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)用是工程測量專業(yè)的一門主要專業(yè)課， 是全國高等教學(xué)自學(xué) 考試工程測量專業(yè)必考的專業(yè)課， 是為培養(yǎng)和檢驗(yàn)自學(xué)考試者的控制測量的基本 理論知識和應(yīng)用能力而設(shè)置的一門專業(yè)課。二、課程目標(biāo)與基本要求通過對本課程的學(xué)習(xí)， 要求學(xué)生對本課程的基本概念、 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、 組織及內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理的能力， 對 GPS 測量技術(shù)的綜合應(yīng)用能力，解決工作中，生產(chǎn)中的實(shí)際問題的能力。要 求學(xué)生掌握 GPS 測量的作業(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：測量技術(shù)、控制測量技術(shù)、數(shù)字地籍測量 后續(xù)課：工程測量技術(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，無難點(diǎn)，側(cè)重對知識點(diǎn)的了解，是本課程的入門簡介。 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；其相對于其它 定位系統(tǒng)的特點(diǎn)和GPS應(yīng)用于測量工作的特點(diǎn)；美國的 GPS政策，了解衛(wèi)星的 個數(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)展及在測量中的應(yīng)用，了解GPS 發(fā)展的前景。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo) （一）衛(wèi)星大地測量及其發(fā)展，其相對于其它定位系統(tǒng)的特點(diǎn)和 GPS 應(yīng)用于測量工作的特 點(diǎn)八、識記：大地測量發(fā)展的三個階段；衛(wèi)星大地測量的發(fā)展。理解：GPS定位技術(shù)應(yīng)用于測量工程的顯著優(yōu)勢。應(yīng)用：GPS定位技術(shù)在測量中的應(yīng)用。（二）導(dǎo)航定位衛(wèi)星及其星座識記：美國政府的三項(xiàng)GPS政策，擺脫GPS限制政策的途徑，全球定位系 統(tǒng)星座簡介，其余的四個衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)。理解：我國GPS衛(wèi)星跟蹤網(wǎng)的作用及分布情況（三）GPS在國民經(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、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一，參心坐標(biāo)系 識記：我國歷史上出現(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：用來描述衛(wèi)星的坐標(biāo)（四，時間系統(tǒng)識記：世界時、歷書時、原子時、協(xié)調(diào)世界時、力學(xué)時理解：GPS的時間系統(tǒng)應(yīng)用：應(yīng)用于 GPS 定位測量第三章 GPS 系統(tǒng)的組成與 GPS 信號一、學(xué)習(xí)目的和要求（ 1）掌握 GPS 定位系統(tǒng)的三個組成部分；衛(wèi)星星歷的概念；衛(wèi)星信號的內(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)動及其軌道。（3） 了解GPS信號的結(jié)構(gòu)；測距碼產(chǎn)生；導(dǎo)航電文的內(nèi)容；天線的作用與分類

6、二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）GPS定位系統(tǒng)的組成識記：GPS定位系統(tǒng)的三個組成部分理解：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)行及其軌道識記：衛(wèi)星星歷的概念 理解：衛(wèi)星的運(yùn)動及其軌道（三）衛(wèi)星星歷與衛(wèi)星位置計算 應(yīng)用：衛(wèi)星坐標(biāo)計算（四）GPS衛(wèi)星信號 識記：測距碼產(chǎn)生，導(dǎo)航電文的內(nèi)容 理解：衛(wèi)星信號的內(nèi)容、結(jié)構(gòu)及傳播（五）GPS信號的接收 識記：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)定位與動態(tài)定位；單點(diǎn)定位和相對定位; 偽距定位，載波相位測量原理及

7、載波相位測量方法。2）理解主動式測距和被動式測距；偽距及其測定與計算；動態(tài)定位的特點(diǎn) （3） 了解GPS測速原理和定時原理。、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）GPS測量的定位方法 識記：GPS定位的基本概念 理解：GPS定位原理（二）偽距定位法識記：偽距的定義 理解：偽距及其測定與計算 應(yīng)用：偽距定位在測量中的應(yīng)用（四）載波相位測量 識記：載波相位測量的定義 理解：載波相位測量原理及載波相位測量方法 應(yīng)用：載波相位測量在測量中的應(yīng)用（五）GPS動態(tài)定位原理 識記：GPS測速原理和定時原理第五章 GPS 衛(wèi)星定位的誤差來源及其影響一、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、相對論效應(yīng)的產(chǎn)生與消減方法。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）GPS測量的主要誤差分類識記：誤差分類（二）與衛(wèi)星有關(guān)的誤差識記：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)星信號傳播誤差 識記：與衛(wèi)星信號傳播有關(guān)的誤差的種類 理解：電離層折射誤差、對流層折射誤差、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)星定位測量

9、的設(shè)計與實(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 測量的精度分級；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； GPS 定位 網(wǎng)的測設(shè)方案；最佳觀測時段的選擇；數(shù)據(jù)處理。（2）理解 GPS 網(wǎng)的聯(lián)測設(shè)計中應(yīng)注意的問題；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； 美國天寶導(dǎo)航公司、美國阿士泰克公司、瑞士徠卡公司、南方測繪生產(chǎn)的 GPS 接收機(jī)基本情況。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）建立GPS控制網(wǎng)的技術(shù)依據(jù)識記：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，施測（二）GPS定位網(wǎng)的布設(shè)識記：GPS網(wǎng)的布網(wǎng)原則理解：GPS測量的精度分級、精度設(shè)計，基準(zhǔn)設(shè)計應(yīng)用：應(yīng)用于GPS控制網(wǎng)的設(shè)計，施測（三）GPS接收機(jī)的選擇識記：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（四）GPS定位網(wǎng)的測設(shè)方案識記：應(yīng)用GPS定位技術(shù)建立測量控制網(wǎng)可采用的方法 理解：最佳觀測時段的選擇，同步網(wǎng)之間的連接方式 應(yīng)用：編寫作業(yè)計劃調(diào)度表（五）外業(yè)觀測識記：作業(yè)過程 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、測站記簿等項(xiàng)內(nèi)容。 應(yīng)用：應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)

