第二章數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件設備

第二章數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件設備第1頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計算機為核心，在硬件和軟件的支持下，對地形空間數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)采集、輸入、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)輸出、管理的測繪系統(tǒng)。

第2頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月全站型電子速測儀（ElectronicTheometerTotalStation），它由電子經(jīng)緯儀、光電（主要為紅外線）測距、電子微處理器及數(shù)據(jù)自動記錄裝置等部分構(gòu)成。

一、全站儀概述1、游標經(jīng)緯儀：20年代。

2、光學經(jīng)緯儀：40年代。光電、激光測距儀

3、紅外測距儀：70年代

4、電子經(jīng)緯儀+測距儀=電子速測儀器

5、全站型電子速測儀=全站儀

電子經(jīng)緯儀+測距儀+電子記錄第3頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、全站儀與經(jīng)緯儀相比具有以下優(yōu)點:1、測量結(jié)果自動記錄在"電子手簿"中,減少了讀數(shù)的錯誤和記錄的粗差,提高了功效。2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動的改正儀器軸系誤差,提高測量精度;3、距離改正,高差計算和坐標計算在儀器上自動完成,減少了內(nèi)業(yè)計算工作量;4、角度測量中自動掃描整個度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻劃誤差和偏心差。第4頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月

組合式：將電子經(jīng)緯儀、紅外測距儀、微處理器和電子記錄裝置（電子手簿）通過一定的連接器構(gòu)成一個組合體整體式：將電子經(jīng)緯儀、紅外測距和電子微處理器以及儲存設備集于一體。三、全站儀的分類第5頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月SET500南方索佳蔡司徠卡拓普康第6頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月全站型電子速測儀電子經(jīng)緯儀光電測距電子微處理器自動記錄裝置§2.1

、全站儀的結(jié)構(gòu)及其測量原理第7頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月基本功能存儲測量結(jié)果氣象改正儀器誤差改正數(shù)據(jù)處理應用程序數(shù)據(jù)采集施工放樣導線測量偏心觀測懸高測量對邊測量自由設站一、全站儀的基本功能及部件名稱特殊功能自動調(diào)焦免棱鏡測距自動跟蹤第8頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月提手目鏡垂直制動螺旋垂直微動螺旋管水準器顯示窗瞄準器電池鎖緊桿電池儀器中心標志水平制動螺旋水平微動螺旋接口整平腳螺旋望遠鏡調(diào)焦螺旋望遠鏡扶手全站儀的部件名稱第9頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、全站儀的基本結(jié)構(gòu)微處理器顯示器鍵盤數(shù)據(jù)程序存儲器光電測角系統(tǒng)雙軸液體補償裝置自動瞄準與跟蹤I/O總線光電測距系統(tǒng)接口第10頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.光電測量系統(tǒng)包括光電測角系統(tǒng)和光電測距系統(tǒng)；有的還具有無（免）棱鏡激光測距技術。2.雙軸液體補償裝置雙軸液體補償器，以補償豎軸傾斜對觀測角度（水平方向值和豎直角）的影響。雙軸液體補償器補償范圍一般在3′以內(nèi)；有的全站儀還具有視準差、橫軸誤差、指標差等修正功能，以提高單盤位觀測精度；第三軸補償實際上是采用內(nèi)置軟件來改正橫軸誤差及視準軸誤差對水平方向值的影響。第11頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3.自動瞄準與跟蹤系統(tǒng)4.測量計算系統(tǒng)全站儀微處理系統(tǒng)是全站儀的核心部件；控制和處理電子測角、測距的信號；控制各項固定參數(shù)，如溫度、氣壓等信息的輸入、輸出；還由它進行設置觀測誤差的改正、有關數(shù)據(jù)的實時處理；自動記錄數(shù)據(jù)或控制電子手簿等。第12頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電子測角的分類(ClassificationofEAM)光柵度盤測角二進制編碼度盤葛萊碼度盤編碼度盤測角動態(tài)度盤測角三、電子測角原理第13頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2.編碼度盤測角原理用四位二進制表示角值，全圓刻成24=16個扇形

