高職《GPS測量技術》課程標準改革研究

山 鋒，張本平

（陜西交通職業技術學院 公路工程系，陜西 西安 710018）

1 GPS技術在當代高職教育的新特點

GPS技術是在測繪行業中一項重大的技術革命，相對于傳統測量方式有著精度高、時間短、易操作、全天候、直接獲取地心坐標等諸多優點。由于GPS技術的全面發展，測繪工作的過程和產品，以及國家標準都發生了巨大革新，部分測繪工作已經離不開GPS技術，尤其是高精度的控制測量工作［1］。因此對于高等職業院校測量專業學生，GPS技術是測量專業發展必備的專業技能，要求學生掌握相應測量理論，更加注重掌握GPS測量技術在測量項目上的應用。

2 國家職業標準對《GPS測量技術》課程的要求

國家職業標準屬于工作標準。國家職業標準是在職業分類的基礎上，根據職業（工種）的活動內容，對從業人員工作能力水平的規范性要求。它是從業人員從事職業活動，接受職業教育培訓和職業技能鑒定以及用人單位錄用、使用人員的基本依據。與工程測量專業相關國家職業標準有：勞社廳發［2003］1號文件《房產測量員6－01－02－06》［2］、勞社廳發［2006］23號文件《大地測量員6－01－02－01》、《攝影測量員6－01－01－02》、《地圖制圖員6－01－02－03》、《工程測量員6－01－02－04》、《地籍測繪員6－01－02－05》等六項國家職業標準。這些職業標準都對GPS技術有著不同層次的要求。其中，《大地測量員6－01－02－01》國家職業標準對要求GPS技術有著非常系統的要求［3］。

3 《GPS測量技術》課程教學組織

3.1 傳統教學組織缺陷

傳統教學組織是以學科中的系統知識和理論原理為導向，以知識為目標，以教師為主體，以應試為基礎，以語言、文字為載體。只考慮給學生教什么，沒有切身站在學生的立場上考慮最需要學什么，更沒有考慮自己的學生未來能否達到國家設定的職業標準。高等職業教育教學理念早已轉化到以職業活動為導向，突出課程的能力目標，以學生為主體，以素質教育為基礎，培養學生的能力目標必須達到國家設定的職業標準。

3.2 教學改革研究［4］

在課程教學組織與教學內容方面，構建基于工作過程的課程體系是目前高職教學教改的突破點，針對工程測量專業的學生，結合國家職業標準，對各知識點組織可行的實訓項目，用項目引導教學，充分調動學生的積極性，通過對項目的認識，完成，達到掌握技能的目的。為了更準確挖掘教學項目與實際工程的連接點，培養學生的職業核心競爭力，具體從以下幾個方面著手。

（1）針對本專業人才培養面向的崗位群，通過對西北地區測繪行業企業調研，與企業專家、一線技術人員對職業崗位工作過程、工作任務、內容及要求進行交流，由企業實踐專家、專業帶頭人、骨干教師組成專業建設指導委員會，共同討論，引入測繪行業、工程建設行業的有關規范和標準，構建了基于工作過程的項目化教學課程體系。

（2）充分利用網絡資源，計算機網絡打破時間、空間的限制，通過網上學習，同學們不僅學到了知識、開闊了視野，同時也使自己的計算機操作能力得到了提高。加強計算機與專業教育緊密結合，使學生在計算機的操作實踐中學習、鍛煉。

（3）基于工作過程，項目化教學，構建課程和實訓體系。滿足國家職業標準的能力要求，依據職業能力的形成過程以及學習領域之間工作過程的內在聯系，打破傳統的課程和實訓體系，按照基于工作過程設置課程和實訓的思路，構建《GPS測量技術》課程教學組織和實訓體系。