11、際（六）觀測成果的外業(yè)檢核及處理。 識記：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)平差的目的與過程。（2）理解星歷預(yù)報的重要性；數(shù)據(jù)傳輸過程；基線向量的誤差分析與判斷。（3）了解GPS測高及其數(shù)據(jù)處理；擬合法確定正常高程； GPS作三、四等水準(zhǔn) 加密，過河水準(zhǔn)測量，變形監(jiān)測的應(yīng)用。二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一）觀測數(shù)據(jù)的預(yù)處理識記：觀測數(shù)據(jù)的預(yù)處理內(nèi)容 理解：觀測數(shù)據(jù)的預(yù)處理的作用（二）GPS基線向量的解算識記：相位觀測值的線性組合類型 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)立平差識記：平差過程 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)的平差識記：平差方法理解：平差過程應(yīng)用：建立我國的GPS定位網(wǎng)的形式（五）GPS高程的計算識記：GPS測高及其數(shù)據(jù)處理方法 理解：擬合法確定正常高程的過程 應(yīng)用：GPS作三、四等水準(zhǔn)加密，過河水準(zhǔn)測量，變形監(jiān)測的應(yīng)用第八章 GPS 實(shí)時動態(tài)定位一、學(xué)習(xí)目的和要求（ 1）掌握實(shí)時動態(tài)定位的基本思想；相對于靜態(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；觀測數(shù)據(jù)的實(shí)時處理過程 二、考核知識點(diǎn)與考核目標(biāo)（一） RTK 的定義 識記：定義， 理解： RTK 定位的原理（二） RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站的組成和作用識記： RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站的組成，數(shù)據(jù)鏈電臺的作用 理解： RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站啟動過程 應(yīng)用： RTK 系統(tǒng)基準(zhǔn)站的作用（三）RTK 流動站的組成和作用 識記： RTK 流動站的組成 理解： RTK 流動站的啟動過程應(yīng)用： RTK 流動站在工程中的應(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“識記” 、“理解”、“應(yīng)用”三個能力層次規(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)等級關(guān)系， 后者必須建立在前者的基 礎(chǔ)上，其含義是： 識記：能知道有關(guān)的名詞、概念、知識的含義，并能正確認(rèn)識和表述，是低層次 的要求。 理解：在識記的基礎(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)過的多個 知識點(diǎn)分析和解決有關(guān)的理論問題和實(shí)際問題，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：GPS測量技術(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)這一章的考核知識點(diǎn)及 對知識點(diǎn)的能力層次要求和考核目標(biāo)， 以便在閱讀教材時做到心中有數(shù)， 有的放 矢。2、閱讀教材時，要逐段細(xì)讀，逐句推敲，集中精力，吃透每一個知識點(diǎn)，對基 本概念必須深刻理解，對基本理論必須徹底弄清，對基本方法必須牢固掌握。3、在自學(xué)過程中，既要思考問題，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，這可從中加深對問題的認(rèn)知、理解和記憶，以利于突出 重點(diǎn)，并涵蓋整個內(nèi)容，可以不斷提高自學(xué)能力。4、完成書后作業(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，培養(yǎng)分析問 題、解決問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)過程中對所學(xué)知識進(jìn)行合理的回 顧與發(fā)揮，注重理論聯(lián)系實(shí)際和具體問題具體分析，解題時應(yīng)注意培養(yǎng)邏輯性， 針對問題圍繞相關(guān)知識點(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、對社會助學(xué)的要求1、應(yīng)熟知考試大綱對課程提出的總要求和各章的知識點(diǎn)。2、應(yīng)掌握各知識點(diǎn)要求達(dá)到的能力層次，并深刻理解對各知識點(diǎn)的考核目標(biāo)。3、輔導(dǎo)時，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，應(yīng)對學(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 動爭取幫助，依靠自己學(xué)

17、通"的方法。5、輔導(dǎo)時，要注意突出重點(diǎn)，對考生提出的問題，不要有問即答，要積極啟發(fā) 引導(dǎo)。6注意對應(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)會獨(dú) 立學(xué)習(xí)，在自學(xué)過程中善于提出問題，分析問題，做出判斷，解決問題。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，在各個能力 層次中會存在著不同難度的試題。8、助學(xué)學(xué)時：本課程共4學(xué)分，建議總課時72學(xué)時，其中助學(xué)課時分配如下：章次內(nèi)容學(xué)時第一章緒論4第二早GPS定位的坐標(biāo)系統(tǒng)和時間系統(tǒng)6第三章GPS系統(tǒng)的組成與GPS言號8第四章GPS衛(wèi)星定位的基本原理10第五早GPS衛(wèi)星定位的誤差來源及其影響6第八早GPS衛(wèi)星定位

18、測量的設(shè)計與實(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)時動態(tài)定位（RTK原理12合計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、 試卷中對不同能力層次的試題比例大致是："識記"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：單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、名詞解釋、簡答題、論述及 分析題等題型。&考試采用閉卷筆試，考試時間150分鐘，采用百分制評分，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)行平差計算時，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、計量原子時的時鐘稱為原子鐘， 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