、第一标准线、第二标准线、第一点的经度、第二点的经度等参数的设置，如下图：3S技术实验指导5注：所选择的定位坐标应与所使用的地图具有相同的地图基准面。当选择Beijing1954平面坐标系时，需先输入导航仪所在区域的中央子午线，以确定定位精度。六度带中央子午线计算公式：当地经度/6=N；中央子午线L=6×N（带号）当没有除尽，N有余数时，中央子午线L=6×N-3三度带中央子午线计算公式：当地经度/3=N；中央子午线L=3×N例：在某地GPS手持机开机定位后显示该点的经纬度为：39°55.327′N，116°24.787′E则中央子午线计算为：六度带：116÷6≈19.3，采用进一法即为20，则中央子午线=20×6-3=117度，三度带：116÷3约等于38.6，采用进一法即为39，则中央子午线=39×3=117度。坐标系统1.原点坐标，原点纬度为：0.000000°N，原点经度为：123.00000°E（21号带）。中央经线经度的算法：六度带中央经线经度的计算：当地中央经线经度＝6°×当地带号－3°，例如：地形图上的横坐标为20345，其所处的六度带的中央经线经度为：6°×20－3°＝117°（适用于1∶2．5万和1∶5万地形图）。三度带中央经线经度的计算：中央经线经度＝3°×当地带号（适用于1∶1万地形图）。分度带的计算方法：（各个地方不同）按六度带分：21号带：6°×21–3°=123°按三度带分：41号带：3°×41=123°2.输入：投影比例：1.000000东偏移量：500000.00000000000北偏移量：0.000000000003.按“”完成坐标系统设置。（6）地图编辑该图标为选择按钮，用于选择对象。该图标为移动按钮，用于移动地图。该图标为放大按钮，用于放大地图。3S技术实验指导6该图标为缩小按钮，用于缩小地图。该图标为全幅显示按钮，用于当前可视界面显示整幅地图。（7）数据采集主界面最下面两排按钮，为采集数据的功能键。其中第一排按钮可根据用户需要，点击图标隐藏，如下图：连接完成后，等待搜星稳定、显示差分后再进行采集，否则提示精度不足，无法进行采集。地图主界面中，点击图标进入星空图，图标显示数字分别为可用卫星数和已搜索卫星数。星空图是以当前位置为中心点显示所有卫星的位置，并显示信噪比和GPS信息，点击实时信息显示框，可以根据用户需求显示如下图：3S技术实验指导7注：至少要有3颗锁定卫星才能较为准确定位注意定位点周围有无建筑物、通讯线路、林木的遮蔽，影响定位精度和定位时间的长短。（8）采点点击地图上的采点按钮采集一个点，当第一次点击采点任务的时候会创建一个点类型的任务，并弹出倒计时对话框。将当前得到的点添加到当前任务，点击采后，自动弹出属性设置框，如下图：（9）采线点击地图上的采线按钮。采线分为连续采线和非连续采线，由设置里面的采集设置来控制，点击【设置】→【采集设置】。第一次点击采线按钮的时候会创建一个线类型的任务对象。非连续采线就是每次点击采线按钮采集一个构成线对象的点，点击完成后恢复常态，如此反复，直到点击，构建一个完整的线对象，这个时候刚才构建的线类型的任务会消失，非连续采线任务结束。3S技术实验指导8连续采线又分为两种类型，按照时间间隔采线和按照距离间隔采线。通过地图界面的设置来决定连续采集的类型。在连续采集模式下，按下采线按钮后按钮处于被选中状态，直到可以构成一个线对象，并且点击完成后才结束采集，此时采集线按钮恢复常态。（10）采面采面功能与采线功能相似，可参考（6）采线部分。采集暂停：地图上的按钮。在采线和采面的过程（包括编辑）中可以点击暂停按钮，暂停的功能是将当前的采集任务从活动状态变为挂起状态，暂停当前的任务。点击暂停按钮后，所有的采集按钮都可以用来创建一个新的任务。如果要重新完成之前的挂起任务，在地图上方的任务列表中选中之前挂机的任务，激活即可当前执行的任务挂机，从来激活选择中的任务来继续执行。撤销功能：主界面中按钮，是在采集或者编辑的过程中对当前获取的点不满意，点击撤销按钮撤销当前任务的最新采集的点，便于重新采集的操作。注：只有撤销完毕所有的点后才会影响任务的状态，否则不会影响。（11）编辑功能1）添加点：点击地图上的按钮，即可以在当前点击的位置添加一个点，如果第一次点击，则创建一个点类型的任务。随着点击的次数的增加，也就是点个数的增加，会变为空类型的任务。在最后点击编辑完成的时候会根据编辑点的个数提供合理的编辑图层。2）删除：点击地图上的按钮，同时要选中要删除的对象，这样就能删除当前选择的对象。一旦删除，不可恢复。3）移动对象：点击地图上的按钮，同时要选中要移动的对象，拖动当前选中对象到3S技术实验指导9一个新的位置，就更新了当前对象的位置。4）捕捉对象：点击地图上的按钮，选择当前捕捉对象上的点添加到当前任务。（12）属性管理地图界面点击选择按钮，在地图界面选择对象后，点击进入属性设置窗口，属性设置中分为基本信息、节点信息、照片管理和声音管理，如下图：节点信息中显示该对象所有节点信息，可手动编辑节点信息，也可以选择节点，点击【跟新到当前位置】更新到用户所在地点坐标。用户可根据偏移，连接测距仪，计算出所需点的精确坐标。此处偏移计算仅适用于平面坐标，不支持经纬度坐标。对象属性可添加图片和声音文件，在【属性管理】→【照片管理】中，可以拍取当前所在位置的图片，并对拍摄完成的图片浏览以及删除。3S技术实验指导10（13）地图测量主界面中，点击图标后，可在地图界面点击选取量测范围，直接显示绘制范围的面积周长，以及每段线长，如下图。再次点击取消量测，并清除测量结果。显示测量结果的单位可在【设置】→【单位设置】中修改。（14）数据的导出导出数据针对当前工程，导出其数据集。【工程管理】→【导出】，进入导出界面，如下图：3S技术实验指导11数据导出有两种格式，分别为SHP和CSV，选择导出文件的路径，导出层中显示为当前工程的所有数据集，用户根据需要选择相应的数据集导出即可。导出的csv文件中包含了数据的所有属性，以及采集时的精度、卫星颗数、状态、时间、方向、速度等信息。六、实验报告1、GPS系统的基本组成；2、GPS界面类型及各自的作用；3、GPS的基本操作；4、附上教学课程中要求定位点的信息；5、测算出福建农林大学的中央子午线，并写出测算过程；6、GPS操作过程中的注意事项；7、如何采集点、线、面；8、写出教学实验所要求测算区域面积和周长的过程，并附上所测量的面积和周长（表格），及基本图（GIS），根据面积比例测算中华园比例尺。9、测量过程的注意事项；10、实验总结。