高职《GPS测量技术》课程标准改革研究

山 锋，张本平

（陕西交通职业技术学院 公路工程系，陕西 西安 710018）

1 GPS技术在当代高职教育的新特点

GPS技术是在测绘行业中一项重大的技术革命，相对于传统测量方式有着精度高、时间短、易操作、全天候、直接获取地心坐标等诸多优点。由于GPS技术的全面发展，测绘工作的过程和产品，以及国家标准都发生了巨大革新，部分测绘工作已经离不开GPS技术，尤其是高精度的控制测量工作［1］。因此对于高等职业院校测量专业学生，GPS技术是测量专业发展必备的专业技能，要求学生掌握相应测量理论，更加注重掌握GPS测量技术在测量项目上的应用。

2 国家职业标准对《GPS测量技术》课程的要求

国家职业标准属于工作标准。国家职业标准是在职业分类的基础上，根据职业（工种）的活动内容，对从业人员工作能力水平的规范性要求。它是从业人员从事职业活动，接受职业教育培训和职业技能鉴定以及用人单位录用、使用人员的基本依据。与工程测量专业相关国家职业标准有：劳社厅发［2003］1号文件《房产测量员6－01－02－06》［2］、劳社厅发［2006］23号文件《大地测量员6－01－02－01》、《摄影测量员6－01－01－02》、《地图制图员6－01－02－03》、《工程测量员6－01－02－04》、《地籍测绘员6－01－02－05》等六项国家职业标准。这些职业标准都对GPS技术有着不同层次的要求。其中，《大地测量员6－01－02－01》国家职业标准对要求GPS技术有着非常系统的要求［3］。

3 《GPS测量技术》课程教学组织

3.1 传统教学组织缺陷

传统教学组织是以学科中的系统知识和理论原理为导向，以知识为目标，以教师为主体，以应试为基础，以语言、文字为载体。只考虑给学生教什么，没有切身站在学生的立场上考虑最需要学什么，更没有考虑自己的学生未来能否达到国家设定的职业标准。高等职业教育教学理念早已转化到以职业活动为导向，突出课程的能力目标，以学生为主体，以素质教育为基础，培养学生的能力目标必须达到国家设定的职业标准。

3.2 教学改革研究［4］

在课程教学组织与教学内容方面，构建基于工作过程的课程体系是目前高职教学教改的突破点，针对工程测量专业的学生，结合国家职业标准，对各知识点组织可行的实训项目，用项目引导教学，充分调动学生的积极性，通过对项目的认识，完成，达到掌握技能的目的。为了更准确挖掘教学项目与实际工程的连接点，培养学生的职业核心竞争力，具体从以下几个方面着手。

（1）针对本专业人才培养面向的岗位群，通过对西北地区测绘行业企业调研，与企业专家、一线技术人员对职业岗位工作过程、工作任务、内容及要求进行交流，由企业实践专家、专业带头人、骨干教师组成专业建设指导委员会，共同讨论，引入测绘行业、工程建设行业的有关规范和标准，构建了基于工作过程的项目化教学课程体系。

（2）充分利用网络资源，计算机网络打破时间、空间的限制，通过网上学习，同学们不仅学到了知识、开阔了视野，同时也使自己的计算机操作能力得到了提高。加强计算机与专业教育紧密结合，使学生在计算机的操作实践中学习、锻炼。

（3）基于工作过程，项目化教学，构建课程和实训体系。满足国家职业标准的能力要求，依据职业能力的形成过程以及学习领域之间工作过程的内在联系，打破传统的课程和实训体系，按照基于工作过程设置课程和实训的思路，构建《GPS测量技术》课程教学组织和实训体系。

