高職《GPS測量技術(shù)》課程標(biāo)準改革研究

山 鋒，張本平

（陜西交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院 公路工程系，陜西 西安 710018）

1 GPS技術(shù)在當(dāng)代高職教育的新特點

GPS技術(shù)是在測繪行業(yè)中一項重大的技術(shù)革命，相對于傳統(tǒng)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(biāo)等諸多優(yōu)點。由于GPS技術(shù)的全面發(fā)展，測繪工作的過程和產(chǎn)品，以及國家標(biāo)準都發(fā)生了巨大革新，部分測繪工作已經(jīng)離不開GPS技術(shù)，尤其是高精度的控制測量工作［1］。因此對于高等職業(yè)院校測量專業(yè)學(xué)生，GPS技術(shù)是測量專業(yè)發(fā)展必備的專業(yè)技能，要求學(xué)生掌握相應(yīng)測量理論，更加注重掌握GPS測量技術(shù)在測量項目上的應(yīng)用。

2 國家職業(yè)標(biāo)準對《GPS測量技術(shù)》課程的要求

國家職業(yè)標(biāo)準屬于工作標(biāo)準。國家職業(yè)標(biāo)準是在職業(yè)分類的基礎(chǔ)上，根據(jù)職業(yè)（工種）的活動內(nèi)容，對從業(yè)人員工作能力水平的規(guī)范性要求。它是從業(yè)人員從事職業(yè)活動，接受職業(yè)教育培訓(xùn)和職業(yè)技能鑒定以及用人單位錄用、使用人員的基本依據(jù)。與工程測量專業(yè)相關(guān)國家職業(yè)標(biāo)準有：勞社廳發(fā)［2003］1號文件《房產(chǎn)測量員6－01－02－06》［2］、勞社廳發(fā)［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(yè)標(biāo)準。這些職業(yè)標(biāo)準都對GPS技術(shù)有著不同層次的要求。其中，《大地測量員6－01－02－01》國家職業(yè)標(biāo)準對要求GPS技術(shù)有著非常系統(tǒng)的要求［3］。

3 《GPS測量技術(shù)》課程教學(xué)組織

3.1 傳統(tǒng)教學(xué)組織缺陷

傳統(tǒng)教學(xué)組織是以學(xué)科中的系統(tǒng)知識和理論原理為導(dǎo)向，以知識為目標(biāo)，以教師為主體，以應(yīng)試為基礎(chǔ)，以語言、文字為載體。只考慮給學(xué)生教什么，沒有切身站在學(xué)生的立場上考慮最需要學(xué)什么，更沒有考慮自己的學(xué)生未來能否達到國家設(shè)定的職業(yè)標(biāo)準。高等職業(yè)教育教學(xué)理念早已轉(zhuǎn)化到以職業(yè)活動為導(dǎo)向，突出課程的能力目標(biāo)，以學(xué)生為主體，以素質(zhì)教育為基礎(chǔ)，培養(yǎng)學(xué)生的能力目標(biāo)必須達到國家設(shè)定的職業(yè)標(biāo)準。

3.2 教學(xué)改革研究［4］

在課程教學(xué)組織與教學(xué)內(nèi)容方面，構(gòu)建基于工作過程的課程體系是目前高職教學(xué)教改的突破點，針對工程測量專業(yè)的學(xué)生，結(jié)合國家職業(yè)標(biāo)準，對各知識點組織可行的實訓(xùn)項目，用項目引導(dǎo)教學(xué)，充分調(diào)動學(xué)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(xué)項目與實際工程的連接點，培養(yǎng)學(xué)生的職業(yè)核心競爭力，具體從以下幾個方面著手。

（1）針對本專業(yè)人才培養(yǎng)面向的崗位群，通過對西北地區(qū)測繪行業(yè)企業(yè)調(diào)研，與企業(yè)專家、一線技術(shù)人員對職業(yè)崗位工作過程、工作任務(wù)、內(nèi)容及要求進行交流，由企業(yè)實踐專家、專業(yè)帶頭人、骨干教師組成專業(yè)建設(shè)指導(dǎo)委員會，共同討論，引入測繪行業(yè)、工程建設(shè)行業(yè)的有關(guān)規(guī)范和標(biāo)準，構(gòu)建了基于工作過程的項目化教學(xué)課程體系。

（2）充分利用網(wǎng)絡(luò)資源，計算機網(wǎng)絡(luò)打破時間、空間的限制，通過網(wǎng)上學(xué)習(xí)，同學(xué)們不僅學(xué)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(yè)教育緊密結(jié)合，使學(xué)生在計算機的操作實踐中學(xué)習(xí)、鍛煉。

