工程測量技術(shù)-《GNSS定位技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)

《GNSS定位技術(shù)》課程標(biāo)準(zhǔn)二級學(xué)院：建筑與測繪工程學(xué)院執(zhí)筆人：趙峻天審核人：高永濤制定日期：2022.07陜西能源職業(yè)技術(shù)學(xué)院一、課程信息表1課程信息表課程名稱GNSS定位技術(shù)開課院部建筑與測繪工程學(xué)院課程代碼0220338考核性質(zhì)考試前導(dǎo)課程計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、地形測量、測量數(shù)據(jù)處理、測繪技能訓(xùn)練、地形圖測繪實(shí)習(xí)后續(xù)課程工程測量、控制測量、土地調(diào)查與地籍測量、攝影測量總學(xué)時(shí)48課程類型理論課是□實(shí)踐課是□理論+實(shí)踐是R理實(shí)一體化是□適用專業(yè)工程測量技術(shù)專業(yè)二、課程性質(zhì)1.課程性質(zhì)本課程是工程測量技術(shù)專業(yè)必修的一門專業(yè)基礎(chǔ)課程，是在學(xué)習(xí)了計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)、地形測量、數(shù)字測圖課程及完成測繪技能訓(xùn)練、數(shù)字測圖實(shí)習(xí)后，具備操作普通光學(xué)測量儀器、常規(guī)電子測量儀器，了解坐標(biāo)系、測量誤差理論，能夠理解地形圖地形、地物辨識、繪制能力的基礎(chǔ)上，開設(shè)的一門理論+實(shí)踐的課程，與控制測量、工程測量同期開設(shè)，其代表了工程測量技術(shù)的先進(jìn)性，主科技性。功能是對接專業(yè)人才培養(yǎng)目標(biāo)，面向工程測量員、地形測量員、地圖制圖員等具備測繪行業(yè)職業(yè)資格的工作崗位，能夠完成GPS控制測量數(shù)據(jù)采集與處理，熟練運(yùn)用GPS-RTK技術(shù)進(jìn)行數(shù)字測圖，同時(shí)理解CORS技術(shù)的工作原理，在實(shí)踐中熟練運(yùn)用CORS技術(shù)進(jìn)行施工測量與放樣的能力。為后續(xù)土地調(diào)查與地籍測量、攝影測量等課程學(xué)習(xí)奠定基礎(chǔ)的專業(yè)核心課程。2.課程功能定位

表2課程功能定位分析對接的工作崗位對接培養(yǎng)的職業(yè)崗位能力工程測量員能夠依照測區(qū)環(huán)境制定界址定線、竣工驗(yàn)收、放樣施工計(jì)劃能夠進(jìn)行RTK控制點(diǎn)采集與校正、點(diǎn)位測量、點(diǎn)位放樣能夠使用現(xiàn)有RTK、CORS資源進(jìn)行移動(dòng)站的數(shù)據(jù)采集能夠使用先用RTK、CORS資源進(jìn)行垂直測量、沉降觀測、并記錄整理觀測結(jié)果能夠及時(shí)整理完善基線復(fù)核、測量記錄等觀測資料大比例尺地形圖測繪員能夠依照測區(qū)環(huán)境制定靜態(tài)GNSS定位觀測計(jì)劃能夠進(jìn)行靜態(tài)GNSS外業(yè)觀測及數(shù)據(jù)傳輸能夠進(jìn)行靜態(tài)GNSS測量誤差分析能夠掌握RTK基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的啟動(dòng)與轉(zhuǎn)換能夠進(jìn)行RTK控制點(diǎn)采集與校正、點(diǎn)位測量、數(shù)據(jù)傳輸、數(shù)字測圖能進(jìn)行RTK、CORS數(shù)據(jù)采集與傳輸能夠進(jìn)行RTK、CORS測量誤差分析能編寫項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書和技術(shù)總結(jié)報(bào)告書能建立RTK、CORS測量定位的宏觀概念，形成測量誤差分析的意識三、課程目標(biāo)與內(nèi)容1.