關(guān)于《GNSS測量與數(shù)據(jù)處理》實(shí)習(xí)的幾點(diǎn)思考

常亮

摘 要

本文針對上海海洋大學(xué)開設(shè)的《GNSS測量與數(shù)據(jù)處理》實(shí)習(xí)課程的教學(xué)方法與內(nèi)容進(jìn)行了幾點(diǎn)思考，希望借此提高同學(xué)們在實(shí)習(xí)課程中的參與度，以及提高對實(shí)習(xí)任務(wù)的認(rèn)識與理解。同時，希望在順利完成實(shí)習(xí)工作的同時，也能將實(shí)習(xí)成果的質(zhì)量加以提升，提高學(xué)生對本專業(yè)實(shí)習(xí)的興趣與熱情。

關(guān)鍵詞

GNSS;實(shí)習(xí);思考

中圖分類號： P228.4-4;G642 ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457 . 2020 . 18 . 26

0 前言

從20世紀(jì)90年代以來，以全球定位系統(tǒng)（GPS）等為代表的空間對地觀測技術(shù)的正式運(yùn)行和實(shí)施，給包括大地測量在內(nèi)的多個領(lǐng)域帶來了巨大變革。隨著空間技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，目前已形成包括GPS、俄羅斯GLONASS、歐盟GALILEO和我國的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BDS）為主的GNSS系統(tǒng)。特別是我國的BDS系統(tǒng)，隨著我國科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，以及科研人員的長期奮斗，在GNSS系統(tǒng)中的可靠性與地位逐漸得到提升。GNSS技術(shù)除了應(yīng)用于傳統(tǒng)的大地測量和軍事領(lǐng)域外，在海洋領(lǐng)域也發(fā)揮了越來越大的作用。為此，上海海洋大學(xué)已正式在最新一版的本科教學(xué)大綱中將《GNSS測量原理與應(yīng)用》作為海洋技術(shù)專業(yè)（包含海洋信息和海洋測繪兩個專業(yè)方向）的專業(yè)必修課程。與此同時，為進(jìn)一步鞏固學(xué)生在專業(yè)理論課程的學(xué)習(xí)與理解，還同步開設(shè)了對應(yīng)的實(shí)習(xí)課程。

本文主要致力于針對開設(shè)的實(shí)習(xí)課程《GNSS測量與數(shù)據(jù)處理》的實(shí)習(xí)內(nèi)容設(shè)置進(jìn)行幾點(diǎn)思考，并調(diào)整相應(yīng)的實(shí)習(xí)教學(xué)與改革方案，以期通過更好的實(shí)習(xí)方案，來促進(jìn)學(xué)生對課堂理論知識的進(jìn)一步認(rèn)識與理解，從而提高《GNSS測量原理與應(yīng)用》以及相關(guān)課程的教學(xué)質(zhì)量。

1 實(shí)習(xí)教學(xué)大綱

1.1 課程目標(biāo)

（1）培養(yǎng)學(xué)生的動手操作GNSS觀測儀器和設(shè)備的能力，使學(xué)生能夠通過實(shí)踐操作方式，對今后工作中可能遇到的問題，以及在工作過程中如何和他人進(jìn)行有效合作與溝通。

（2）基于之前《GNSS測量原理與應(yīng)用》理論課程的教學(xué)，培養(yǎng)學(xué)生運(yùn)用理論知識解釋GNSS儀器測量過程中的各種現(xiàn)象與結(jié)果的能力，以及對遇到的可能問題進(jìn)行思考和解釋。

（3）具備分析GNSS觀測數(shù)據(jù)的能力，并針對觀測方案的設(shè)置有較為深刻的認(rèn)識。

（4）具備對GNSS觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理的能力，并可以基于儀器自帶的數(shù)據(jù)處理軟件，獲取測量結(jié)果并進(jìn)行精度評定。

（5）通過對GNSS的實(shí)習(xí)過程，對今后的GNSS技術(shù)發(fā)展以及自身對該技術(shù)的認(rèn)識進(jìn)行總結(jié)，深刻體會傳統(tǒng)和現(xiàn)代測量技術(shù)的各自特點(diǎn)。

1.2 實(shí)習(xí)課程的實(shí)施過程及考核

本課程將以海洋信息和海洋測繪專業(yè)為單位分開進(jìn)行指導(dǎo)實(shí)習(xí)，原因是專業(yè)的側(cè)重點(diǎn)有所不同。海洋信息更注重對GNSS技術(shù)的認(rèn)識與了解，以及今后的可能應(yīng)用領(lǐng)域;而海洋測繪專業(yè)則更加側(cè)重于對儀器的認(rèn)識、操作，以及對數(shù)據(jù)處理能力等方面的培養(yǎng)。因此，從某個角度上看，該課程更多要求海洋測繪專業(yè)的學(xué)生加強(qiáng)對相關(guān)知識的認(rèn)識和理解。

針對每個班級，我們要求以5～6人形成一個小組，然后以小組為單位來完成實(shí)習(xí)課程。每組均需要進(jìn)行GNSS儀器的靜態(tài)測量和動態(tài)測量觀測，需要理解不同測量方式的原理，以及熟悉各自方法的特點(diǎn)。此外，為了檢查每個小組的實(shí)習(xí)進(jìn)展，需要指定一名同學(xué)作為組長或負(fù)責(zé)人，每天向指導(dǎo)老師匯報(bào)當(dāng)天的實(shí)習(xí)任務(wù)進(jìn)展，取得的成績，以及可能遇到的問題。同時，實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師也將定期前往實(shí)習(xí)地點(diǎn)進(jìn)行考察，以更好地進(jìn)行溝通。

