[GPS定位测量]标准

《GPS 定位测量》课程标准

1 课程定位

《GPS 定位测量》是引入了《全球定位系统GPS 测量规范》GB/T 18314-2001、《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ 73-97、《公路全球定位系统(GPS )测量规范》JTJ/C 066-98等技术规范;GPS (Global Positioning System,全球定位系统)测量定位技术现已广泛应用于国民经济建设的各个领域,并积极引领着测绘科学技术的新发展,代表了工程测量技术的先进性和高科技性,在现代测绘科学技术教学中处于重要地位;本课程的任务如下:教会学生使用GPS 测量仪器设备进行控制测量及数据处理、数字测图、施工测量与放样;本课程在《地形测量》、《控制测量》、《数字测图》课程之后开设,与《工程勘测规划测量》、《工程施工测量》课程同时开设,其后续课程为《土地调查与地籍测量》、《摄影测量外业》、《工程变形测量》。

2 工作任务与课程目标

2.1 工作任务及职业能力

学生在进行GPS 定位测量时,要依据测量工作“先整体后局部”、“先控制后碎部”的基本原则,完成GPS 控制测量数据采集与处理,熟练运用GPS-RTK (Real Time Kinematic ,实时动态)技术进行数字测图,同时理解CORS (Continuous Operational Reference System ,连续运行参考站系统)技术的工作原理,在实践中熟练运用CORS 技术进行施工测量与放样。

通过本专业岗位需求分析,确定工作领域、施工测量与放样工作任务和职业能力,并针对GPS 定位测量这一工作领域的控制测量数据采集与处理、数字测图、工作任务和对应的职业能力,按照基于工作过程、任务引领知识的教学思路整合课程内容,设计学习项目,采用案例教学、项目导向、任务驱动等教学方法,通过项目教学,使学生能够完成工作任务,提交合格的测绘成果。《GPS 定位测量》课程工作任务及职业能力分析见表1。

—1—

表1 工作任务与职业能力分析表

2.2 课程目标

根据课程面对的工作任务和职业能力要求,本课程的教学目标为: (1)态度目标

①具有不抄袭、不伪造测量成果的诚信品质。 ②按规范和仪器操作流程作业。

③具有保护小组人身和设备安全的责任意识。 ④按时、按质、按量完成测量任务的责任意识。 ⑤具有良好的心理素质。

⑥具有集体荣誉高于一切的团队观念。

⑦具有吃苦耐劳、甘于奉献、克服困难、钻研业务、精益求精的敬业精神。 (2)知识目标

①掌握GPS 系统的构成及各部分的工作流程。 ②掌握GPS 的坐标系统与时间系统的基准。

③掌握GPS-RTK 系统组成、作用及影响GPS-RTK 测量精度的因素。 ④掌握RTK 流动站与CORS 的连接及启动流程。 ⑤掌握GPS 外业观测和内业数据处理的技术要求。

⑥了解美国GPS 卫星定位系统、前苏联卫星定位系统、欧盟伽利略卫星定位系统和我国北斗卫星定位系统的应用及发展前景。

⑦了解CORS 技术的应用及发展前景。

—2—

(3)技能目标

①能制定静态GPS 定位观测计划。 ②能进行静态GPS 外业观测及数据传输。 ③能进行静态GPS 测量误差分析。 ④能确保RTK 基准站与流动站的启动。

⑤能进行GPS-RTK 控制点采集与点校正、点位测量、数据传输、点位放样、数字测图。

⑥能进行RTK 、CORS 数据采集与传输。 ⑦能进行RTK 、CORS 测量误差分析。 ⑧能编写项目技术设计书和技术总结报告书。

⑨能建立GPS-RTK 、CORS 测量定位的宏观概念,形成测量误差分析的意识。

3 教学组织

根据工作任务与职业能力分析,为使学生会利用GPS 测量技术进行控制测量及数据处理、数字测图、施工测量与放样的技能和从事控制测量、地形测量、工程测量、技术文件编写工作,本课程设计了2个学习项目,项目的教学实施下设7个学习型工作任务,如表2所示。