課程總目標(biāo)著重對學(xué)生測繪核心能力中“測、算、繪”能力的培養(yǎng)，在學(xué)習(xí)中專業(yè)理論以“必須、夠用”為度，注重實(shí)際操作能力的培養(yǎng)。通過本課程的學(xué)習(xí)，應(yīng)掌握GNSS測量的基本原理和方法，具備等級GNSS控制網(wǎng)設(shè)計(jì)、施測、數(shù)據(jù)處理與分析能力；掌握RTK控制測量、碎部點(diǎn)數(shù)據(jù)采集能力和工程放樣的能力，在完成各項(xiàng)任務(wù)的過程中，同時(shí)培養(yǎng)學(xué)生外文資料的理解能力，資料搜集整理能力，制定工作計(jì)劃的能力，交際，溝通能力，團(tuán)隊(duì)協(xié)作能力，安全與自我保護(hù)能力，應(yīng)對緊急突發(fā)狀況的能力。2.課程具體目標(biāo)表3課程教學(xué)目標(biāo)與內(nèi)容序號畢業(yè)要求指標(biāo)點(diǎn)知識目標(biāo)技能目標(biāo)素質(zhì)目標(biāo)教學(xué)內(nèi)容1能夠在跨專業(yè)的項(xiàng)目團(tuán)隊(duì)中，發(fā)揮組織、溝通和相互協(xié)作的作用。1.1列舉衛(wèi)星導(dǎo)航定位的分類、發(fā)展及現(xiàn)狀；1.2針對衛(wèi)星組成部分進(jìn)行詳細(xì)解說并明確美國的GPS政策1.1明確導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展及區(qū)域發(fā)展的作用，解讀各政治體的導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)展目標(biāo)。拓寬知識面發(fā)展、了解實(shí)事發(fā)展衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)概述2能夠熟練操作GNSS接收機(jī)等測繪常用儀器。1.1列舉天球坐標(biāo)系、地球坐標(biāo)系分類；1.2解釋各坐標(biāo)系之間的相互關(guān)系及差異，說明時(shí)間系統(tǒng)構(gòu)成及產(chǎn)生原因1.1能認(rèn)識坐標(biāo)系的分類、轉(zhuǎn)換；1.2能認(rèn)識時(shí)間系統(tǒng)分類、特征。加深理論知識點(diǎn)，拓寬知識面發(fā)展GPS定位的時(shí)空基準(zhǔn)3能夠按照測繪國家規(guī)范要求，進(jìn)行GNSS測量和控制測量數(shù)據(jù)處理。1.1列舉衛(wèi)星攝動(dòng)力的分類及產(chǎn)生原因；1.2解釋無攝運(yùn)動(dòng)與受攝運(yùn)動(dòng)的詳細(xì)概念；1.3正確區(qū)分星歷、信號的構(gòu)成及特點(diǎn)1.1能明確攝動(dòng)力的產(chǎn)生原因、分類、影響因子及其大??；1.2能明確衛(wèi)星星歷的分類、發(fā)播形式。學(xué)會發(fā)散思維，從多方角度探究問題衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星信號4能夠按照測繪國家規(guī)范要求，進(jìn)行二等及以下等級水準(zhǔn)測量、四等及以下導(dǎo)線測量、GNSS測量和控制測量數(shù)據(jù)處理。1.1列舉GPS的定位模式及其工作原理；1.2解釋測量用GPS觀測所需進(jìn)行的觀測模式的特點(diǎn)及應(yīng)用范圍1.1能規(guī)范進(jìn)行GPS觀測模式的選擇；1.2根據(jù)觀測條件、范圍等綜合考慮需采取的觀測手段。形成細(xì)心觀察，認(rèn)真分析和綜合研判的能力GPS定位原理5能夠參照國家規(guī)范，制定控制測量實(shí)施方案，精度分析，使用精密水準(zhǔn)儀、全站儀和GNSS儀器完成數(shù)據(jù)采集及處理，精度分析。