- 数字化测图
- 张博 蒋喆 程小兵主编
- 9字
- 2021-10-22 18:02:17
任务2.1 图根控制测量
2.1.1 野外数据采集设备
数字测图系统的硬件设备主要由野外数据采集设备(包括全站仪和GNSS-RTK等)、内业数据采集设备(包括数字化仪和扫描仪等)、数据处理设备(计算机)和数据输出设备(包括绘图仪和打印机等)组成。本任务主要介绍全野外数字化测图的野外数据采集设备。
2.1.1.1 全站型电子速测仪(全站仪)
随着光电测距和电子计算机技术的发展,20世纪70年代以来,测绘界越来越多地使用一种新型的测量仪器——全站型电子速测仪,简称全站仪,它是一种可以同时进行角度测量(水平角和垂直角)和距离(斜距、平距、高差)测量并由机械、光学、电子组件组合而成的测量仪器。由于在同一测站上能够同时完成角度测量、距离测量和高差测量等工作,故被称为全站仪。开始时,是将电子经纬仪与光电测距仪装置在一起,并可以拆卸,分离成电子经纬仪和测距仪两部分,称为积木式全站仪。后来将光电测距仪的光波发射接收装置系统的光轴和经纬仪的视准轴组合为同轴,成为整体式全站仪,并且配置了电子计算机的中央处理单元、储存单元和输入输出设备,能根据外业观测数据(角度、距离等),实时计算并显示出所需要的测量成果:点与点之间的方位角、平距、高差或点的三维坐标等。通过输入输出设备,可以与计算机交互通信,使测量数据直接进入计算机,进行计算、编辑和绘图。测量作业所需要的已知数据也可以从计算机输入到全站仪。这样,不仅使测量的外业工作高效化、而且可以实现整个测量作业的高度自动化。其主要精度指标是测距精度和测角精度,测距精度分为固定误差和比例误差。如科力达KTS—452L全站仪的标称精度为:测角精度=±2″;测距精度=±(2+2ppm·D)mm,D表示水平距离,单位为km,中华人民共和国国家计量检定规程《全站型电子测速仪》(JJG 100—2003)将全站仪准确度等级分划为四个等级,见表2.1。
表2.1 全站仪准确度等级分划表
1.全站仪的结构
(1)电子测角系统。全站仪的电子测角系统也采用度盘测角,但不是在度盘上进行角度单位的刻线,而是从度盘上取得电信号,再转换成数字。并可将结果储存在微处理器内,根据需要进行显示和换算以实现记录的自动化。全站仪的电子测角系统相当于电子经纬仪,可以测定水平角、竖直角和设置方位角。这种电子经纬仪按取得电信号的方式不同可分为编码度盘测角和光栅度盘测角两种。
(2)光电测距系统。光电测距系统相当于光电测距仪,它是近代光学、电子学等发展的产物,目前主要以激光、红外光和微波为载波进行测距,因为光波和微波均属于电磁波的范畴,故它们又统称为电磁波测距仪。主要测量测站点到目标点的斜距,可归算为平距和高差。由于光电测距具有高精度、自动化、数字化和小型轻便化等特点,所以在工程控制网和各种工程测量中得到了广泛的应用,使得传统的三角网改变为导线网,大大地减轻了测量工作者的劳动强度,加快了工作速度。
(3)微型计算机系统。主要包括中央处理器、储存器和输入输出设备。微型计算机系统使得全站仪能够获得多种测量成果,同时还能够使测量数据与外界计算机进行数据交换、计算、编辑和绘图。中央处理器主要功能是根据输入指令,进行测量数据的运算;储存器由随机储存器和只读存储器等构成,其主要功能是存储数据;输入输出设备包括键盘、显示屏和数据交换接口。键盘主要用于输入操作指令、数据和设置参数,显示屏主要显示仪器当前的工作方式、状态、观测数据和运算结果;接口使全站仪能与磁卡、磁盘、微机交互通信、传输数据。测量时,微型计算机系统根据键盘或程序的指令控制各分系统的测量工作,进行必要的逻辑和数值运算以及数字存储、处理、管理、传输、显示等。
(4)其它辅助设备。全站仪的辅助设备主要有整平装置、对中装置、电源等。整平装置除传统的圆水准器和管水准器外,增加了自动倾斜补偿设备;对中装置有垂球、光学对中器和激光对中器;电源为各部分供电。