《GNSS測量與數(shù)據(jù)處理》的課程考核將主要包括以下幾個方面：（1）實(shí)習(xí)過程中的出勤等表現(xiàn)：是否遵守約定的紀(jì)律，積極主動地參與實(shí)習(xí);（2）指導(dǎo)老師進(jìn)行任務(wù)抽查時的實(shí)習(xí)進(jìn)度是否與安排一致;（3）儀器保護(hù)與操作是否得當(dāng);（4）實(shí)習(xí)任務(wù)的完成情況，以及實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量。最后的實(shí)習(xí)成績設(shè)定的權(quán)重為：實(shí)習(xí)考勤占20%，野外數(shù)據(jù)采集質(zhì)量與數(shù)據(jù)處理結(jié)果占40%，綜合實(shí)習(xí)報(bào)告質(zhì)量占40%。

1.3 實(shí)習(xí)課程的教學(xué)內(nèi)容

（1）首先安排一天時間赴中國科學(xué)院上海天文臺佘山觀測站進(jìn)行校外考察，考察主要內(nèi)容包括：參觀了解GNSS永久跟蹤站上海站（SHAO）的運(yùn)營、維護(hù)、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)分發(fā)等情況;參觀世界先進(jìn)的天馬望遠(yuǎn)鏡，了解其在空間對地觀測中的作用，及其工作原理。然后結(jié)合校外實(shí)習(xí)內(nèi)容，每人撰寫參觀感想一份。

（2）進(jìn)行校內(nèi)GNSS觀測實(shí)習(xí)。在分組設(shè)置完成后，進(jìn)行GNSS觀測設(shè)備的集中操作培訓(xùn)。然后各小組根據(jù)任務(wù)設(shè)置與安排，結(jié)合選點(diǎn)的環(huán)境要求，進(jìn)行校內(nèi)測量路線控制點(diǎn)的選取，并用水泥釘進(jìn)行固定和標(biāo)記。

（3）分別進(jìn)行靜態(tài)觀測和動態(tài)觀測的數(shù)據(jù)采集工作。首先通過觀測儀器的手簿對儀器高、天線類型等基本屬性進(jìn)行設(shè)置，然后依據(jù)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)手冊進(jìn)行規(guī)范操作與數(shù)據(jù)觀測。

（4）對采集好的數(shù)據(jù)進(jìn)行保存和數(shù)據(jù)處理，最后提交實(shí)習(xí)報(bào)告的同時，還需要提交靜態(tài)觀測模式下的rinex格式的觀測數(shù)據(jù)文件一份，以及動態(tài)觀測時基于各測量點(diǎn)的實(shí)習(xí)區(qū)域地形圖一份。

2 實(shí)習(xí)課程教學(xué)的幾個設(shè)想

在以往的實(shí)習(xí)過程中，存在實(shí)習(xí)任務(wù)布置時數(shù)據(jù)采集結(jié)果與范圍大量重復(fù)的情況，為了讓同學(xué)們更好地認(rèn)識實(shí)習(xí)成果的作用，我們將對今后的實(shí)習(xí)增加以下幾點(diǎn)要求和限制：

（1）各小組自行布設(shè)的GNSS控制點(diǎn)必須要與學(xué)校已有的校內(nèi)控制網(wǎng)進(jìn)行聯(lián)測，并通過靜態(tài)觀測，對數(shù)據(jù)進(jìn)行解算和平差后給出各控制點(diǎn)的具體坐標(biāo)。

（2）進(jìn)行動態(tài)觀測時，根據(jù)小組的數(shù)量，規(guī)定好每個小組的實(shí)習(xí)觀測范圍，并要求實(shí)習(xí)范圍相鄰的小組進(jìn)行協(xié)商和溝通后，避免同一地物在不同組中進(jìn)行重復(fù)觀測。

（3）對實(shí)習(xí)結(jié)果參考標(biāo)準(zhǔn)的統(tǒng)一。在動態(tài)觀測過程中，要求每個小組對動態(tài)GNSS觀測的地形圖結(jié)果均換算到指定的校級控制網(wǎng)上，并將所測量的地形圖結(jié)果繪制在CAD軟件中。

（4）利用實(shí)習(xí)最后一天的時間，要求各個小組協(xié)同合作，將各小組的結(jié)果進(jìn)行綜合整理，繪制整個校區(qū)的基于GNSS的大比例尺地形圖。

3 結(jié)論

本文結(jié)合對以往《GNSS測量與數(shù)據(jù)處理》實(shí)習(xí)課程實(shí)習(xí)成果整理上存在的不足，提出了幾點(diǎn)思考和舉措，以期進(jìn)一步培養(yǎng)學(xué)生們對GNSS設(shè)備的動手操作能力，以及提高學(xué)生在實(shí)習(xí)過程的遇到問題的解決能力。而且，通過對實(shí)習(xí)成果的綜合整理，這將有助于加深學(xué)生對自身勞動成果的珍惜，并進(jìn)一步借此提升實(shí)習(xí)成果的質(zhì)量。