（3）基于工作過程，項目化教學(xué)，構(gòu)建課程和實訓(xùn)體系。滿足國家職業(yè)標(biāo)準的能力要求，依據(jù)職業(yè)能力的形成過程以及學(xué)習(xí)領(lǐng)域之間工作過程的內(nèi)在聯(lián)系，打破傳統(tǒng)的課程和實訓(xùn)體系，按照基于工作過程設(shè)置課程和實訓(xùn)的思路，構(gòu)建《GPS測量技術(shù)》課程教學(xué)組織和實訓(xùn)體系。

4 《GPS測量技術(shù)》課程標(biāo)準的編制［5］

4.1 課程性質(zhì)

《GPS測量技術(shù)》是工程測量技術(shù)專業(yè)的核心專業(yè)課程之一。通過本課程的教學(xué)，要求學(xué)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(shù)設(shè)計書、制定GPS外業(yè)作業(yè)計劃、數(shù)據(jù)采集、具備使用GPS數(shù)據(jù)處理軟件進行數(shù)據(jù)處理、精度評定、GPS技術(shù)總結(jié)報告編寫以及RTK技術(shù)碎部測量和工程施工放樣等能力。本課程結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)滿足從事工程測量技術(shù)專業(yè)相應(yīng)崗位對該類知識能力的基本要求，達到中級（國家職業(yè)資格四級）大地測量員的業(yè)務(wù)水平，積極為學(xué)生頂崗就業(yè)打好基礎(chǔ)；培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用技術(shù)知識的能力，提高學(xué)生的專業(yè)綜合素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識，并為頂崗實習(xí)打好堅實的基礎(chǔ)。

4.2 課程設(shè)計思路［6］

《GPS測量技術(shù)》是以高職高專工程測量技術(shù)專業(yè)學(xué)生就業(yè)為導(dǎo)向，以職業(yè)能力需求為目標(biāo)，在企（行）業(yè)專家的指導(dǎo)下，對GPS測量技術(shù)中的GPS測量基礎(chǔ)知識、絕對定位和導(dǎo)航、相對靜態(tài)測量、差分定位測量等專門化方向所涵養(yǎng)的崗位進行任務(wù)與職業(yè)能力分析，以實際工作任務(wù)為引導(dǎo)，GPS測量技術(shù)對象中涉及的專業(yè)知識與技能為課程主線，以各專門方向應(yīng)共同具有的崗位職業(yè)能力為依據(jù)，根據(jù)學(xué)生的知識特點，采用教學(xué)和生產(chǎn)相結(jié)合的方式來展現(xiàn)專業(yè)知識和技能，通過絕對定位和導(dǎo)航、相對靜態(tài)測量、差分定位測量等活動項目來組織教學(xué)，倡導(dǎo)學(xué)生在項目活動中學(xué)會GPS測量技術(shù)的基本概念與技術(shù)，培養(yǎng)學(xué)生初步具備專業(yè)生產(chǎn)過程中必需的基本職業(yè)能力。

4.3 課程培養(yǎng)目標(biāo)［7］

本課程立足基本概念和基礎(chǔ)理論知識，通過任務(wù)引領(lǐng)和啟發(fā)性的教學(xué)項目活動，使學(xué)生具備一定的手持GPS定位與導(dǎo)航、經(jīng)典相對靜態(tài)測量、GPS－RTK測量等技能型人才必須的基礎(chǔ)知識及相關(guān)的基本職業(yè)能力，為學(xué)生頂崗就業(yè)打?qū)嵒A(chǔ)；培養(yǎng)學(xué)生應(yīng)用技術(shù)知識的能力，提高學(xué)生的專業(yè)素質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新意識。

4.3.1 能力目標(biāo)

（1）能夠應(yīng)用手持GPS接收機進行絕對定位及導(dǎo)航；

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

（3）能夠根據(jù)實際情況進行GPS控制點的選擇；

（4）能夠應(yīng)用GPS接收機進行靜態(tài)相對定位測量及數(shù)據(jù)處理；

（5）能夠編寫GPS測量技術(shù)設(shè)計書、技術(shù)總結(jié)報告；

（6）能夠應(yīng)用RTK技術(shù)進行點、線的測量以及放樣。

4.3.2 知識目標(biāo)

（1）GPS測量基礎(chǔ)知識：會使用廣播星歷進行衛(wèi)星位置的計算；會根據(jù)偽距觀測量分析GPS衛(wèi)星數(shù)據(jù)質(zhì)量和平差結(jié)果的精度情況；會根據(jù)GPS測量的誤差理論采取相應(yīng)的措施減弱各種誤差的影響；會用GPS測量坐標(biāo)系統(tǒng)知識進行WGS－84坐標(biāo)系統(tǒng)和其他坐標(biāo)系統(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換；