2.全站仪的测量原理
(1)全站仪的测角原理。全站仪测角的核心部件是光电度盘,光电度盘一般分为两大类:一类是由一组排列在圆形玻璃上具有相邻的透明区域或不透明区的同心圆上刻得编码所形成编码度盘进行测角;另一类是在度盘表面上一个圆环内刻有许多均匀分布的透明和不透明等宽度间隔的辐射状栅线的光栅度盘进行测角。也有将上述二者结合起来,采用“编码与光栅相结合”的度盘进行测角。
1)编码度盘测角原理。在玻璃圆盘上刻划几个同心圆带,每一个环带表示一位二进制编码,称为码道,编码度盘如图2.1所示。如果再将全圆划成若干扇区,则每个扇形区有几个梯形,如果每个梯形分别以“亮”和“黑”表示“0”和“1”的信号,则该扇形可用几个二进制数表示其角值。
图2.1 编码度盘
图2.2 光栅度盘
2)光栅度盘测角原理。均匀地刻有许多一定间隔细线的直尺或圆盘称为光栅尺或光栅盘。刻在直尺上用于直线测量的为直线光栅,刻在圆盘上的等角距的光栅称为径向光栅(图2.2)。设光栅的栅线(不透光区)宽度为a,缝隙宽度为b,栅距d=a+b,通常a=b,它们都对应一角度值。在光栅度盘的上下对应位置上装上光源、计数器等,使其随照准部相对于光栅度盘转动,可由计数器累计所转动的栅距数,从而求得所转动的角度值。
图2.3 电磁波测距基本原理
电磁波在测线上的往返传播时间t2S,可以直接测定,也可以间接测定。直接测定电磁波传播时间是用一种脉冲波,它是由仪器的发送设备发射出去,被目标反射回来,再由仪器接收器接收,最后由仪器的显示系统显示出脉冲在测线上往返传播的时间t2S或直接显示出测线的斜距,这种测距方式称为脉冲式测距。间接测定电磁波传播时间是采用一种连续调制波,它由仪器发射出去,被反射回来后进入仪器接收器,通过发射信号与返回信号的相位比较,即可测定调制波往返于测线的迟后相位差中小于2π的尾数。用n个不同调制波的测相结果,便可间接推算出传播时间t2S,并计算(或直接显示)出测线的倾斜距离。这种测距方式称为相位式测距。目前这种方式的计时精度达10-10s以上,从而使测距精度提高到1cm左右,可基本满足精密测距的要求。现今用于精密测距的测距仪多属于这种相位式测距。
2)相位式光电测距仪的测距原理。
a.相位式光电测距仪的基本公式。如图2.4(a)所示,测定A、B两点的距离S,将相位式光电测距仪整置于A点(称测站),反射器整置于另一点B(称镜站)。测距仪发射出连续的调制光波,调制波通过测线到达反射器,经反射后被仪器接收器接收,如图2.4(b)所示。调制波在经过往返距离2S后,相位延迟了。我们将A、B两点之间调制光的往程和返程展开在一直线上,用波形示意图将发射波与接收波的相位差表示出来,如图2.4(c)所示。
设调制波的调制频率为f,它的周期T=1/f,相应的调制波长λ=cT=c/f。由图2.4(c)可知,调制波往返于测线传播过程所产生的总相位变化中,包括N个整周变化N×2π和不足一周的相位尾数Δ,即
根据相位和时间t2S的关系式=wt2S,其中w为角频率,则
图2.4 相位式测距原理示意图
将上式代入式(2.1)中,得
由此可以看出,这种测距方法同钢尺量距相类似,用一把长度为λ/2的“尺子”来丈量距离,式中N为整尺段数,而等于ΔL为不足一尺段的余长,则
由于测相器只能测定Δ,而不能测出整周数N,因此使相位式测距公式(2.3)或式(2.4)产生多值解。可借助于若干个调制波的测量结果(ΔN1,ΔN2,…或ΔL1,ΔL2,…)推算出N值,从而计算出待测距离S。
ΔL或ΔN和N的测算方法,有可变频率法和固定频率法。可变频率法是在可变频带的两端取测尺频率f1和f2,使ΔL1或ΔN1和ΔL2或ΔN2等于零,亦即Δ1和Δ2均等于零。这时在往返测线上恰好包括N1个整波长λ1和N2个整波长λ2,同时记录出从f1变至f2时出现的信号强度作周期性变化的次数,即整波数差(N2-N1)。按这种方法设计的测距仪称为可变频率式光电测距仪。