出現(xiàn)粗差的主要原因是相鄰兩個區(qū)域的碼道狀態(tài)同時有幾個發(fā)生變化。第14頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月編碼度盤測角原理第15頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）

光柵(OpticalGrating)光柵的兩個基本參數(shù)線條密度單位毫米長度范圍內(nèi)的線條數(shù)光柵距相鄰線條之間的距離計量光柵線條密度為25~125直線光柵圓光柵光柵

用玻璃、樹脂或金屬制成的表面具

有密集等寬等距線條的光學元件。3.光柵度盤測角原理第16頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月將兩張參數(shù)相同的光柵沿線條方向小角度(

≤10')相重疊所形成的明暗相間的條紋，即莫爾條紋。（2）

莫爾條紋(MoireFringe)

B光柵移動一個光柵距

莫爾條紋就移動一個條紋寬度B

(莫爾條紋明暗變化一周期)第17頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月莫爾條紋的位移放大作用q光柵2光柵1dW由于θ角很小，則：

原理移動量W（紋距）為：W＝d·cotθ第18頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）光柵度盤測角裝置(OpticalGratingCircle)主要裝置具有對光柵信號進行光電計數(shù)功能的光柵讀數(shù)頭。照明光學系統(tǒng)發(fā)光管光電接收管接收光學系統(tǒng)指示光柵光柵度盤第19頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月34(6)把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，實現(xiàn)脈沖計數(shù)角度測量發(fā)光管(1)發(fā)出的光經(jīng)照明光學系統(tǒng)(2)后變成平行光，照亮光柵度盤(3)和指示光柵(4)，形成莫爾條紋。（4）光柵度盤測角原理莫爾條紋經(jīng)接收光學系統(tǒng)(5)后到達光電接收管(6)

1265第20頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月光柵度盤轉(zhuǎn)動方向光電流轉(zhuǎn)動一條光柵指示光柵轉(zhuǎn)動一個光柵距

莫爾條紋在接收管上就移動一個條紋寬度

光電接收管中的電流就變化一周期。光柵度盤測角本質(zhì)上是測定光柵的轉(zhuǎn)動量，稱之為增量式測角。第21頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月4.動態(tài)光柵度盤測角原理

第22頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月(1).粗測粗測只能夠測定角度值中的大數(shù)。式中：—動態(tài)度盤旋轉(zhuǎn)過角度所用的時間；△T—轉(zhuǎn)過所用的時間。(2).精測其中△t可用脈沖填充法精確測定。第23頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月四、光電測距原理ABD測定t方法有①直接測時：脈沖式測距儀②間接測時：相位式測距儀第24頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.脈沖法測距原理

計數(shù)顯示電子門時標脈沖觸發(fā)器脈沖發(fā)射脈沖接收反射器DBA特點：直接測時一類測距儀稱為脈沖式測距儀，該儀器因其精度較低，通常只用于精度較低的遠距離測量、地形測量和炮瞄雷達測距。WildDI3000脈沖紅外測距儀第25頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月●拓普康第二代WinCE智能全站儀——WinCE全站儀

●全新2000米無棱鏡測距技術●GPT-7500提供世界上最長的無棱鏡電子測距(2000m)。2000米的無棱鏡測程確保了可以測量350米范圍內(nèi)的任何目標，甚至可以透過柵欄，樹枝進行測量。采用最安全的一級激光。GPT-7500GPT-7502￥98000