表2 教学组织表

—3—

4 教学内容与教学要求

该课程依据GPS 定位测量的学习项目组织学习型工作任务,根据学习型工作任务组织课程教学。教学项目内容与教学要求见下表。

4.1 GPS 控制测量数据采集与处理

表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

—4—

(续)表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

—5—

(续)表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

—6—

(续)表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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表3-2 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

—8—

(续)表3-2 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

—9—

(续)表3-2 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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5 教学方法与手段

(1)课堂授课教学

针对多媒体课件具有条理分明、信息量大、学生相对容易接受,能够在较短时间内接触较多的信息量,能大大提高上课效率及后续课程内容的自学等特点,应制作GPS 定位测量课程教学课件,满足基础理论的需要。

(2)比较分析教学法

在讲授GPS 控制网布设时,将之与常规的测量方法相比较。例如控制网的选点、埋点、控制网图形设计、外业观测、内业数据处理等内容。在比较的过程中让学生深入理解GPS 测量的特点、方法。使用比较分析法教学,能加强学生观察、分析、交流的意识,使学生积极参与到主动的学习活动中。

(3)工程案例教学

针对高等职业院校工程测量技术专业而言,《GPS 定位测量》主要解决的是使用GPS 进行控制测量、地形测量和工程施工放样的问题。因此,在教学过程中,尽可能通过具体、生动、真实的工程案例讲解,提高学生的综合应用能力。

(4)现场教学

GPS 测量外业的教学内容采用模拟生产现场的实物教学方法,先由教师演示操作过程,再由学生自己操作,教师指导。学生操作不能达到操作目的时,则由教师进行及时指导后重新操作,直到达到教学目的为止。教师“边讲边演示”,学生“边听、边看、边练”,收到事半功倍的效果。

(5)实物教学

实物教学方法增强了能力培养的效果。 (6)第二课堂、网络教学

针对一般性问题,学生利用业余时间进行任务的演算,通过网络课程的形式,为学生提供一个交互的学习平台,建立留言簿、解疑平台。

(7)课堂讨论

学生针对已经认识的基本理论和概念,在教师的分组组织引导下进行相互答疑或辩论,最后由教师及时总结评论。

(8)单项实训教学

学生在单项学习任务现场教学中学习认识了相关的操作方法后,自己动手再重复进行若干次,总结相关操作经验,使学生发挥主观能动性,积极完成任务。

(9)项目实训教学

学院、系部应积极联系生产任务或参与工程单位的生产项目,为学生提供真实

—11—

环境下的实际操作条件,使其在国家或行业规范、项目技术设计书的指导下,从事真正的生产任务和项目。一方面加深和强化基础理论知识;另一方面熟悉GPS 测量作业流程,提高学生解决实际问题的能力。

6 考核与评价

进行课程教学考核与评价,可以考查学生对课程基础知识和基本技能的掌握情况,以及是否具备运用基本理论和方法发现问题、分析问题、解决问题的能力,从而可以检查教学效果,改进教学工作,提高教学质量。

专业核心技能课程考核与评价从两个方面进行考核,汇总得出课程整体成绩。

表4 课程整体成绩表

6.1 课程考核

(1)课程考核时按照项目分别考核,将项目考核成绩累加,作为课程考核成绩。因本课程为专业核心技能课程,故不再安排期末集中考试。

(2)各项目的考核分值、权重、内容如表5所示。

表5 课程考核成绩表

(3)考核成绩依据知识考核、技能考核、态度考核三方面确定。其中,理论知识的考核采用卷面考核方式进行,技能考核采用实操考核方式进行,态度考核根据平时表现、考勤、小组评定进行。

—12—

7 说明与建议

(1)本课程标准要求适用于高中毕业生,学制为3年的高等职业技术教育工程测量技术专业的学生。完成本课程学习项目教学建议学时数为72学时,课程考核与职业技能认证建议学时为10学时。本课程标准以能力培养为主线进行编写,建议以课程标准为基础编写课程教学大纲。

