GPS定位技術(shù)應(yīng)用-湖北教育考試院

1、湖北省高等教育自學(xué)考試課程考試大綱課程名稱： GPS 定位技術(shù)應(yīng)用 課程代碼： 01555第一部分 課程性質(zhì)與目標(biāo)一、課程性質(zhì)與特點(diǎn)GPS 定位技術(shù)應(yīng)用是工程測(cè)量專業(yè)的一門(mén)主要專業(yè)課， 是全國(guó)高等教學(xué)自學(xué) 考試工程測(cè)量專業(yè)必考的專業(yè)課， 是為培養(yǎng)和檢驗(yàn)自學(xué)考試者的控制測(cè)量的基本 理論知識(shí)和應(yīng)用能力而設(shè)置的一門(mén)專業(yè)課。二、課程目標(biāo)與基本要求通過(guò)對(duì)本課程的學(xué)習(xí)， 要求學(xué)生對(duì)本課程的基本概念、 基本原理、 基本操作 技能的掌握、 理解、了解情況，檢查學(xué)生外業(yè)觀測(cè)、 組織及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的能力， 對(duì) GPS 測(cè)量技術(shù)的綜合應(yīng)用能力，解決工作中，生產(chǎn)中的實(shí)際問(wèn)題的能力。要 求學(xué)生掌握 GPS 測(cè)量的作業(yè)方

2、法和數(shù)據(jù)處理的基本流程，初步掌握基線解算軟 件和平差計(jì)算軟件的基本操作方法，三、與本專業(yè)其他課程的關(guān)系 先修課：測(cè)量技術(shù)、控制測(cè)量技術(shù)、數(shù)字地籍測(cè)量 后續(xù)課：工程測(cè)量技術(shù)第二部分 考核內(nèi)容與考核目標(biāo)第一章 緒論一、學(xué)習(xí)目的和要求本章內(nèi)容淺顯易懂，無(wú)難點(diǎn)，側(cè)重對(duì)知識(shí)點(diǎn)的了解，是本課程的入門(mén)簡(jiǎn)介。 學(xué)生可將此章節(jié)的內(nèi)容作為閱讀材料，初步了解 GPS 全球定位系統(tǒng)的概念和應(yīng) 用，再通過(guò)做作業(yè)加以鞏固。理解 GPS 系統(tǒng)的應(yīng)用和發(fā)展前景；其相對(duì)于其它 定位系統(tǒng)的特點(diǎn)和GPS應(yīng)用于測(cè)量工作的特點(diǎn)；美國(guó)的 GPS政策，了解衛(wèi)星的 個(gè)數(shù)及壽命；衛(wèi)星的運(yùn)行周期及發(fā)射功率；原子鐘的精度；定位信號(hào)頻率； GPS

3、的地面控制系統(tǒng)和用戶設(shè)備；GPS定位技術(shù)的發(fā)展及在測(cè)量中的應(yīng)用，了解GPS 發(fā)展的前景。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo) （一）衛(wèi)星大地測(cè)量及其發(fā)展，其相對(duì)于其它定位系統(tǒng)的特點(diǎn)和 GPS 應(yīng)用于測(cè)量工作的特 點(diǎn)八、識(shí)記：大地測(cè)量發(fā)展的三個(gè)階段；衛(wèi)星大地測(cè)量的發(fā)展。理解：GPS定位技術(shù)應(yīng)用于測(cè)量工程的顯著優(yōu)勢(shì)。應(yīng)用：GPS定位技術(shù)在測(cè)量中的應(yīng)用。（二）導(dǎo)航定位衛(wèi)星及其星座識(shí)記：美國(guó)政府的三項(xiàng)GPS政策，擺脫GPS限制政策的途徑，全球定位系 統(tǒng)星座簡(jiǎn)介，其余的四個(gè)衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。理解：我國(guó)GPS衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)的作用及分布情況（三）GPS在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)中的應(yīng)用理解：區(qū)域性GPS大地控制網(wǎng)第二章 GPS 定位的