1.1列舉影響GPS觀測的環(huán)境因素及影響；1.2說明針對不同環(huán)境采取的應(yīng)對手段及需建立的誤差模型1.1能正確進(jìn)行觀測建站時(shí)站址選擇、信號發(fā)播誤差源；1.2能規(guī)范處理誤差影響。形成細(xì)心觀察，認(rèn)真分析和綜合研判的能力GPS測量誤差來源及其影響6能夠在解決分析測繪實(shí)際問題和測繪實(shí)施方案方面發(fā)揮有效作用。1.1歸納技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫內(nèi)容及參考規(guī)范；1.2列舉不同環(huán)境所采取的觀測手段；1.3完成質(zhì)量檢驗(yàn)、技術(shù)總結(jié)與資料歸檔1.1能正確進(jìn)行計(jì)劃設(shè)計(jì)書、工作任務(wù)、技術(shù)總結(jié)的編寫工作；1.2能做好資料的處置歸檔工作。樹立規(guī)范操作意識，具有充足的細(xì)心和耐心GPS測量的設(shè)計(jì)與實(shí)施7能夠完成測繪成果管理，測繪項(xiàng)目合同管理，質(zhì)量監(jiān)控，測繪技術(shù)設(shè)計(jì)與技術(shù)總結(jié)編寫和項(xiàng)目驗(yàn)收完成外業(yè)數(shù)據(jù)采集的預(yù)處理、拷貝、內(nèi)業(yè)處理的步驟、方法及參考模型；1.4列舉高程系統(tǒng)的內(nèi)容及各系統(tǒng)之間的關(guān)系與處理方法1.1能根據(jù)導(dǎo)出數(shù)據(jù)按照實(shí)際需求完成合格的平差處理；1.2能明確數(shù)據(jù)質(zhì)量的優(yōu)缺點(diǎn)培養(yǎng)綜合分析數(shù)據(jù)的能力；簡易工具操作的能力GPS測量數(shù)據(jù)處理8具備終身學(xué)習(xí)的意識，了解本行業(yè)繼續(xù)深造及參加職業(yè)培訓(xùn)的途徑。1.1列舉GPS在生活、行業(yè)、測繪工作中的應(yīng)用及適用方法1.1能了解GPS在生活、測繪工作中的專業(yè)應(yīng)用.拓寬知識面領(lǐng)域，深入了解行業(yè)發(fā)展GPS應(yīng)用表4課程教學(xué)安排序號項(xiàng)目（模塊）任務(wù)（單元）2教學(xué)內(nèi)容重點(diǎn)、難點(diǎn)學(xué)時(shí)1項(xiàng)目一：衛(wèi)星導(dǎo)航定位技術(shù)概述任務(wù)1：GPS系統(tǒng)及美國的GPS政策1.1子午衛(wèi)星系統(tǒng)發(fā)展及其局限性1.2GPS系統(tǒng)組成美國的GPS政策重點(diǎn)：GPS系統(tǒng)組成難點(diǎn)：星座衛(wèi)星數(shù)、地面站分布1任務(wù)2:四大衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)2.1GLONASS2.2GALILEO2.3COMPASS重點(diǎn)：GLONASS、GALILEO發(fā)展難點(diǎn)：COMPASS的現(xiàn)狀12項(xiàng)目二：GPS定位的時(shí)空基準(zhǔn)任務(wù)1：坐標(biāo)系統(tǒng)1.1天球坐標(biāo)系1.2地球坐標(biāo)系1.3世界大地坐標(biāo)系1.4國際地球參考框架1.5坐標(biāo)系統(tǒng)轉(zhuǎn)換重點(diǎn)：天球坐標(biāo)系、地球坐標(biāo)系難點(diǎn)：歲差、章動(dòng)2任務(wù)2：時(shí)間系統(tǒng)2.1世界時(shí)2.2原子時(shí)2.3力學(xué)時(shí)2.4GPS時(shí)重點(diǎn)：時(shí)間系統(tǒng)發(fā)展難點(diǎn)：原子時(shí)、GPS時(shí)23項(xiàng)目三：衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)和衛(wèi)星信號任務(wù)1：衛(wèi)星的無攝運(yùn)動(dòng)1.1衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