GTS-721，精度1〃，￥71000

拓普康GPT-7500第26頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月設調(diào)制信號為正弦信號，包含2π的整倍數(shù)N2π，和不足2π的尾數(shù)部分ψ，即：單位長，“測尺”，“電子尺”用長度為u的“測尺”去量測距離。2、相位式測距原理公式第27頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月N值解算的一般原理在上式中u=λ/2是已知的，ΔN可測出（測相器只能測定余長uΔN，而不能測出整周數(shù)N）由于測相精度只能達到10-3，所以想要用單一頻率的測量來獲得距離的單值解，則精度和測程就不可能兼顧。要使測距具有高精度和遠測程，相位式測距儀一般采用一組“測尺”共同測距，即用精測頻率測定余長以保證精度，設置多級頻率（粗測頻率）來解算N而保證測程，從而解決“多值性”問題。第28頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月設儀器采用了兩把測尺配合測距，若用兩者測定同一距離，則有：第29頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.2全站儀的操作使用索佳SET500南方NTS660徠卡TS02第二章數(shù)字測圖的硬件系統(tǒng)第30頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.特點：菜單圖形顯示絕對數(shù)碼度盤：開機即可直接進測量。即使中途重置電源，方位角信息也不會丟失。強大的內(nèi)存管理：選用16M內(nèi)存，可存儲測量數(shù)據(jù)或坐標數(shù)據(jù)多達4萬個。望遠鏡鏡頭更輕巧儀器傾斜圖形顯示預裝標準測量程序：除具備常用的基本測量模式(角度測量、距離測量、坐標測量)和特殊測測量程序(懸高測量、偏心測量、對邊測量、距離放樣、坐標放樣、后方交會)之外，還預裝了標準測量程序，為控制測量、地形測量、工程放樣提供極大方便。簡體中文顯示

一、南方全站儀NTS665概述第31頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2.NTS665技術指標NTS-662NTS-663NTS-665距離測量最大距離（良好天氣）單個棱鏡1.8Km1.6Km1.4Km

三個棱鏡2.6Km2.3Km2.0Km數(shù)字顯示

最大：9999999.999m最小1mm

精度

2+2ppm

單位

米m／英尺ft可選測量時間

精測單次3秒，跟蹤１秒角度測量

測角方式

光電增量式

光柵盤直徑（水平、豎直）

79ｍｍ

最小顯示讀數(shù)

1″/5″可選

探測方式

水平盤：對徑垂直盤：對徑精度

2″

3″

5″第32頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月NTS-662NTS-663NTS-665望遠鏡鏡筒長度154ｍｍ物鏡有效孔徑望遠：45ｍｍ，測距：50ｍｍ放大倍率３０×視場角１°３０′最小對焦距離１ｍ分辨率3″最小對焦距離1m自動垂直補償器系統(tǒng)雙軸液體電子傳感補償工作范圍±３′精度１″水準器管水準器30″／2ｍｍ圓水準器8′／2ｍｍ第33頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月NTS-662NTS-663NTS-665光學對中器成像正像放大倍率3×調(diào)焦范圍0.5ｍ～∝視場角5°數(shù)據(jù)傳輸接口ＲＳ－２３２Ｃ機載電池電源可充電鎳－氫電池電壓直流６Ｖ連續(xù)工作時間８小時尺寸及重量外形尺寸200×180×350ｍｍ重量6.0㎏第34頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3.儀器各部件名稱及其功能第35頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月4.顯示屏【角度測量】V：87°56′09″HR：180°44′38″斜距平距坐標置零鎖定P1↓【斜距測量】V：87°56′09″HR：180°44′38″SD：12.345PSM30PPM0(m)F.R斜距平距坐標置零鎖定P1↓第36頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月顯示符號符號含義符號含義V垂直角*電子測距正在進行V％百分度m以米為單位HR水平角（右角）ft以英尺為單位HL水平角（左角）F精測模式HD平距T跟蹤模式（10mm）VD高差R重復測量SD斜距S單次測量N北向坐標NN次測量E東向坐標ppm大氣改正值Z天頂方向坐標psm棱鏡常數(shù)值第37頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月5.操作鍵軟鍵F1-F6電源開關鍵退出鍵回車鍵星鍵