4、坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)一、學(xué)習(xí)目的和要求本次課程的教學(xué)目標(biāo)是：通過(guò)本章學(xué)習(xí)，使學(xué)生了解地心坐標(biāo)系的表述形式、天球坐標(biāo)系統(tǒng)中的基本概念；理解天球坐標(biāo)系的建立， GPS的時(shí)間系統(tǒng)；掌 握參心坐標(biāo)系中的1954年北京坐標(biāo)系（BJZ54 （原），1980年國(guó)家大地坐標(biāo)系（GDZ80）和1954年新北京坐標(biāo)系（BJZ54），建立地心坐標(biāo)系的意義和方法， WGS-84大地坐標(biāo)系的建立。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一，參心坐標(biāo)系 識(shí)記：我國(guó)歷史上出現(xiàn)的參心大地坐標(biāo)系，參心坐標(biāo)系的特點(diǎn) 理解：參心大地坐標(biāo)系定義及建立過(guò)程 應(yīng)用：各種參心坐標(biāo)系在工程中的應(yīng)用（二，地心坐標(biāo)系 識(shí)記：地心坐標(biāo)系的表述形式 理解：建立地心

5、坐標(biāo)系的意義和方法 應(yīng)用：WGS-84大地坐標(biāo)系與參心坐標(biāo)系的轉(zhuǎn)換（三，天球坐標(biāo)系 識(shí)記：天球坐標(biāo)系統(tǒng)中的基本概念 理解：天球坐標(biāo)系的建立 應(yīng)用：用來(lái)描述衛(wèi)星的坐標(biāo)（四，時(shí)間系統(tǒng)識(shí)記：世界時(shí)、歷書(shū)時(shí)、原子時(shí)、協(xié)調(diào)世界時(shí)、力學(xué)時(shí)理解：GPS的時(shí)間系統(tǒng)應(yīng)用：應(yīng)用于 GPS 定位測(cè)量第三章 GPS 系統(tǒng)的組成與 GPS 信號(hào)一、學(xué)習(xí)目的和要求（ 1）掌握 GPS 定位系統(tǒng)的三個(gè)組成部分；衛(wèi)星星歷的概念；衛(wèi)星信號(hào)的內(nèi)容、 結(jié)構(gòu)及傳播。（2）理解監(jiān)控系統(tǒng)的作用；投入的可用 GPS 衛(wèi)星狀況；用戶接收機(jī)的用途；衛(wèi) 星的運(yùn)動(dòng)及其軌道。（3） 了解GPS信號(hào)的結(jié)構(gòu)；測(cè)距碼產(chǎn)生；導(dǎo)航電文的內(nèi)容；天線的作用與分類

6、二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）GPS定位系統(tǒng)的組成識(shí)記：GPS定位系統(tǒng)的三個(gè)組成部分理解：監(jiān)控系統(tǒng)的作用，投入的可用 GPS衛(wèi)星狀況，用戶接收機(jī)的用途（二）衛(wèi)星的運(yùn)行及其軌道識(shí)記：衛(wèi)星星歷的概念 理解：衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)及其軌道（三）衛(wèi)星星歷與衛(wèi)星位置計(jì)算 應(yīng)用：衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算（四）GPS衛(wèi)星信號(hào) 識(shí)記：測(cè)距碼產(chǎn)生，導(dǎo)航電文的內(nèi)容 理解：衛(wèi)星信號(hào)的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及傳播（五）GPS信號(hào)的接收 識(shí)記：天線的作用與分類，接收機(jī)的分類。 理解：GPS接收機(jī)的工作過(guò)程第四章 GPS 衛(wèi)星定位的基本原理、學(xué)習(xí)目的和要求（1）掌握GPS定位的基本概念；靜態(tài)定位與動(dòng)態(tài)定位；單點(diǎn)定位和相對(duì)定位; 偽距定位，載波相位測(cè)量原理及