固定频率法是采用两个以上的固定频率为测尺的频率,不同的测尺频率的ΔL或ΔN由仪器的测相器分别测定出来,然后按一定计算方法求得待测距离S。这种测距仪称为固定频率式测距仪。现今的激光测距仪和微波测距仪大多属于固定频率式测距仪。
b.测尺频率方式的选择。如前所述,由于在相位式测距仪中存在N的多值性问题,只有当被测距离S小于测尺长度λ/2时(即整尺段数N=0),才可以根据Δ求得唯一确定的距离值,即
如只用一个测尺频率f1=15MHz时,我们只能测出不足一个测尺长度L1的尾数,若距离S超过L1(10m)的整尺段,就无法知道该距离的确切值,而只能测定不足一整尺的尾数值ΔL1=L1×ΔN1=ΔS。若要测出该距离的确切值,必须再选一把大于距离S的测尺L2,其相应测尺频率f2,测得不足一周的相位差Δ2,求得距离的概略值为
将两把测尺频率的测尺L1和L2测得的距离尾数ΔS和距离的概略值S′组合使用得到该距离的确切值为
综上所述,当待测距离较长时,为了既保证必需的测距精度,又满足测程的要求。在考虑到仪器的测相精度为千分之一情况下,我们可以在测距仪中设置几把不同的测尺频率,即相当于设置了几把长度不同、最小分划值也不相同的“尺子”,用它们同测某段距离,然后将各自所测的结果组合起来,就可得到单一的、精确的距离值。
测尺频率的选择有直接测尺频率方式和间接测尺频率方式。直接测尺频率方式,一般用两个或三个测尺频率,其中一个精测尺频率,用它测定待测距离的尾数部分,保证测距精度。其余的为粗测尺频率,用它测定距离的概值,满足测程要求。由于仪器的测定相位精度通常为千分之一,即测相结果具有三位有效数字,它对测距精度的影响随测尺长度的增大而增大,则精测尺可测量出厘米、分米和米位的数值;粗测尺可测量出米、十米和百米的数值。这两把测尺交替使用,将它们的测量结果组合起来,就可得出待测距离的全长。如果用这两把尺子来测定一段距离,则用10m的精测尺测得5.82m,用1000m的粗测尺测得785m,二者组合起来得出785.82m。这种直接使用各测尺频率的测量结果组合成待测距离的方式,称为“直接测尺频率”的方式。间接测尺频率方式是用差频作为测尺频率进行测距的方式,在测相精度一定的条件下,如要扩大测程,同时又保持测距精度不变,就必须增加测尺频率,见表2.2。
表2.2 测尺频率与测尺长度表
由表2.2看出,各直接测尺频率彼此相差较大。而且测程愈长时,测尺频率相差愈悬殊,此时最高测尺频率和最低测尺频率之间相差达万倍。使得电路中放大器和调制器难以对各种测尺频率具有相同的增益和相移稳定性。于是,有些远程测相位式测距仪改用一组数值上比较接近的测尺频率,利用其差频频率作为间接测尺频率,可得到与直接测尺频率方式同样的效果。
c.测尺频率的确定。测尺频率方式选定之后,就必须解决各测尺长度及测尺频率的确定问题。一般将用于决定仪器测距精度的测尺频率称精测尺频率;而将用于扩展测程的测尺频率称为粗测尺频率。
对于采用直接测尺频率方式的测距仪,精测尺频率的确定,依据测相精度,主要考虑仪器的测程和测量结果的准确衔接,还要使确定的测尺长度便于计算。测尺频率可依式(2.6)确定:
电磁波在真空中的传播速度c0,即光速,是自然界一个重要的物理常数。20世纪以来,许多物理学家和大地测量学家用各种可能的方法,多次进行了光速值的测量。1957年国际大地测量及地球物理联合会同意采用新的光速暂定值,建议在一切精密测量中使用,这个光速暂定值为
由物理学知,光波在大气中传播时的折射率n,取决于所使用的波长和在传播路径上的气象因素(温度t、气压p和水汽压e)。光波折射率随波长而改变的现象称为色散,也就是说,不同波长的单色光,在大气中具有不同的传播速度。