按鍵名稱功能F1～F6軟鍵功能參見所顯示的信息0～9數(shù)字鍵輸入數(shù)字，用于欲置數(shù)值A～/字母鍵輸入字母ESC退出鍵退回到前一個顯示屏或前一個模式★星鍵用于儀器若干常用功能的操作ENT回車鍵數(shù)據(jù)輸入結(jié)束并認可時按此鍵POWER電源鍵控制電源的開/關第38頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、儀器參數(shù)設置1儀器常數(shù)設置2棱鏡常數(shù)的設置3大氣改正的設置改正方式如下：(計算單位：米)PPM=273.8-0.2900×氣壓值（hPa）1+0.00366×溫度值（℃）若使用的氣壓單位是mmHg時，按：1hPa=0.75mmHg進行換算?！げ活櫦按髿飧恼龝r，請將PPM值設為零。·NTS系列全站儀標準氣象條件（即儀器氣象改正值為0時的氣象條件）：氣壓：1013hPa溫度：20℃4大氣折光和地球曲率改正5測量模式精測-粗側(cè)-跟蹤測量-重復測量-單次測量第39頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1安置儀器2打開電源開關三、測量前的準備第40頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3安裝反射棱鏡4垂直角和水平角的傾斜改正5儀器系統(tǒng)誤差的補償

第41頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1角度測量四、測量模式置零設置鎖定左、右角切換2距離測量1)大氣改正的設置PPM2)棱鏡常數(shù)的設置PSM3)測量模式(精測/跟蹤模式/單次/N次測量/連續(xù)測量)4)斜距/平距/高差F：精測模式T：跟蹤模式R：連續(xù)(重復)測量模式S：單次測量模式N：N次測量模式第42頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3坐標測量1設置測站點坐標2設置儀器高/棱鏡高3坐標測量的操作①設置測站坐標和儀器高/棱鏡高。②設置已知點的方向角。③照準目標點。④按[F3](坐標)鍵。⑤顯示測量結(jié)果。四、測量模式ABP第43頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1坐標測量五、應用模式（應用測量程序部分）

三維坐標測量(CD)

第44頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2懸高測量(RE)五、應用模式（應用測量程序部分）第45頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3對邊測量五、應用模式（應用測量程序部分）第46頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月五、應用模式（應用測量程序部分）4后方交會ABCP第47頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月5放樣測量五、應用模式（應用測量程序部分）

距離放樣(SD)坐標放樣測量(SC)