4 《GPS测量技术》课程标准的编制［5］

4.1 课程性质

《GPS测量技术》是工程测量技术专业的核心专业课程之一。通过本课程的教学，要求学生理解GPS测量的基本原理，掌握GPS定位的误差来源、影响及采取的措施，具备独立编写GPS测量技术设计书、制定GPS外业作业计划、数据采集、具备使用GPS数据处理软件进行数据处理、精度评定、GPS技术总结报告编写以及RTK技术碎部测量和工程施工放样等能力。本课程结束后，学生应满足从事工程测量技术专业相应岗位对该类知识能力的基本要求，达到中级（国家职业资格四级）大地测量员的业务水平，积极为学生顶岗就业打好基础；培养学生应用技术知识的能力，提高学生的专业综合素质，培养学生的创新意识，并为顶岗实习打好坚实的基础。

4.2 课程设计思路［6］

《GPS测量技术》是以高职高专工程测量技术专业学生就业为导向，以职业能力需求为目标，在企（行）业专家的指导下，对GPS测量技术中的GPS测量基础知识、绝对定位和导航、相对静态测量、差分定位测量等专门化方向所涵养的岗位进行任务与职业能力分析，以实际工作任务为引导，GPS测量技术对象中涉及的专业知识与技能为课程主线，以各专门方向应共同具有的岗位职业能力为依据，根据学生的知识特点，采用教学和生产相结合的方式来展现专业知识和技能，通过绝对定位和导航、相对静态测量、差分定位测量等活动项目来组织教学，倡导学生在项目活动中学会GPS测量技术的基本概念与技术，培养学生初步具备专业生产过程中必需的基本职业能力。

4.3 课程培养目标［7］

本课程立足基本概念和基础理论知识，通过任务引领和启发性的教学项目活动，使学生具备一定的手持GPS定位与导航、经典相对静态测量、GPS－RTK测量等技能型人才必须的基础知识及相关的基本职业能力，为学生顶岗就业打实基础；培养学生应用技术知识的能力，提高学生的专业素质，培养学生的创新意识。

4.3.1 能力目标

（1）能够应用手持GPS接收机进行绝对定位及导航；

（2）能够进行 WGS－84与“北京54”、“国家80”坐标系之间的转换计算；

（3）能够根据实际情况进行GPS控制点的选择；

（4）能够应用GPS接收机进行静态相对定位测量及数据处理；

（5）能够编写GPS测量技术设计书、技术总结报告；

（6）能够应用RTK技术进行点、线的测量以及放样。

4.3.2 知识目标

（1）GPS测量基础知识：会使用广播星历进行卫星位置的计算；会根据伪距观测量分析GPS卫星数据质量和平差结果的精度情况；会根据GPS测量的误差理论采取相应的措施减弱各种误差的影响；会用GPS测量坐标系统知识进行WGS－84坐标系统和其他坐标系统之间的转换；

（2）绝对定位和导航：会设置手持式GPS接收机投影基准参数、定位数据的存储、编辑、航线数据的操作极其导航；

（3）相对静态测量：能够进行四等以上GPS控制网的施测，包括GPS控制测量技术设计书的编写、GPS点的选择、点之记得绘制、GPS网的优化、GPS网测量时作业模式的设计和从业方案的优化选择、GPS接收机野外数据采集时各项参数的设置，数据管理与维护、GPS接收机及配套软件的使用、坐标系统的选择、基线向量的解算、重复基线、闭合环的搜索与精度评定等、GPS网二维约束平差和高程拟合的方法、GPS控制测量技术总结报告的编写等；

（4）动态差分测量：能够使用GPS－RTK接收机以及配套软件进行图根控制测量、碎部测量和工程施工放样等。

4.3.3 素质目标

（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）具有保护小组人员和设备安全的责任意识；（4）具有按时、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。