(3)全站仪的补偿器原理。全站仪在架设、精确整平以后,由于受作业条件、地面疏松、各种气象等条件的影响,会使仪器整平失常;也就是仪器的竖轴偏离垂直,存在一定的倾斜,这种竖轴不垂直的误差称为竖轴误差。在测量作业时,竖轴误差经常存在。竖轴倾斜会造成垂直角、水平角的误差,而这些误差通过观测的方法是不能消除的。目前,全站仪大都采用电子式自动倾斜补偿机构,使仪器在倾斜时自动改正因倾斜而引发的角度误差。
1)单轴倾斜补偿器。单轴倾斜补偿器的功能是:仪器竖轴倾斜时能自动改正由于竖轴倾斜对竖盘读数的影响。为了达到同时补偿水平度盘读数,可以用两个单轴补偿器,安装时使它们位置相互垂直。
单轴倾斜补偿器原理如图2.5所示,将线圈绕在封有磁性流体和气泡的水泡管的中央,并接通电源。传感器在水平状态下,气泡距中央、左右两端应相等,检测线圈的电压(即电势)也相等。当向左或向右倾斜时气泡就移动,左右检测线圈产生电势差,根据电势差求得倾斜方向和倾斜角度。
2)双轴倾斜补偿器。双轴倾斜补偿器的功能是:仪器竖轴倾斜时能自动改正由于竖轴倾斜对竖直度盘和水平度盘读数的影响,采用一个补偿器即可以满足对竖盘以及水平盘读数的补偿改正。
双轴倾斜补偿器原理如图2.6所示,从发光二极管发出的光透过透镜,射在气泡上的光被遮掉,在接收基板上装有数只距离相等的接收光敏二极管。当仪器完全整平时,气泡在接收基板的中央;若仪器稍微有一点倾斜时,气泡就相应移动,接收光敏二极管所接收的光能量也就发生变化,通过光能量变化比可以求得倾斜角度。
图2.5 单轴倾斜补偿器
图2.6 双轴倾斜补偿器
3.科力达全站仪的基本测量功能
以科力达KTS—452L全站仪为例介绍全站仪的基本功能,仪器的外观如图2.7所示。仪器的操作键和功能,如图2.8所示。
图2.7 科力达KTS—452L全站仪
图2.8 科力达KTS—452L全站仪操作键
科力达KTS—452L全站仪操作键功能,见表2.3。
表2.3 科力达KTS—452L全站仪操作键功能表
科力达KTS—452L全站仪显示的符号及其含义见表2.4 。
表2.4 显示符号及其含义
(1)角度测量。
1)水平角(右角)和垂直角测量(表2.5)。安置仪器并对中整平后,首先确认仪器处于角度测量模式,按以下程序进行水平角HR(右角)和竖直角V的测量。
表2.5 水平角(右角)和垂直角测量
2)水平角(左角/右角)的切换(表2.6)。
表2.6 水平角(左角/右角)的切换
3)水平角的设置(表2.7)。
表2.7 水平角的设置
注 1.在输入度、分、秒之间按·键来设定角度符号。
2.修改已输入的数据时,BS:删除光标左侧的一个字符;ESC:删除所输入的数据。
3.停止输入操作:ESC。
4)垂直角百分度(%)的设置(表2.8)。
表2.8 垂直角百分度(%)的设置
注 1.坡度显示范围:±100%以内。
2.当垂直角格式设为“水平0°”或者“水平0°±90°”时,“ZA”显示为“VA”。
(2)距离测量。进行距离测量之前设置好以下参数:大气改正;棱镜常数改正;测距模式。
其中大气改正是全站仪所发射的红外光的光速,随着大气温度和压力的改变而改变,本仪器一旦设置了大气改正值,即可自动对测距结果实施大气改正。
改正数公式如下:
若使用的气压单位是mmHg时,按:1hPa=0.75mmHg进行换算。不顾及大气改正时,请将PPM值设为零。KTS系列全站仪标准气象条件(即仪器气象改正值为0时的气象条件)如下:①气压:1013hPa;②温度:20℃。
1)距离测量模式设置的具体见表2.9 。
表2.9 距离测量模式设置
2)关于设置的方法与内容见表2.10。
表2.10 设置方法与内容
注 1.温度输入范围:-40°~+60°(步长1℃)或-40~+140℉(步长1℉)。
2.气压输入范围:560~1066hPa(步长1hPa)或420~799.5mmHg(步长1mmHg)或16.5~31.4inHg(步长0.1inHg)。