的開普勒定律1.2無攝運(yùn)動(dòng)軌道參數(shù)1.3衛(wèi)星的瞬時(shí)位置與速度重點(diǎn)：開普勒三大定律難點(diǎn)：無攝軌道參數(shù)1任務(wù)2：衛(wèi)星的受攝運(yùn)動(dòng)2.1地球引力場攝動(dòng)力2.2日、月引力場攝動(dòng)力2.3太陽光壓攝動(dòng)2.4地球潮汐攝動(dòng)2.5其他攝動(dòng)重點(diǎn)：攝動(dòng)力分類難點(diǎn)：攝動(dòng)力影響量級任務(wù)3：衛(wèi)星星歷3.1廣播星歷3.2精密星歷3.3衛(wèi)星坐標(biāo)計(jì)算重點(diǎn)：星歷概念難點(diǎn)：精密星歷獲取2任務(wù)4：衛(wèi)星信號4.1導(dǎo)航電文4.2測距碼信號4.3載波信號重點(diǎn)：導(dǎo)航電文難點(diǎn)：導(dǎo)航電文結(jié)構(gòu)與格式24項(xiàng)目四：GPS定位原理任務(wù)1：GPS定位方法及觀測量1.1定位觀測量1.2測碼偽距觀測方程1.3測相偽距觀測方程重點(diǎn)：定位方法難點(diǎn)：測相偽距觀測2任務(wù)2：GPS靜態(tài)定位2.1靜態(tài)絕對定位2.2靜態(tài)相對定位重點(diǎn)：靜態(tài)相對定位難點(diǎn)：靜態(tài)相對定位概念及優(yōu)點(diǎn)2任務(wù)3：GPS動(dòng)態(tài)定位3.1動(dòng)態(tài)絕對定位3.2動(dòng)態(tài)相對定位重點(diǎn)：動(dòng)態(tài)相對定位難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)相對定位的類別及優(yōu)缺點(diǎn)25項(xiàng)目五：GPS測量誤差來源及其影響任務(wù)1：衛(wèi)星誤差1.1衛(wèi)星鐘差1.2軌道偏差重點(diǎn)：衛(wèi)星鐘差難點(diǎn)：偽距1任務(wù)2：傳播誤差2.1電離層延遲2.2對流程延遲2.3多路徑效應(yīng)重點(diǎn)：傳播路徑誤差產(chǎn)生原因難點(diǎn)：延遲模型1任務(wù)3：接收機(jī)誤差3.1接收機(jī)鐘差3.2觀測誤差3.3天線相位中心偏差重點(diǎn)：誤差產(chǎn)生原因難點(diǎn)：觀測誤差解讀1任務(wù)4：其他誤差來源4.1地球自轉(zhuǎn)4.2相對論效應(yīng)重點(diǎn)：相對論效應(yīng)16項(xiàng)目六：GPS測量的設(shè)計(jì)與實(shí)施任務(wù)1：GPS測量的技術(shù)設(shè)計(jì)1.1設(shè)計(jì)依據(jù)1.2精度和密度設(shè)計(jì)1.3基準(zhǔn)設(shè)計(jì)1.4圖形設(shè)計(jì)重點(diǎn)：點(diǎn)位精度、密度確定難點(diǎn)：網(wǎng)形設(shè)計(jì)2+4任務(wù)2：GPS的觀測工作2.1區(qū)踏勘與資料收集2.2儀器配置與人員組織2.3外業(yè)觀測計(jì)劃選點(diǎn)與埋石重點(diǎn)：儀器配置與人員組織難點(diǎn)：觀測計(jì)劃的確定1任務(wù)3：GPS測量的作業(yè)模式3.1經(jīng)典靜態(tài)相對定位3.2快速靜態(tài)相對定位3.3準(zhǔn)動(dòng)態(tài)相對定位3.4動(dòng)態(tài)相對定位重點(diǎn)：經(jīng)典靜態(tài)相對定位難點(diǎn)：動(dòng)態(tài)相對定位的分類與優(yōu)缺點(diǎn)2+47項(xiàng)目七：GPS測量數(shù)據(jù)處理任務(wù)1：基線向量解算1.1觀測模型法方程的組成及結(jié)算1.2精度評定1.3基線解算結(jié)果的質(zhì)量評定指標(biāo)重點(diǎn)：基線概念難點(diǎn)：基線精度評定2+4任務(wù)2：基線向量網(wǎng)平差2.1三維無約束平差2.2三維約束平差2.3基線向量網(wǎng)