(2)教学重点

1)静态GPS 外业观测、数据传输与处理; 2)GPS-RTK 点校正、点位测量与数字测图; (3)教学难点

1)GPS 坐标系统转换; 2)静态GPS 测量误差分析; 3)GPS-RTK 点校正;

4)进行GPS-RTK 测量误差分析。 (4)推荐教材

[1]周建郑.GPS 测量定位技术[M].北京:化学工业出版社,2004. [2]周建郑. GPS测量定位原理与技术[M].郑州:黄河水利出版社,2005. (5)参考资料

[1]魏二虎.GPS 测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2004. [2]徐绍铨.GPS 测量原理与应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1998. [3]刘大杰. 全球定位系统(GPS )的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,1999.

[4]周忠谟.GPS 卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,2004. [5]王惠南.GPS 导航原理与应用[M].北京:科学出版社,2003. [6] GPS精品课程网站,http://jpkc.yrcti.edu.cn/2006/gps/.

[7]武汉大学测绘学院GPS 精品课程网站,http://jpkc.whu.edu.cn/gps/. [8]中国全球定位系统技术应用协会网站,http://www.gps.org.cn/.

[9]江苏省连续运行卫星定位参考站综合服务系统,http://www.jscors.com/. [10]武汉大学测绘学院卫星应用工程研究所,http://www.sgg.whu.edu.cn/isa/. [11] GB/T 18314-2001,全球定位系统GPS 测量规范[S]. [12] CJJ 73-97,全球定位系统城市测量技术规程[S]. [13] JTJ/C 066-98,公路全球定位系统(GPS )测量规范[S]. [14] HC 1001-91,测绘技术总结编写规定[S].

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[15] CJJ 8-99,城市测量规范[S].

[16] KJ1420,测绘技术应用与规范管理实用手册 (1-4) [S].

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《GPS 定位测量》课程标准

1 课程定位

《GPS 定位测量》是引入了《全球定位系统GPS 测量规范》GB/T 18314-2001、《全球定位系统城市测量技术规程》CJJ 73-97、《公路全球定位系统(GPS )测量规范》JTJ/C 066-98等技术规范;GPS (Global Positioning System,全球定位系统)测量定位技术现已广泛应用于国民经济建设的各个领域,并积极引领着测绘科学技术的新发展,代表了工程测量技术的先进性和高科技性,在现代测绘科学技术教学中处于重要地位;本课程的任务如下:教会学生使用GPS 测量仪器设备进行控制测量及数据处理、数字测图、施工测量与放样;本课程在《地形测量》、《控制测量》、《数字测图》课程之后开设,与《工程勘测规划测量》、《工程施工测量》课程同时开设,其后续课程为《土地调查与地籍测量》、《摄影测量外业》、《工程变形测量》。

2 工作任务与课程目标

2.1 工作任务及职业能力

学生在进行GPS 定位测量时,要依据测量工作“先整体后局部”、“先控制后碎部”的基本原则,完成GPS 控制测量数据采集与处理,熟练运用GPS-RTK (Real Time Kinematic ,实时动态)技术进行数字测图,同时理解CORS (Continuous Operational Reference System ,连续运行参考站系统)技术的工作原理,在实践中熟练运用CORS 技术进行施工测量与放样。

通过本专业岗位需求分析,确定工作领域、施工测量与放样工作任务和职业能力,并针对GPS 定位测量这一工作领域的控制测量数据采集与处理、数字测图、工作任务和对应的职业能力,按照基于工作过程、任务引领知识的教学思路整合课程内容,设计学习项目,采用案例教学、项目导向、任务驱动等教学方法,通过项目教学,使学生能够完成工作任务,提交合格的测绘成果。《GPS 定位测量》课程工作任务及职业能力分析见表1。