3.大气改正数PPM输入范围:-999~+999PPM(步长1PPM)。
4.棱镜常数PC输入范围:-99~+99mm(步长1mm)。
5.反射体类型:KTS460系列全站仪可设置为红色激光测距和不可见光红外测距,可选用的反射体有用棱镜、棱镜及反射片。用户可根据作业需要自行设置。
3)距离类型选择和距离测量的具体步骤见表2.11。
表2.11 距离类型选择和距离测量步骤
续表
图2.9 科力达全站仪坐标测量原理
(3)坐标测量。
1)测站点坐标的设置。如图2.9所示,设置仪器(测站点)相对于坐标原点的坐标,仪器可自动转换和显示未知点在该坐标系中的坐标。
开始坐标测量之前,需要先输入测站坐标、仪器高和目标高。仪器高和目标高可使用卷尺量取。坐标数据可预先输入仪器。测站数据可以记录在所选择的工作文件中。坐标测量也可以在测量模式第3页菜单下,按菜单进入菜单模式后选“1.坐标测量”来进行。具体步骤见表2.12。
表2.12 测站点设置
续表
2)读取预先存入的坐标数据。若希望使用预先存入的坐标数据作为测站点的坐标,可在测站数据输入显示下按取值读取所需的坐标数据。读取的既可以是内存中的已知坐标数据,也可以是所指定工作文件中的坐标数据。注意:这里所说的指定工作文件,并不是在内存模式下所选取的工作文件,而是在设置模式下,“1.观测条件设置”中所指定的读取坐标工作文件。具体步骤见表2.13。
表2.13 读取预先存入的坐标数据
续表
3)方位角设置。后视方位角可通过输入后视坐标或后视方位角度来设置。在输入测站点和后视点的坐标后,可计算或设置到后视点方向的方位角。照准后视点,通过按键操作,仪器便根据测站点和后视点的坐标,自动完成后视方向方位角的设置。
根据后视方位角进行后视定向的步骤见表2.14。
表2.14 目标高(棱镜高)的设置
根据后视点坐标进行后视定向的步骤见表2.15。
表2.15 测量未知点坐标
续表
4)坐标测量。在完成了测站数据的输入和后视方位角的设置后,通过距离和角度测量便可确定目标点的坐标。具体步骤见表2.16。
表2.16 坐标测量步骤
续表
4.拓普康全站仪的基本测量功能
以拓普康GTS—102n全站仪为例介绍其基本功能,仪器的外观如图2.10所示。
图2.10 拓普康GTS—102n全站仪
仪器的操作键如图2.11所示。
图2.11 拓普康GTS—102n全站仪操作键
拓普康GTS—102n全站仪操作键功能见表2.17 。
表2.17 拓普康GTS—102n全站仪操作键功能表
(1)角度测量。
1)水平角(右角)和垂直角测量。安置仪器并对中整平后,首先确认仪器处于角度测量模式,按以下程序进行水平角HR(右角)和竖直角V的测量,水平角(右角)和垂直角测量见表2.18。
表2.18 水平角(右角)和垂直角测量
2)水平角(左角/右角)的切换,见表2.19。
表2.19 水平角(左角/右角)的切换
3)水平角的设置,见表2.20。
表2.20 水平角的设置
4)垂直角百分度(%)的设置,见表2.21。
表2.21 垂直角百分度(%)的设置
(2)距离测量。
1)大气改正数和棱镜常数的设置。当设置大气改正时,通过预先测量温度和气压并输入仪器中可求得改正值。拓普康棱镜常数为0,设置棱镜改正为0,如使用其它厂家生产的棱镜,在使用前应输入相应的棱镜常数。
2)距离测量(连续测量),见表2.22。
表2.22 距离测量(连续测量)
3)距离测量(N次测量或单次测量)。当输入测量次数后,GTS—102n系列就将按设置的次数进行测量,并显示出距离平均值,具体步骤见表2.23。
表2.23 距离测量(N次测量或单次测量)
4)精测、粗测、跟踪模式。精测模式是正常测距模式,最小显示单位为0.2mm或1mm;跟踪模式观测时间比精测模式短,在跟踪目标或放样时很有用处,其最小显示单位为10mm;粗测模式比观测时间比精测模式短,最小显示单位为10mm或1mm,具体步骤见表2.24。