7、載波相位測(cè)量方法。2）理解主動(dòng)式測(cè)距和被動(dòng)式測(cè)距；偽距及其測(cè)定與計(jì)算；動(dòng)態(tài)定位的特點(diǎn) （3） 了解GPS測(cè)速原理和定時(shí)原理。、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）GPS測(cè)量的定位方法 識(shí)記：GPS定位的基本概念 理解：GPS定位原理（二）偽距定位法識(shí)記：偽距的定義 理解：偽距及其測(cè)定與計(jì)算 應(yīng)用：偽距定位在測(cè)量中的應(yīng)用（四）載波相位測(cè)量 識(shí)記：載波相位測(cè)量的定義 理解：載波相位測(cè)量原理及載波相位測(cè)量方法 應(yīng)用：載波相位測(cè)量在測(cè)量中的應(yīng)用（五）GPS動(dòng)態(tài)定位原理 識(shí)記：GPS測(cè)速原理和定時(shí)原理第五章 GPS 衛(wèi)星定位的誤差來(lái)源及其影響一、學(xué)習(xí)目的和要求（ 1）理解接收機(jī)鐘誤差；相位中心位置誤差的產(chǎn)生與消減

8、方法。（ 2）了解電離層折射誤差、對(duì)流層折射誤差、多路徑誤差的產(chǎn)生與消減方法； 衛(wèi)星星歷誤差、衛(wèi)星鐘誤差、相對(duì)論效應(yīng)的產(chǎn)生與消減方法。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）GPS測(cè)量的主要誤差分類識(shí)記：誤差分類（二）與衛(wèi)星有關(guān)的誤差識(shí)記：與衛(wèi)星有關(guān)的誤差的分類理解：產(chǎn)生與消減方法應(yīng)用：應(yīng)用于工程實(shí)際（三）衛(wèi)星信號(hào)傳播誤差 識(shí)記：與衛(wèi)星信號(hào)傳播有關(guān)的誤差的種類 理解：電離層折射誤差、對(duì)流層折射誤差、多路徑誤差的產(chǎn)生與消減方法 應(yīng)用：應(yīng)用于工程實(shí)際（四）接收設(shè)備與圖形強(qiáng)度 識(shí)記：與接收設(shè)備有關(guān)誤差的種類 理解：接收機(jī)鐘誤差；相位中心位置誤差的產(chǎn)生與消減方法 應(yīng)用：應(yīng)用于工程實(shí)際第六章 GPS 衛(wèi)星定位測(cè)量

9、的設(shè)計(jì)與實(shí)施一、學(xué)習(xí)目的和要求（1）掌握建立 GPS 網(wǎng)的技術(shù)依據(jù)和規(guī)范要求； GPS 測(cè)量的精度分級(jí)；作業(yè)基本 技術(shù)規(guī)定； GPS 網(wǎng)的布網(wǎng)原則；衛(wèi)星空間分布的幾何圖形強(qiáng)度設(shè)計(jì)； GPS 定位 網(wǎng)的測(cè)設(shè)方案；最佳觀測(cè)時(shí)段的選擇；數(shù)據(jù)處理。（2）理解 GPS 網(wǎng)的聯(lián)測(cè)設(shè)計(jì)中應(yīng)注意的問(wèn)題；野外選點(diǎn)埋石的要求與外業(yè)成果 的記錄；野外數(shù)據(jù)的檢核；技術(shù)總結(jié)與上交資料。（3）了解單頻、雙頻GPS接收機(jī)類型的選擇；最佳 GPS接收機(jī)應(yīng)具備的條件； 美國(guó)天寶導(dǎo)航公司、美國(guó)阿士泰克公司、瑞士徠卡公司、南方測(cè)繪生產(chǎn)的 GPS 接收機(jī)基本情況。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）建立GPS控制網(wǎng)的技術(shù)依據(jù)識(shí)記：建立GP