第48頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月顯示文件存儲狀態(tài)文件的保護文件的刪除文件的更名內(nèi)存的格式化CONFIG.SYS系統(tǒng)文件DEFAULT.LYR編碼層文件DEFAULT.LIB編碼庫文件FIXED.PTS固定點數(shù)據(jù)文件*******.RAW原始數(shù)據(jù)文件*******.PTS坐標數(shù)據(jù)文件*******.HAL水平定線數(shù)據(jù)文件*******.VCL垂直定線數(shù)據(jù)文件*******.XDE橫斷面數(shù)據(jù)文件*******.STK填挖數(shù)據(jù)文件*******.PTL放樣數(shù)據(jù)文件六、存儲管理模式第49頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月七、數(shù)據(jù)通信模式第50頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月菜單可選項目內(nèi)容1.角度單位度/哥恩/密位選擇測角單位，分別為度(360°制)哥恩(400Gon制)或密位(6400Mil制)2.傾斜補償關/單軸/雙軸選擇傾斜傳感器補償模式，分別為關(關閉)，僅豎角(單軸)補償或豎角和水平角(雙軸)補償。3.折光改正關/0.14/0.20設置大氣折光和地球曲率改正，可選擇的折光系數(shù)有：關(不加改正)，K=0.14或K=0.204．氣壓單位mmHg/inHg/hpa選擇大氣改正中的氣壓單位。5.日期格式m/d/y,d/m/yy/m/d選擇日期顯示格式。日/月/年，月/日/年，年/月/日6.燈光關/開背景燈光的開或關。注意：返回模式的開或關優(yōu)先于此項設置。7.信號蜂鳴關/開定義在設置音響模式下是否發(fā)蜂鳴聲，OFF或ON。8.V角讀數(shù)天頂距/垂直角選擇垂直角讀數(shù)零位為天頂方向或水平方向。9.H角零檢關/記憶開若選擇(記憶開),則在儀器關機后仍可保存預置的角值。注：此項參數(shù)改動后，必須關機一次方可生效。10.坐標記憶關/開選擇關機后是否要存儲測站點坐標。1測量與顯示參數(shù)八、參數(shù)設置模式第51頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月11.距離單位米/英尺選擇測距單位，米或英尺。12.英尺類型美制/國際選擇英尺的類型。美式英尺：1m=3.280833333333333ft國際英尺：1m=3.280839895013123ft13．R/L開關關/開選擇角度測量模式下利用軟鍵變換右角/左角是否有效。關：可以變換開；禁止變換14．m/ft開關關/開禁止距離單位米或英尺的變換。關：可以變換開：禁止變換15．坐標順序NEZ/ENZ設置坐標測量顯示坐標的順序NEZ或ENZ。16．溫度單位℃/℉選擇大氣改正中的溫度單位。17.最小讀數(shù)關/開選擇最小角度讀數(shù)開或關。[開：1″或關：5″]18.自動關機關/開(30)選擇是否使用自動關機功能。關：不使用開：30分鐘(用數(shù)字鍵輸入)19．氣壓單位mmHg/inHg/hpa選擇大氣改正中的氣壓單位。20.EDM等待關/開(10)選擇距離測量結(jié)束后，到切斷測距(EDM)的時間間隔。關：測距后不會切斷開：測距后10分鐘后才切斷第52頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2數(shù)據(jù)通訊參數(shù)菜單可選項目內(nèi)容1.波特率1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600選擇波特率。2.校驗位無/奇/偶選擇奇偶檢驗位。3.數(shù)據(jù)位7/8選擇數(shù)據(jù)長度，7位或8位。4.停止位1/2選擇停止位。5.回答方式無/有設置儀器與外部設備進行數(shù)據(jù)通訊時的握手協(xié)議中外部設備是否可省略去控制數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送的控制字符[ACK]。無：可省去[ACK]有：不可省去(標準協(xié)議)八、參數(shù)設置模式第53頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月九、全站儀的使用注意事項l全站儀的測量功能(1)電子測距為儀器中心至棱鏡中心的傾斜距離。精確測距時需加儀器加常數(shù)及氣象改正。(2)電子測角(水平角、垂直角)：儀器便顯示水平方向值或天頂距。(3)電子補償器。(4)微處理機同時可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及雙向通訊。2全站儀的原始觀測數(shù)據(jù)只有傾斜距離(斜距)；水平方向值、天頂距.3全站儀測量時無需進行度盤配置4全站儀的正、倒鏡觀測:等級測量中仍需要正、倒鏡觀測，同樣需要作記錄、檢核。5全站儀的左、右角觀測:電子度盤的刻度可根據(jù)需要設置左、右角觀測(一般為右角)。6全站儀的放樣功能:望遠鏡的水平方向和垂直方向不同補償改正數(shù)的大小也不同。7當測站點有振動、風大、低精度觀測時，應關閉儀器的補償功能。8電子氣泡的居中必須以長水準氣泡的檢驗校正為準。9全站儀的坐標顯示有兩種設置方式，N、E、Z和E、N、Z。10全站儀的存儲器分為內(nèi)部和外部兩種。11全站儀的電池(1)電池一定要在儀器對中整平前裝好，關機后再取出，以免丟失數(shù)據(jù)；(2)電源應在對中整平后打開、搬動儀器前關閉。因為全站儀的自動補償器在傾斜狀態(tài)耗電量特別大：(3)距離測量的耗電量遠遠大于角度測量，測量過程中應盡量減少測距次數(shù)。特別在程序測量功能下，顯示測量數(shù)據(jù)后應立即按停止，否則測距一直在進行；(4)電池容量不足應及時停止測量工作；長期不用應每月充電一次(5)儀器長期不用應至少三個月通電檢測一次，防止電子元器件受潮。第54頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗1全站儀的基本操作一、實驗目的1.全面熟悉全站儀各部件的功能及使用；2.掌握全站儀角度距離及三位坐標測量的方法。二、實驗內(nèi)容1.熟悉全站儀各部件的功能及使用；2.使用全站儀的使用和參數(shù)設置；3.使用全站儀進行角度、距離和坐標測量。三、主要儀器設備全站儀;棱鏡;三腳架;小鋼尺四、實驗步驟1.角度測量2.距離測量3.坐標測量（測站設置、觀測）五、實驗分析第55頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章數(shù)字測圖硬件設備2.3RTK-GPS系統(tǒng)簡介第56頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第一部分GPS定位原理及應用簡介第57頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月一、GPS的定義及歷史1．定義