表2.24 精测、粗测、跟踪模式
续表
(3)坐标测量。
1)测站点坐标的设置。如图2.12所示,设置仪器(测站点)相对于坐标原点的坐标,仪器可自动转换和显示未知点在该坐标系中的坐标。
图2.12 拓普康全站仪坐标测量原理
测站点设置,见表2.25。
表2.25 测站点设置
2)仪器高的设置。若需要测量未知点的高程,需要对仪器高度进行测量并设置,见表2.26 。
表2.26 仪器高的设置
3)目标高(棱镜高)的设置。若需要测量未知点的高程,需要对棱镜高度进行测量并设置,见表2.27。
表2.27 目标高(棱镜高)的设置
4)测量未知点坐标。输入仪器高和棱镜高后,可直接测量未知点坐标,见表2.28。
表2.28 测量未知点坐标
2.1.1.2 GNSS-RTK测量系统
1.GNSS-RTK测量系统简介
载波相位差分技术又称RTK(Real Time Kinematics)技术,它是建立在全球定位系统(GNSS)基础之上的实时动态定位技术,常规的GNSS测量方法,如静态、快速静态、动态测量都需要事后进行解算才能获得厘米级的精度,而RTK是能够在野外实时得到厘米级定位精度的测量方法,是GNSS应用的重大里程碑,它的出现为各种控制测量、地形测图、工程放样带来了新曙光,极大地提高了外业作业效率。
图2.13 RTK系统的组成
RTK技术是以载波相位观测值为根据的实时差分GNSS技术,它是GNSS测量技术发展的一个新突破。实时动态定位(RTK)系统由参考站和流动站组成(图2.13),建立无线数据通信是实时动态测量的保证,其原理是取点位精度较高的首级控制点作为基准点,安置一台接收机作为参考站,利用流动站在另外的两个以上的已知点上进行坐标转换以及数据匹配,参考站设备对所有可见的卫星进行连续观测,并将其感测数据,通过无线电传输设备,实时的发送给用户观测站,在用户观测站上,GNSS接收机在接收GNSS卫星信号的同时,通过无线电接收设备,接收参考站传输的观测数据,然后根据相对定位的原理,实时计算并显示用户站的三维坐标以及精度。
RTK技术具有以下优点:
(1)可以实时动态显示达到厘米级精度的测量成果(高程)。
(2)彻底摆脱了由于粗差造成的返工,作业效率高。
每个放样点只需要停留1~2s,若用其进行地形测量,每天可以完成0.8~1.5km的地形图测绘,其精度和效率是常规测量所无法比拟的。
(3)可以进行全地形、全天候的测量。
(4)GNSS-RTK测量技术的应用,将极大地推进数字化地形测量技术的发展,使数字化地形测量实现自动化或半自动化。
2.GNSS-RTK的基本使用(以科力达风云K9为例)
科力达风云K9由两部分组成,即基准站部分和移动站部分。其操作步骤是先启动基准站,后进行移动站操作,最后将所采集的数据传输到计算机上进行解算和处理。
(1)科力达风云K9主机。科力达风云K9接收机如图2.14所示,指示灯和仪器设置如图2.15所示。
指示灯在面板的上方,从左向右依次是“状态指示灯”“数据链灯”“卫星/蓝牙灯(SAT/BT)”“内置电池指示灯”和“电源灯”各灯以及按键代表的含义如图2.16所示。
图2.14 科力达风云K9接收机
图2.15 指示灯和仪器设置
图2.16 指示灯及其含义
各灯以及按键代表的含义:
F——功能键,负责工作模式的切换以及电台、GPRS模式的切换。
STA——在静态模式下表示记录灯;在动态模式下表示数据链模块是否正常运作。
DL——在静态模式下长亮;在动态模式下表示数据链模块是否正常运作。
BT——蓝牙连接。
SAT——卫星数量。
BAT——内置电池:长亮表示供电正常;闪烁表示电量不足。
PWR——外接电源:长亮表示供电正常;闪烁表示电量不足。
O——开关键,开关机以及确认[长按键3~10s关机(三声关机)]。