與地面2.4網(wǎng)的聯(lián)合平差重點(diǎn)：軟件操作難點(diǎn)：操作規(guī)范性2+2任務(wù)3：GPS高程測量3.1高程系統(tǒng)及相互關(guān)系GPS水準(zhǔn)重點(diǎn)：正高、正常高、大地高選用難點(diǎn)：高程異常28項(xiàng)目八：GPS應(yīng)用任務(wù)1：應(yīng)用1.1大地測量中的應(yīng)用1.2在監(jiān)測地震與地殼運(yùn)動(dòng)中的應(yīng)用1.3在工程測量中的應(yīng)用1.4在海洋測繪中的應(yīng)用1.5在其他行業(yè)中的應(yīng)用重點(diǎn)、難點(diǎn)：GPS在測繪行業(yè)及生活中的應(yīng)用2四、課程考核進(jìn)行課程教學(xué)考核與評價(jià)，可以考查學(xué)生對課程基礎(chǔ)知識和基本技能的掌握情況，以及是否具備運(yùn)用基本理論和方法發(fā)現(xiàn)問題、分析問題、解決問題的能力，從而可以檢查教學(xué)效果，改進(jìn)教學(xué)工作，提高教學(xué)質(zhì)量。專業(yè)核心技能課程考核與評價(jià)從兩個(gè)方面進(jìn)行考核，匯總得出課程整體成績。表5《GNSS定位技術(shù)》課程整體成績表考核類型成績權(quán)重課程整體成績課程考核1000.4100技能考核1000.6（1）課程考核時(shí)按照項(xiàng)目分別考核，將項(xiàng)目考核成績累加，作為課程考核成績。因本課程為專業(yè)核心技能課程，故不再安排期末集中考試。（2）各項(xiàng)目的考核分值、權(quán)重、內(nèi)容如表所示。表6課程考核成績表項(xiàng)目名稱成績權(quán)重項(xiàng)目成績項(xiàng)目成績權(quán)重課程考核成績GPS控制測量數(shù)據(jù)采集與處理知識100.3400.4100技能200.5態(tài)度100.2GPS-RTK數(shù)字測圖知識200.3600.6技能300.5態(tài)度100.2（3）考核成績依據(jù)知識考核、技能考核、態(tài)度考核三方面確定。其中，理論知識的考核采用卷面考核方式進(jìn)行，技能考核采用實(shí)操考核方式進(jìn)行，態(tài)度考核根據(jù)平時(shí)表現(xiàn)、考勤、小組評定進(jìn)行。五、實(shí)施要求1.授課教師基本要求本課程授課教師應(yīng)具備工程測量、地形測量、地圖制圖操作技能，有企業(yè)外業(yè)數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)處理、內(nèi)業(yè)成圖等基本操作技能訓(xùn)練，具有高等學(xué)校教師資格證。實(shí)踐教學(xué)條件要求（1）校內(nèi)實(shí)訓(xùn)室表7-1全站儀實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)室（中心）名稱全站儀實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)室面積120m2序號核心設(shè)備數(shù)量備注1對講機(jī)（北峰）120臺2手持GPS12臺3GPS（南方，1+2）7套21臺表7-2航測數(shù)據(jù)編輯實(shí)訓(xùn)室實(shí)訓(xùn)室（中心）名稱全站儀實(shí)驗(yàn)室實(shí)訓(xùn)室面積120m2序號核心設(shè)備數(shù)量備注1計(jì)算機(jī)40內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理、制圖（2）校外實(shí)習(xí)基地表8數(shù)字測技術(shù)課程校外實(shí)習(xí)基地序號校外實(shí)訓(xùn)基地名稱合作企業(yè)名稱校外實(shí)訓(xùn)基地功能接納學(xué)生人數(shù)備注1藍(lán)田焦岱鮑旗寨村測量實(shí)習(xí)基地藍(lán)田鮑旗校外實(shí)踐開發(fā)有限公司主要完成測繪技能訓(xùn)練、數(shù)字地形圖測繪實(shí)習(xí)、控制測量實(shí)習(xí)、工程測量實(shí)習(xí)、遙感與攝影測量實(shí)習(xí)400人3.