4 《GPS測量技術》課程標準的編制［5］

4.1 課程性質

《GPS測量技術》是工程測量技術專業的核心專業課程之一。通過本課程的教學，要求學生理解GPS測量的基本原理，掌握GPS定位的誤差來源、影響及采取的措施，具備獨立編寫GPS測量技術設計書、制定GPS外業作業計劃、數據采集、具備使用GPS數據處理軟件進行數據處理、精度評定、GPS技術總結報告編寫以及RTK技術碎部測量和工程施工放樣等能力。本課程結束后，學生應滿足從事工程測量技術專業相應崗位對該類知識能力的基本要求，達到中級（國家職業資格四級）大地測量員的業務水平，積極為學生頂崗就業打好基礎；培養學生應用技術知識的能力，提高學生的專業綜合素質，培養學生的創新意識，并為頂崗實習打好堅實的基礎。

4.2 課程設計思路［6］

《GPS測量技術》是以高職高專工程測量技術專業學生就業為導向，以職業能力需求為目標，在企（行）業專家的指導下，對GPS測量技術中的GPS測量基礎知識、絕對定位和導航、相對靜態測量、差分定位測量等專門化方向所涵養的崗位進行任務與職業能力分析，以實際工作任務為引導，GPS測量技術對象中涉及的專業知識與技能為課程主線，以各專門方向應共同具有的崗位職業能力為依據，根據學生的知識特點，采用教學和生產相結合的方式來展現專業知識和技能，通過絕對定位和導航、相對靜態測量、差分定位測量等活動項目來組織教學，倡導學生在項目活動中學會GPS測量技術的基本概念與技術，培養學生初步具備專業生產過程中必需的基本職業能力。

4.3 課程培養目標［7］

本課程立足基本概念和基礎理論知識，通過任務引領和啟發性的教學項目活動，使學生具備一定的手持GPS定位與導航、經典相對靜態測量、GPS－RTK測量等技能型人才必須的基礎知識及相關的基本職業能力，為學生頂崗就業打實基礎；培養學生應用技術知識的能力，提高學生的專業素質，培養學生的創新意識。

4.3.1 能力目標

（1）能夠應用手持GPS接收機進行絕對定位及導航；

（2）能夠進行 WGS－84與“北京54”、“國家80”坐標系之間的轉換計算；

（3）能夠根據實際情況進行GPS控制點的選擇；

（4）能夠應用GPS接收機進行靜態相對定位測量及數據處理；

（5）能夠編寫GPS測量技術設計書、技術總結報告；

（6）能夠應用RTK技術進行點、線的測量以及放樣。

4.3.2 知識目標

（1）GPS測量基礎知識：會使用廣播星歷進行衛星位置的計算；會根據偽距觀測量分析GPS衛星數據質量和平差結果的精度情況；會根據GPS測量的誤差理論采取相應的措施減弱各種誤差的影響；會用GPS測量坐標系統知識進行WGS－84坐標系統和其他坐標系統之間的轉換；

（2）絕對定位和導航：會設置手持式GPS接收機投影基準參數、定位數據的存儲、編輯、航線數據的操作極其導航；

（3）相對靜態測量：能夠進行四等以上GPS控制網的施測，包括GPS控制測量技術設計書的編寫、GPS點的選擇、點之記得繪制、GPS網的優化、GPS網測量時作業模式的設計和從業方案的優化選擇、GPS接收機野外數據采集時各項參數的設置，數據管理與維護、GPS接收機及配套軟件的使用、坐標系統的選擇、基線向量的解算、重復基線、閉合環的搜索與精度評定等、GPS網二維約束平差和高程擬合的方法、GPS控制測量技術總結報告的編寫等；

（4）動態差分測量：能夠使用GPS－RTK接收機以及配套軟件進行圖根控制測量、碎部測量和工程施工放樣等。

4.3.3 素質目標

（1）具有不抄襲、不偽造測量成果的誠信品質；（2）按規范和儀器操作流程作業；（3）具有保護小組人員和設備安全的責任意識；（4）具有按時、按質、按量完成測量任務的責任意識；