4.4 课程内容与要求

课程内容与要求如表1所示。

表1 课程内容与要求

序号 项目 知识内容与要求 技能内容与要求 项目设计GPS相对定位原理1.了解静态相对定位原理2.理解静态相对定位观测方程的含义3.理解单差模型、双差模型、三差模型的表示方法及含义GPS相对静态测量技术设计1.会使用《全球定位系统（GPS）测量规范》、《全球定位系统城市测量技术远程》等与GPS测量有关的行业标准2.理解GPS网图构成的基本专业术语的含义3.熟悉GPS网图构成的几种基本图形4.能够进行GPS控制网形的设计5.会进行GPS网特征条件的计算技术设计书的编写3GPS相对定位GPS相对静态测量外业实施1.了解GPS相对测量作业模式2.会进行GPS控制点选点、环视图的绘制3.会卫星星历预报、GPS观测网形设计、作业调度表的编制、外业数据采集时各项参数设置和观测记录等4.会GPS测量成果进行验收和上交资料的整理等项目一：GPS点选点，网形设计、作业调度表编制项目二：卫星星历数据数据获取，外业数据采集GPS相对静态测量数据处理1.会GPS数据预处理2.会GPS基线向量解算3.会三维无约束平差、二维约束平差4.会进行GPS水位高程和国家高程系统之间的转换5.能够对静态后处理软件的各项功能进行应用6.会GPS数据的下载、管理7.会GPS数据平差计算项目一：静态后处理软件的操作项目二：GPS数据处理差分定位原理1.理解单基站差分中位置差分、伪距差分、载波相位差分的原理和方法2.理解多基站差分中局部区域差分、广域差分、多基站差分RTK 差分的原理4GPS差分定位RTK图根控制和细部测量1.会基准站的安装2.会基准站和流动站各参数的设置3.会流动站外业校核及转换参数的求解4.会进行图根和碎步测量：包括测量点的保存、管理、维护和传输项目一：RTK外业校核；项目二：图根和碎步测量RTK工程施工放样1.会基准站的安装2.会基准站和流动站各参数的设置3.会流动站外业校核及转换参数的求解4.会放样点的输入、管理、维护等5.会放样线的输入、管理、维护等6.会使用RTK进行工程点、线的坐标放样RTK工程施工放样

5 结语

本文研究过程选取工程测量技术专业的学生进行《GPS测量技术》课程标准教学改革试验，使用改革后的课程标准组织教学，能够保证学生掌握国家职业标准关于该课程的技能要求，具有极高的针对性，项目教学最终要达到以一个系统完整的项目带动该课程的全部教学活动。同时对于满足项目化教学的仪器设施的班级配套数，每个学生项目组的学生人数，对于学校实训条件建设同样是一个重要的研究内容。

［1］黄文彬.GPS测量技术［M］.北京：中国测绘出版社，2011.

［2］劳社厅.房产测量员国家职业标准［Z］.［2003］1号文件.6－01－02－06.

［3］劳社厅.大地测量员国家职业标准［Z］.［2006］23号文件.6－01－02－01.

［4］教育部，财政部.关于实施国家示范性高等职业院校建设加快高等职业技术教育改革与发展的意见［Z］.［2006］14 号 ，2006.

［5］陈晓琴.高职课程标准与职业岗位技能标准对接探究［J］.职教论坛，2011（14）：16－18.

［6］韩利伟.基于工学结合的高职课程标准研究［J］.职教论坛，2011（11）：56－58.

［7］王海华.实施高职高专“双证书”教育的几点构想［J］.高教论坛，2003（6）：265－269.

［8］杨礼驱.GPS测量技术应用探讨［J］.中国科技博览，2013（9）：93－94.

［9］赵玉星.GPS测量技术的应用探讨［J］.中国房地产业：理论版，2012（11）：455.

［10］孙大成.高职高专GPS测量技术课程创新设计［J］.广西职业技术学院学报，2012（2）：42－45.

［11］张博.GPS测量技术课程实践方案设计［J］.辽宁高职学报，2010，12（7）：64－66.

［12］周建邦.GPS定位原理与技术［M］.郑州：黄河水利出版社，2005.