教學(xué)方法與策略（1）課堂授課教學(xué)針對多媒體課件具有條理分明、信息量大、學(xué)生相對容易接受，能夠在較短時(shí)間內(nèi)接觸較多的信息量，能大大提高上課效率及后續(xù)課程內(nèi)容的自學(xué)等特點(diǎn)，應(yīng)制作GPS定位測量課程教學(xué)課件，滿足基礎(chǔ)理論的需要。（2）比較分析教學(xué)法在講授GPS控制網(wǎng)布設(shè)時(shí)，將之與常規(guī)的測量方法相比較。例如控制網(wǎng)的選點(diǎn)、埋點(diǎn)、控制網(wǎng)圖形設(shè)計(jì)、外業(yè)觀測、內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理等內(nèi)容。在比較的過程中讓學(xué)生深入理解GPS測量的特點(diǎn)、方法。使用比較分析法教學(xué)，能加強(qiáng)學(xué)生觀察、分析、交流的意識，使學(xué)生積極參與到主動(dòng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)中。（3）工程案例教學(xué)針對高等職業(yè)院校工程測量技術(shù)專業(yè)而言，《GNSS定位技術(shù)》主要解決的是使用GPS進(jìn)行控制測量、地形測量和工程施工放樣的問題。因此，在教學(xué)過程中，盡可能通過具體、生動(dòng)、真實(shí)的工程案例講解，提高學(xué)生的綜合應(yīng)用能力。（4）現(xiàn)場教學(xué)GPS測量外業(yè)的教學(xué)內(nèi)容采用模擬生產(chǎn)現(xiàn)場的實(shí)物教學(xué)方法，先由教師演示操作過程，再由學(xué)生自己操作，教師指導(dǎo)。學(xué)生操作不能達(dá)到操作目的時(shí)，則由教師進(jìn)行及時(shí)指導(dǎo)后重新操作，直到達(dá)到教學(xué)目的為止。教師“邊講邊演示”，學(xué)生“邊聽、邊看、邊練”，收到事半功倍的效果。（5）實(shí)物教學(xué)實(shí)物教學(xué)方法增強(qiáng)了能力培養(yǎng)的效果。（6）第二課堂、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)針對一般性問題，學(xué)生利用業(yè)余時(shí)間進(jìn)行任務(wù)的演算，通過網(wǎng)絡(luò)課程的形式，為學(xué)生提供一個(gè)交互的學(xué)習(xí)平臺，建立留言簿、解疑平臺。（7）課堂討論學(xué)生針對已經(jīng)認(rèn)識的基本理論和概念，在教師的分組組織引導(dǎo)下進(jìn)行相互答疑或辯論，最后由教師及時(shí)總結(jié)評論。（8）單項(xiàng)實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)生在單項(xiàng)學(xué)習(xí)任務(wù)現(xiàn)場教學(xué)中學(xué)習(xí)認(rèn)識了相關(guān)的操作方法后，自己動(dòng)手再重復(fù)進(jìn)行若干次，總結(jié)相關(guān)操作經(jīng)驗(yàn)，使學(xué)生發(fā)揮主觀能動(dòng)性，積極完成任務(wù)。（9）項(xiàng)目實(shí)訓(xùn)教學(xué)學(xué)院應(yīng)積極聯(lián)系生產(chǎn)任務(wù)或參與工程單位的生產(chǎn)項(xiàng)目，為學(xué)生提供真實(shí)環(huán)境下的實(shí)際操作條件，使其在國家或行業(yè)規(guī)范、項(xiàng)目技術(shù)設(shè)計(jì)書的指導(dǎo)下，從事真正的生產(chǎn)任務(wù)和項(xiàng)目。一方面加深和強(qiáng)化基