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表1 工作任务与职业能力分析表

2.2 课程目标

根据课程面对的工作任务和职业能力要求,本课程的教学目标为: (1)态度目标

①具有不抄袭、不伪造测量成果的诚信品质。 ②按规范和仪器操作流程作业。

③具有保护小组人身和设备安全的责任意识。 ④按时、按质、按量完成测量任务的责任意识。 ⑤具有良好的心理素质。

⑥具有集体荣誉高于一切的团队观念。

⑦具有吃苦耐劳、甘于奉献、克服困难、钻研业务、精益求精的敬业精神。 (2)知识目标

①掌握GPS 系统的构成及各部分的工作流程。 ②掌握GPS 的坐标系统与时间系统的基准。

③掌握GPS-RTK 系统组成、作用及影响GPS-RTK 测量精度的因素。 ④掌握RTK 流动站与CORS 的连接及启动流程。 ⑤掌握GPS 外业观测和内业数据处理的技术要求。

⑥了解美国GPS 卫星定位系统、前苏联卫星定位系统、欧盟伽利略卫星定位系统和我国北斗卫星定位系统的应用及发展前景。

⑦了解CORS 技术的应用及发展前景。

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(3)技能目标

①能制定静态GPS 定位观测计划。 ②能进行静态GPS 外业观测及数据传输。 ③能进行静态GPS 测量误差分析。 ④能确保RTK 基准站与流动站的启动。

⑤能进行GPS-RTK 控制点采集与点校正、点位测量、数据传输、点位放样、数字测图。

⑥能进行RTK 、CORS 数据采集与传输。 ⑦能进行RTK 、CORS 测量误差分析。 ⑧能编写项目技术设计书和技术总结报告书。

⑨能建立GPS-RTK 、CORS 测量定位的宏观概念,形成测量误差分析的意识。

3 教学组织

根据工作任务与职业能力分析,为使学生会利用GPS 测量技术进行控制测量及数据处理、数字测图、施工测量与放样的技能和从事控制测量、地形测量、工程测量、技术文件编写工作,本课程设计了2个学习项目,项目的教学实施下设7个学习型工作任务,如表2所示。

表2 教学组织表

—3—

4 教学内容与教学要求

该课程依据GPS 定位测量的学习项目组织学习型工作任务,根据学习型工作任务组织课程教学。教学项目内容与教学要求见下表。

4.1 GPS 控制测量数据采集与处理

表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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(续)表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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(续)表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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(续)表3-1 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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表3-2 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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(续)表3-2 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

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(续)表3-2 《GPS 定位测量》学习项目教学内容与能力要求

—10—

5 教学方法与手段

(1)课堂授课教学

针对多媒体课件具有条理分明、信息量大、学生相对容易接受,能够在较短时间内接触较多的信息量,能大大提高上课效率及后续课程内容的自学等特点,应制作GPS 定位测量课程教学课件,满足基础理论的需要。

(2)比较分析教学法

在讲授GPS 控制网布设时,将之与常规的测量方法相比较。例如控制网的选点、埋点、控制网图形设计、外业观测、内业数据处理等内容。在比较的过程中让学生深入理解GPS 测量的特点、方法。使用比较分析法教学,能加强学生观察、分析、交流的意识,使学生积极参与到主动的学习活动中。

(3)工程案例教学

针对高等职业院校工程测量技术专业而言,《GPS 定位测量》主要解决的是使用GPS 进行控制测量、地形测量和工程施工放样的问题。因此,在教学过程中,尽可能通过具体、生动、真实的工程案例讲解,提高学生的综合应用能力。

(4)现场教学

GPS 测量外业的教学内容采用模拟生产现场的实物教学方法,先由教师演示操作过程,再由学生自己操作,教师指导。学生操作不能达到操作目的时,则由教师进行及时指导后重新操作,直到达到教学目的为止。教师“边讲边演示”,学生“边听、边看、边练”,收到事半功倍的效果。