全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioningSystem）,是一種可以授時和測距的空間交會定點的導航系統(tǒng),可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。

GPS定位原理及應用簡介第58頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2．GPS的產(chǎn)生與發(fā)展——由TRANSIT到GPS

1957年10月第一顆人造地球衛(wèi)星上天，電子導航應運而生利用多普勒頻移原理1964年建成子午衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)(TRANSIT)。美國從1973年開始籌建全球定位系統(tǒng)，1994年投入使用。經(jīng)歷20年，耗資300億美元，是繼阿波羅登月計劃和航天飛機計劃之后的第三項龐大空間計劃。

GPS定位原理及應用簡介第59頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、GPS的組成

GPS定位系統(tǒng)由GPS衛(wèi)星空間部分、地面控制部分和用戶GPS接收機三部分組成。GPS定位原理及應用簡介第60頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1、空間部分

由21顆工作衛(wèi)星

和3顆備用衛(wèi)星。

GPS衛(wèi)星圖片1目前，GPS星座已真正實現(xiàn)全球覆蓋，不再有盲區(qū)，全天24小時任何時間都能精密定位。GPS定位原理及應用簡介第61頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月GPS衛(wèi)星圖片2GPS定位原理及應用簡介第62頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2、地面控制部分。Coloradosprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1個主控站:Coloradosprings(科羅拉多.斯平士)。3個注入站:Ascencion(阿森松群島)、DiegoGarcia(迭哥伽西亞)、kwajalein(卡瓦加蘭)。5個監(jiān)控站：以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。GPS定位原理及應用簡介第63頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3、用戶接收機部分GPS接收機的基本類型分導航型和大地型。大地型接收機又分單頻型和雙頻型。GPS定位原理及應用簡介第64頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月圖片：導航型GPS機手持型GPS機GPS定位原理及應用簡介第65頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月圖片：大地型GPS接收機單頻機雙頻機GPS定位原理及應用簡介第66頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月三、GPS定位方法分類

（1）絕對/單點定位(pointpositioning)——確定觀測點在WGS-84系中的坐標，即絕對位置。（2）相對定位(relativepositioning)——確定確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號的若干臺接收機之間的相對位置（坐標差）的定位方法。

GPS定位原理及應用簡介第67頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月四、相對于經(jīng)典的測量技術來說，這一新技術的主要特點如下：●全球地面覆蓋?！?/p>