（5）具有良好的心理素質；

（6）具有集體榮譽高于一切的團隊觀念；

（7）具有吃苦耐勞、甘于奉獻、克服困難、鉆研業務、精益求精的敬業精神。

4.4 課程內容與要求

課程內容與要求如表1所示。

表1 課程內容與要求

序號 項目 知識內容與要求 技能內容與要求 項目設計GPS相對定位原理1.了解靜態相對定位原理2.理解靜態相對定位觀測方程的含義3.理解單差模型、雙差模型、三差模型的表示方法及含義GPS相對靜態測量技術設計1.會使用《全球定位系統（GPS）測量規范》、《全球定位系統城市測量技術遠程》等與GPS測量有關的行業標準2.理解GPS網圖構成的基本專業術語的含義3.熟悉GPS網圖構成的幾種基本圖形4.能夠進行GPS控制網形的設計5.會進行GPS網特征條件的計算技術設計書的編寫3GPS相對定位GPS相對靜態測量外業實施1.了解GPS相對測量作業模式2.會進行GPS控制點選點、環視圖的繪制3.會衛星星歷預報、GPS觀測網形設計、作業調度表的編制、外業數據采集時各項參數設置和觀測記錄等4.會GPS測量成果進行驗收和上交資料的整理等項目一：GPS點選點，網形設計、作業調度表編制項目二：衛星星歷數據數據獲取，外業數據采集GPS相對靜態測量數據處理1.會GPS數據預處理2.會GPS基線向量解算3.會三維無約束平差、二維約束平差4.會進行GPS水位高程和國家高程系統之間的轉換5.能夠對靜態后處理軟件的各項功能進行應用6.會GPS數據的下載、管理7.會GPS數據平差計算項目一：靜態后處理軟件的操作項目二：GPS數據處理差分定位原理1.理解單基站差分中位置差分、偽距差分、載波相位差分的原理和方法2.理解多基站差分中局部區域差分、廣域差分、多基站差分RTK 差分的原理4GPS差分定位RTK圖根控制和細部測量1.會基準站的安裝2.會基準站和流動站各參數的設置3.會流動站外業校核及轉換參數的求解4.會進行圖根和碎步測量：包括測量點的保存、管理、維護和傳輸項目一：RTK外業校核；項目二：圖根和碎步測量RTK工程施工放樣1.會基準站的安裝2.會基準站和流動站各參數的設置3.會流動站外業校核及轉換參數的求解4.會放樣點的輸入、管理、維護等5.會放樣線的輸入、管理、維護等6.會使用RTK進行工程點、線的坐標放樣RTK工程施工放樣

5 結語

本文研究過程選取工程測量技術專業的學生進行《GPS測量技術》課程標準教學改革試驗，使用改革后的課程標準組織教學，能夠保證學生掌握國家職業標準關于該課程的技能要求，具有極高的針對性，項目教學最終要達到以一個系統完整的項目帶動該課程的全部教學活動。同時對于滿足項目化教學的儀器設施的班級配套數，每個學生項目組的學生人數，對于學校實訓條件建設同樣是一個重要的研究內容。

［1］黃文彬.GPS測量技術［M］.北京：中國測繪出版社，2011.

［2］勞社廳.房產測量員國家職業標準［Z］.［2003］1號文件.6－01－02－06.

［3］勞社廳.大地測量員國家職業標準［Z］.［2006］23號文件.6－01－02－01.

［4］教育部，財政部.關于實施國家示范性高等職業院校建設加快高等職業技術教育改革與發展的意見［Z］.［2006］14 號 ，2006.

［5］陳曉琴.高職課程標準與職業崗位技能標準對接探究［J］.職教論壇，2011（14）：16－18.

［6］韓利偉.基于工學結合的高職課程標準研究［J］.職教論壇，2011（11）：56－58.

［7］王海華.實施高職高專“雙證書”教育的幾點構想［J］.高教論壇，2003（6）：265－269.

［8］楊禮驅.GPS測量技術應用探討［J］.中國科技博覽，2013（9）：93－94.

［9］趙玉星.GPS測量技術的應用探討［J］.中國房地產業：理論版，2012（11）：455.

［10］孫大成.高職高專GPS測量技術課程創新設計［J］.廣西職業技術學院學報，2012（2）：42－45.

［11］張博.GPS測量技術課程實踐方案設計［J］.遼寧高職學報，2010，12（7）：64－66.

［12］周建邦.GPS定位原理與技術［M］.鄭州：黃河水利出版社，2005.