（2）絕對定位和導(dǎo)航：會設(shè)置手持式GPS接收機投影基準參數(shù)、定位數(shù)據(jù)的存儲、編輯、航線數(shù)據(jù)的操作極其導(dǎo)航；

（3）相對靜態(tài)測量：能夠進行四等以上GPS控制網(wǎng)的施測，包括GPS控制測量技術(shù)設(shè)計書的編寫、GPS點的選擇、點之記得繪制、GPS網(wǎng)的優(yōu)化、GPS網(wǎng)測量時作業(yè)模式的設(shè)計和從業(yè)方案的優(yōu)化選擇、GPS接收機野外數(shù)據(jù)采集時各項參數(shù)的設(shè)置，數(shù)據(jù)管理與維護、GPS接收機及配套軟件的使用、坐標(biāo)系統(tǒng)的選擇、基線向量的解算、重復(fù)基線、閉合環(huán)的搜索與精度評定等、GPS網(wǎng)二維約束平差和高程擬合的方法、GPS控制測量技術(shù)總結(jié)報告的編寫等；

（4）動態(tài)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(zhì)目標(biāo)

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

（5）具有良好的心理素質(zhì)；

（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(yè)務(wù)、精益求精的敬業(yè)精神。

4.4 課程內(nèi)容與要求

課程內(nèi)容與要求如表1所示。

表1 課程內(nèi)容與要求

序號 項目 知識內(nèi)容與要求 技能內(nèi)容與要求 項目設(shè)計GPS相對定位原理1.了解靜態(tài)相對定位原理2.理解靜態(tài)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(tài)測量技術(shù)設(shè)計1.會使用《全球定位系統(tǒng)（GPS）測量規(guī)范》、《全球定位系統(tǒng)城市測量技術(shù)遠程》等與GPS測量有關(guān)的行業(yè)標(biāo)準2.理解GPS網(wǎng)圖構(gòu)成的基本專業(yè)術(shù)語的含義3.熟悉GPS網(wǎng)圖構(gòu)成的幾種基本圖形4.能夠進行GPS控制網(wǎng)形的設(shè)計5.會進行GPS網(wǎng)特征條件的計算技術(shù)設(shè)計書的編寫3GPS相對定位GPS相對靜態(tài)測量外業(yè)實施1.了解GPS相對測量作業(yè)模式2.會進行GPS控制點選點、環(huán)視圖的繪制3.會衛(wèi)星星歷預(yù)報、GPS觀測網(wǎng)形設(shè)計、作業(yè)調(diào)度表的編制、外業(yè)數(shù)據(jù)采集時各項參數(shù)設(shè)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(wǎng)形設(shè)計、作業(yè)調(diào)度表編制項目二：衛(wèi)星星歷數(shù)據(jù)數(shù)據(jù)獲取，外業(yè)數(shù)據(jù)采集GPS相對靜態(tài)測量數(shù)據(jù)處理1.會GPS數(shù)據(jù)預(yù)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(tǒng)之間的轉(zhuǎn)換5.能夠?qū)o態(tài)后處理軟件的各項功能進行應(yīng)用6.會GPS數(shù)據(jù)的下載、管理7.會GPS數(shù)據(jù)平差計算項目一：靜態(tài)后處理軟件的操作項目二：GPS數(shù)據(jù)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(qū)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(shù)的設(shè)置3.會流動站外業(yè)校核及轉(zhuǎn)換參數(shù)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(yè)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(shù)的設(shè)置3.會流動站外業(yè)校核及轉(zhuǎn)換參數(shù)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(biāo)放樣RTK工程施工放樣

5 結(jié)語

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

［1］黃文彬.GPS測量技術(shù)［M］.北京：中國測繪出版社，2011.

［2］勞社廳.房產(chǎn)測量員國家職業(yè)標(biāo)準［Z］.［2003］1號文件.6－01－02－06.

［3］勞社廳.大地測量員國家職業(yè)標(biāo)準［Z］.［2006］23號文件.6－01－02－01.

［4］教育部，財政部.關(guān)于實施國家示范性高等職業(yè)院校建設(shè)加快高等職業(yè)技術(shù)教育改革與發(fā)展的意見［Z］.［2006］14 號 ，2006.

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

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

［7］王海華.實施高職高?！半p證書”教育的幾點構(gòu)想［J］.高教論壇，2003（6）：265－269.

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

［9］趙玉星.GPS測量技術(shù)的應(yīng)用探討［J］.中國房地產(chǎn)業(yè)：理論版，2012（11）：455.

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