(5)实物教学

实物教学方法增强了能力培养的效果。 (6)第二课堂、网络教学

针对一般性问题,学生利用业余时间进行任务的演算,通过网络课程的形式,为学生提供一个交互的学习平台,建立留言簿、解疑平台。

(7)课堂讨论

学生针对已经认识的基本理论和概念,在教师的分组组织引导下进行相互答疑或辩论,最后由教师及时总结评论。

(8)单项实训教学

学生在单项学习任务现场教学中学习认识了相关的操作方法后,自己动手再重复进行若干次,总结相关操作经验,使学生发挥主观能动性,积极完成任务。

(9)项目实训教学

学院、系部应积极联系生产任务或参与工程单位的生产项目,为学生提供真实

—11—

环境下的实际操作条件,使其在国家或行业规范、项目技术设计书的指导下,从事真正的生产任务和项目。一方面加深和强化基础理论知识;另一方面熟悉GPS 测量作业流程,提高学生解决实际问题的能力。

6 考核与评价

进行课程教学考核与评价,可以考查学生对课程基础知识和基本技能的掌握情况,以及是否具备运用基本理论和方法发现问题、分析问题、解决问题的能力,从而可以检查教学效果,改进教学工作,提高教学质量。

专业核心技能课程考核与评价从两个方面进行考核,汇总得出课程整体成绩。

表4 课程整体成绩表

6.1 课程考核

(1)课程考核时按照项目分别考核,将项目考核成绩累加,作为课程考核成绩。因本课程为专业核心技能课程,故不再安排期末集中考试。

(2)各项目的考核分值、权重、内容如表5所示。

表5 课程考核成绩表

(3)考核成绩依据知识考核、技能考核、态度考核三方面确定。其中,理论知识的考核采用卷面考核方式进行,技能考核采用实操考核方式进行,态度考核根据平时表现、考勤、小组评定进行。

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7 说明与建议

(1)本课程标准要求适用于高中毕业生,学制为3年的高等职业技术教育工程测量技术专业的学生。完成本课程学习项目教学建议学时数为72学时,课程考核与职业技能认证建议学时为10学时。本课程标准以能力培养为主线进行编写,建议以课程标准为基础编写课程教学大纲。

(2)教学重点

1)静态GPS 外业观测、数据传输与处理; 2)GPS-RTK 点校正、点位测量与数字测图; (3)教学难点

1)GPS 坐标系统转换; 2)静态GPS 测量误差分析; 3)GPS-RTK 点校正;

4)进行GPS-RTK 测量误差分析。 (4)推荐教材

[1]周建郑.GPS 测量定位技术[M].北京:化学工业出版社,2004. [2]周建郑. GPS测量定位原理与技术[M].郑州:黄河水利出版社,2005. (5)参考资料

[1]魏二虎.GPS 测量操作与数据处理[M].武汉:武汉大学出版社,2004. [2]徐绍铨.GPS 测量原理与应用[M].武汉:武汉测绘科技大学出版社,1998. [3]刘大杰. 全球定位系统(GPS )的原理与数据处理[M].上海:同济大学出版社,1999.

[4]周忠谟.GPS 卫星测量原理与应用[M].北京:测绘出版社,2004. [5]王惠南.GPS 导航原理与应用[M].北京:科学出版社,2003. [6] GPS精品课程网站,http://jpkc.yrcti.edu.cn/2006/gps/.

[7]武汉大学测绘学院GPS 精品课程网站,http://jpkc.whu.edu.cn/gps/. [8]中国全球定位系统技术应用协会网站,http://www.gps.org.cn/.

[9]江苏省连续运行卫星定位参考站综合服务系统,http://www.jscors.com/. [10]武汉大学测绘学院卫星应用工程研究所,http://www.sgg.whu.edu.cn/isa/. [11] GB/T 18314-2001,全球定位系统GPS 测量规范[S]. [12] CJJ 73-97,全球定位系统城市测量技术规程[S]. [13] JTJ/C 066-98,公路全球定位系统(GPS )测量规范[S]. [14] HC 1001-91,测绘技术总结编写规定[S].

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[15] CJJ 8-99,城市测量规范[S].

[16] KJ1420,测绘技术应用与规范管理实用手册 (1-4) [S].

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