10、S網(wǎng)的相應(yīng)技術(shù)依據(jù)和規(guī)范、規(guī)程理解：建立GPS網(wǎng)的技術(shù)依據(jù)和規(guī)范要求應(yīng)用：應(yīng)用于GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)，施測(cè)（二）GPS定位網(wǎng)的布設(shè)識(shí)記：GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則理解：GPS測(cè)量的精度分級(jí)、精度設(shè)計(jì)，基準(zhǔn)設(shè)計(jì)應(yīng)用：應(yīng)用于GPS控制網(wǎng)的設(shè)計(jì)，施測(cè)（三）GPS接收機(jī)的選擇識(shí)記：?jiǎn)晤l、雙頻GPS接收機(jī)類型的選擇，最佳 GPS接收機(jī)應(yīng)具備的條件（四）GPS定位網(wǎng)的測(cè)設(shè)方案識(shí)記：應(yīng)用GPS定位技術(shù)建立測(cè)量控制網(wǎng)可采用的方法 理解：最佳觀測(cè)時(shí)段的選擇，同步網(wǎng)之間的連接方式 應(yīng)用：編寫(xiě)作業(yè)計(jì)劃調(diào)度表（五）外業(yè)觀測(cè)識(shí)記：作業(yè)過(guò)程 理解：準(zhǔn)備工作、天線設(shè)置、接收機(jī)操作、氣象數(shù)據(jù)觀測(cè)、測(cè)站記簿等項(xiàng)內(nèi)容。 應(yīng)用：應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)

11、際（六）觀測(cè)成果的外業(yè)檢核及處理。 識(shí)記：野外數(shù)據(jù)檢核內(nèi)容 理解：各項(xiàng)檢查內(nèi)容限差要求應(yīng)用：測(cè)后數(shù)據(jù)處理第七章 GPS 控制網(wǎng)的數(shù)據(jù)處理一、學(xué)習(xí)目的和要求（ 1）掌握數(shù)據(jù)處理的內(nèi)容；基線向量的解算方法；坐標(biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換原因；GPS網(wǎng)平差的目的與過(guò)程。（2）理解星歷預(yù)報(bào)的重要性；數(shù)據(jù)傳輸過(guò)程；基線向量的誤差分析與判斷。（3）了解GPS測(cè)高及其數(shù)據(jù)處理；擬合法確定正常高程； GPS作三、四等水準(zhǔn) 加密，過(guò)河水準(zhǔn)測(cè)量，變形監(jiān)測(cè)的應(yīng)用。二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理識(shí)記：觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理內(nèi)容 理解：觀測(cè)數(shù)據(jù)的預(yù)處理的作用（二）GPS基線向量的解算識(shí)記：相位觀測(cè)值的線性組合類型 理解：基線

12、向量的解算方法 應(yīng)用：GPS基線向量的解算，解算結(jié)果分析（三）GPS基線網(wǎng)獨(dú)立平差識(shí)記：平差過(guò)程 理解：平差方法，目的 應(yīng)用：消除基線網(wǎng)中各類圖形閉合條件的不符值，并建立網(wǎng)的基準(zhǔn)（四）GPS 網(wǎng)與地面網(wǎng)的平差識(shí)記：平差方法理解：平差過(guò)程應(yīng)用：建立我國(guó)的GPS定位網(wǎng)的形式（五）GPS高程的計(jì)算識(shí)記：GPS測(cè)高及其數(shù)據(jù)處理方法 理解：擬合法確定正常高程的過(guò)程 應(yīng)用：GPS作三、四等水準(zhǔn)加密，過(guò)河水準(zhǔn)測(cè)量，變形監(jiān)測(cè)的應(yīng)用第八章 GPS 實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位一、學(xué)習(xí)目的和要求（ 1）掌握實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位的基本思想；相對(duì)于靜態(tài)定位增加的儀器設(shè)備和應(yīng)用范 圍及精度。（2）理解 RTK 的初始化過(guò)程；單、雙頻 RTK