(2)基准站部分。在基准站架设点上安置脚架,安装上基座,再将基准站主机用连接器安置于基座之上,对中整平(如架在未知点上,则大致整平即可)。基准站架设点可以架在已知点或未知点上,这两种架法都可以使用,但在校正参数时操作步骤有所差异。为了让主机能搜索到多数量卫星和高质量卫星,基准站一般应选在周围视野开阔,避免在截止高度角15°以内有大型建筑物;避免附近有干扰源,如高压线、变压器和发射塔等;不要有大面积水域;为了让基准站差分信号能传播得更远,基准站一般应选在地势较高的位置。具体做操步骤如下:
1)+长按等六个灯都同时闪烁。
2)按键选择本机的工作模式,当BT 灯亮按键确认(图2.17),选择基准站工作模式。
3)等数秒钟后电源灯正常后长按键等STA和DL 灯闪烁放开键(听到第二声响后放手即可),按键SAT、PWR循环闪,当PWR 亮按键确认,如图2.18所示,选择电台传输方式。
图2.17 基准站工作模式选择
图2.18 基准站电台传输方式选择
基准站正常发射后灯的状况如图2.19所示。
图2.19 基准站正常工作状态
图2.20 移动站工作模式选择
(3)移动站部分。
1)+长按等六个灯都同时闪烁。
2)按键选择本机的工作模式,当STA 灯亮按键确认(图2.20),选择移动站工作模式。
3)等数秒钟后电源灯正常后长按键等STA和DL 灯闪烁放开键(听到第二声响后放手即可),按键DL、SAT、PWR循环闪,当DL 指示灯亮按键确认,如图2.21所示,选择电台传输方式。
图2.21 移动站电台传输方式选择
图2.22 移动站电台模式
图2.23 移动站正常工作状态
4)工作过程中按一下键灯的状态如图2.22所示,表示目前是移动站电台模式(3s后自动转入工作状态)。
移动站电台模式灯的状况如图2.23所示。
(4)手簿部分。根据RTK的原理,基准站和流动站直接采集的都为WGS—84坐标,基准站一般以一个WGS—84坐标作为起始值来发射,实时地计算点位误差并由数传电台发射出去,流动站同步接收WGS—84坐标并通过数传电台来接收基准站的实时数据,条件满足后就可达到固定解,流动站就可实时得到高精度的三维坐标,这样就保证了基准站与流动站之间的测量精度。如果要符合到已有的已知点上,需要把WGS—84坐标系统转换到当地坐标系统,求出转换参数。因此,在手簿中需要打开GNSS主机,然后对手簿进行如下设置。
1)“开始”→“设置”→“控制面板”,双击“Bluetooth设备属性”,如图2.24所示。
图2.24 Bluetooth设备属性
2)在蓝牙设备管理器中选择“设置”,选择“启用蓝牙”,如图2.25所示。
3)在蓝牙设备管理器界面选择“蓝牙设备”,打开GNSS主机,单击“扫描设备”后手簿会进行蓝牙搜索,几秒钟(附近蓝牙设备多的话时间会长一点)后,会出现搜索结果,如图2.26所示。
图2.25 启用蓝牙
图2.26 扫描设备
4)根据自己主机的编号单击相应的选项前面的“”,例如单击“H1090830953”数据项前面的“”,会出现几个子菜单选项,单击“串口服务”,进入“连接蓝牙串口服务”界面,如图2.27所示。
图2.27 串口服务
5)进入串口服务界面,有两个选择项:串口前缀(选COM口)和串口号。在串口号后面的选项框中选择端口,单击“确定”,进入串口管理界面,可以看到蓝牙的配置情况(此处可以删除蓝牙的连接,如果连接的选项太多,会占用很多的串口,可以在此处删除),蓝牙配置完成,如图2.28所示。
图2.28 COM口设置
6)连接设置,把工程之星安装到上述手簿中,同时保持主机开机,然后进行如下设置:
a.打开工程之星软件,进入工程之星主界面,如图2.29所示。
图2.29 工程之星主界面
图2.30 端口配置
b.进入“配置”→“端口配置”,在端口后选择框中选择相应的端口,波特率按手簿上的说明输入,单击“确定”。如果连接成功,状态栏中将显示相关数据。然后就可以开始测量或放样工作,如图2.30所示。