13、接收機(jī)的區(qū)別。（3）了解 RTK 的作業(yè)速度和作業(yè)效率；觀測(cè)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)處理過(guò)程 二、考核知識(shí)點(diǎn)與考核目標(biāo)（一） RTK 的定義 識(shí)記：定義， 理解： RTK 定位的原理（二） RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站的組成和作用識(shí)記： RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站的組成，數(shù)據(jù)鏈電臺(tái)的作用 理解： RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站啟動(dòng)過(guò)程 應(yīng)用： RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站的作用（三）RTK 流動(dòng)站的組成和作用 識(shí)記： RTK 流動(dòng)站的組成 理解： RTK 流動(dòng)站的啟動(dòng)過(guò)程應(yīng)用： RTK 流動(dòng)站在工程中的應(yīng)用，工作范圍和定位精度第三部分 有關(guān)說(shuō)明與實(shí)施要求一、考核的能力層次表述本大綱在考核目標(biāo)中，按照“識(shí)記” 、“理解”、“應(yīng)用”三個(gè)能力層次規(guī)定其

14、 應(yīng)達(dá)到的能力層次要求。 各能力層次為遞進(jìn)等級(jí)關(guān)系， 后者必須建立在前者的基 礎(chǔ)上，其含義是： 識(shí)記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識(shí)的含義，并能正確認(rèn)識(shí)和表述，是低層次 的要求。 理解：在識(shí)記的基礎(chǔ)上，能全面把握基本概念、基本原理、基本方法，能掌握有 關(guān)概念、原理、方法的區(qū)別與聯(lián)系，是較高層次的要求。 應(yīng)用：在理解的基礎(chǔ)上，能運(yùn)用基本概念、基本原理、基本方法聯(lián)系學(xué)過(guò)的多個(gè) 知識(shí)點(diǎn)分析和解決有關(guān)的理論問(wèn)題和實(shí)際問(wèn)題，是最高層次的要求。二、教材GPS定位原理與技術(shù)，周建鄭主編，黃河水利出版社 2005年7月出版。 教學(xué)參考書(shū)：GPS測(cè)量技術(shù)，周立主編，黃河水利出版社 2007年11月出版；三、自學(xué)方

15、法指導(dǎo)1 、在開(kāi)始閱讀指定教材某一章之前，先翻閱大綱中有關(guān)這一章的考核知識(shí)點(diǎn)及 對(duì)知識(shí)點(diǎn)的能力層次要求和考核目標(biāo)， 以便在閱讀教材時(shí)做到心中有數(shù)， 有的放 矢。2、閱讀教材時(shí)，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)，對(duì)基 本概念必須深刻理解，對(duì)基本理論必須徹底弄清，對(duì)基本方法必須牢固掌握。3、在自學(xué)過(guò)程中，既要思考問(wèn)題，也要做好閱讀筆記，把教材中的基本概念、 原理、方法等加以整理，這可從中加深對(duì)問(wèn)題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出 重點(diǎn)，并涵蓋整個(gè)內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。4、完成書(shū)后作業(yè)和適當(dāng)?shù)妮o導(dǎo)練習(xí)是理解、消化和鞏固所學(xué)知識(shí)，培養(yǎng)分析問(wèn) 題、解決問(wèn)題及提高能力的重要環(huán)節(jié)，在做練

16、習(xí)之前，應(yīng)認(rèn)真閱讀教材，按考核 目標(biāo)所要求的不同層次，掌握教材內(nèi)容，在練習(xí)過(guò)程中對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行合理的回 顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實(shí)際和具體問(wèn)題具體分析，解題時(shí)應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性， 針對(duì)問(wèn)題圍繞相關(guān)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行層次（步驟）分明的論述或推導(dǎo)，明確各層次（步 驟）間的邏輯關(guān)系。四、對(duì)社會(huì)助學(xué)的要求1、應(yīng)熟知考試大綱對(duì)課程提出的總要求和各章的知識(shí)點(diǎn)。2、應(yīng)掌握各知識(shí)點(diǎn)要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對(duì)各知識(shí)點(diǎn)的考核目標(biāo)。3、輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)以考試大綱為依據(jù)，指定的教材為基礎(chǔ)，不要隨意增刪內(nèi)容，以 免與大綱脫節(jié)。4、輔導(dǎo)時(shí)，應(yīng)對(duì)學(xué)習(xí)方法進(jìn)行指導(dǎo)，宜提倡"認(rèn)真閱讀教材，刻苦鉆研教材，主 動(dòng)爭(zhēng)取幫助，依靠自己學(xué)

17、通"的方法。5、輔導(dǎo)時(shí)，要注意突出重點(diǎn)，對(duì)考生提出的問(wèn)題，不要有問(wèn)即答，要積極啟發(fā) 引導(dǎo)。6注意對(duì)應(yīng)考者能力的培養(yǎng)，特別是自學(xué)能力的培養(yǎng)，要引導(dǎo)考生逐步學(xué)會(huì)獨(dú) 立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過(guò)程中善于提出問(wèn)題，分析問(wèn)題，做出判斷，解決問(wèn)題。7、要使考生了解試題的難易與能力層次高低兩者不完全是一回事，在各個(gè)能力 層次中會(huì)存在著不同難度的試題。8、助學(xué)學(xué)時(shí)：本課程共4學(xué)分，建議總課時(shí)72學(xué)時(shí)，其中助學(xué)課時(shí)分配如下：章次內(nèi)容學(xué)時(shí)第一章緒論4第二早GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)和時(shí)間系統(tǒng)6第三章GPS系統(tǒng)的組成與GPS言號(hào)8第四章GPS衛(wèi)星定位的基本原理10第五早GPS衛(wèi)星定位的誤差來(lái)源及其影響6第八早GPS衛(wèi)星定位

18、測(cè)量的設(shè)計(jì)與實(shí)施12第七章GPS衛(wèi)星定位的數(shù)據(jù)處理14第七章GPS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)定位（RTK原理12合計(jì)72五、關(guān)于命題考試的若干規(guī)定1、本大綱各章所提到的內(nèi)容和考核目標(biāo)都是考試內(nèi)容。試題覆蓋到章，適當(dāng)突 出重點(diǎn)。2、 試卷中對(duì)不同能力層次的試題比例大致是："識(shí)記"為30%、"理解"為30%、" 應(yīng)用"為40%。3、試題難易程度應(yīng)合理：易、較易、較難、難比例為 2: 3: 3: 2。4、 每份試卷中，各類考核點(diǎn)所占比例約為：重點(diǎn)占 65%，次重點(diǎn)占25%, 一般 占 10%。5、試題類型一般分為：?jiǎn)雾?xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、名詞解釋、簡(jiǎn)答題、論述及 分析題等題型。&考試采用閉卷筆試，考試時(shí)間150分鐘，采用百分制評(píng)分，60分合格。六、題型示例（一）、單項(xiàng)選擇題1、在使用GPS軟件進(jìn)行平差計(jì)算時(shí)，需要選擇的投影方式是（）。A、橫軸墨卡托投影B、高斯投影C、等角圓錐投影D、等距圓錐投影（二八多項(xiàng)選擇題1、計(jì)量原子時(shí)的時(shí)鐘稱為原子鐘， GPS衛(wèi)星鐘米用的是（）A、銣原子鐘B、氫原子鐘 C、銫原子鐘D、鉑原子鐘 E、石英鐘.（三八名詞解釋1、廣播星