功能多，精度高。●實時定位。●

應用廣泛。●觀測站之間無需通視。●定位精度高。●觀測時間短。●操作簡便。●

GPS測量的自動化程度很高●全天侯作業(yè)。GPS定位原理及應用簡介第68頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月北斗1代衛(wèi)星導航系統(tǒng)組成圖我國——北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)69GPS定位原理及應用簡介第69頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)與GPS、GLONASS、Galileo等國外的衛(wèi)星導航系統(tǒng)相比，BD–1有自己的優(yōu)點。如投資少，組建快；具有通信功能；捕獲信號快等。但也存在著明顯的不足和差距，如用戶隱蔽性差；無測高和測速功能；用戶數(shù)量受限制；用戶的設備體積大、重量重、能耗大等。定位精度：北斗導航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度日前約20ns。中央已決定研制組建第二代北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)（BD–2）2023年9月15日70GPS定位原理及應用簡介第70頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第二部分RTKGPS定位技術第71頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1．RTK(real-timekinematic)工作原理與動態(tài)相對定位方法相比，定位模式相同，僅要在基準站和流動站間增加一套數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)各點坐標的實時計算、實時輸出。RTKGPS測量系統(tǒng)。在測圖時，僅需一人背著儀器，手持帶對中桿的接收機天線，在待測地物地貌碎部點上觀測2、3秒鐘，就可得到精度為1～2cm的平面坐標。RTK用途：適用于精度要求不高的施工放樣及碎部測量。作業(yè)范圍：目前一般為10km左右。精度：可達到（10mm+1ppm）

RTKGPS定位技術第72頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月實時相對定位(RTK)示意

T2T1RTKGPS定位技術第73頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月載波相位差分分為兩類：修正法和差分法。修正法是將基準站將載波相位修正量通過數(shù)據(jù)鏈通訊發(fā)送給流動站，流動站以其改正本站的載波相位觀測值，然后求解流動站的坐標。差分法是將基準站采集的載波相位觀測值通過數(shù)據(jù)鏈通訊完整地發(fā)送給流動站，流動站的工作手簿（亦稱控制器）將其和自己同步得到的載波相位觀測值求差，并對相位差分觀測值進行實時處理，求得流動站的坐標。RTKGPS定位技術第74頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTKGPS定位技術第75頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTK測量系統(tǒng)主要包括三部分：-----GPS接收設備；-----數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；-----軟件系統(tǒng)。

2實時動態(tài)（RTK）測量系統(tǒng)的設備配置RTKGPS定位技術第76頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTK工作手簿（控制器）是GPS實時數(shù)據(jù)處理關鍵設備。參數(shù)設置、基線解算、坐標計算、坐標轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)記錄等都在工作手簿進行。數(shù)據(jù)鏈通訊分為電臺通訊模式和網(wǎng)絡通訊模式。華測X90RTK的工作手簿。RTKGPS定位技術第77頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月近幾年一些大城市開始建立網(wǎng)絡RTKGPS系統(tǒng)，即連續(xù)運行參考站（ContinuouslyOperatingReferenceStations，CORS）。CORS由若干個連續(xù)運行的基準站、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)發(fā)布中心和用戶流動站組成?；竟ぷ髟硎牵涸谝粋€市區(qū)（較大的區(qū)域）均勻地布設多個連續(xù)運行的參考站，根據(jù)各參考站長期跟蹤的觀測結(jié)果，反演出區(qū)域內(nèi)GPS定位的一些主要誤差模型，如電離層、對流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型；系統(tǒng)運行時，將這些誤差從參考站的的觀測值中減去，形成所謂的“無誤差”的觀測值，再利用無誤差的觀測值與用戶流動站的觀測值有效的組合，在流動站附近（幾米到幾十米）建立起一個虛擬參考站；將流動站和虛擬參考站進行載波相位差分改正，就實現(xiàn)了RTK定位。RTKGPS定位技術第78頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTKGPS定位技術第79頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章數(shù)字測圖硬件設備2.4數(shù)字化儀與掃描儀第80頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字化板一般厚約2cm，其塑料表面平整光滑，表面下的平板之中嵌入了一組互相垂直規(guī)則的柵格狀導線(即x，y導線柵格陣列)。圖形操作定標器(簡稱定標器)是一種團形輸入裝置。控制機構(gòu)起到由點信號到數(shù)字變換的樞紐作用。2.4數(shù)字化儀與掃描儀一、圖形數(shù)字化儀數(shù)字化儀由數(shù)字化板、定標器及控制電路組成。第81頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月主要技術指標：分辨率、精確度和幅面大小。

分辨率：是能分開相鄰兩點的最小間距，通常為±0.01mm~±0.05mm，即500線/mm~500線/mm。

精確度：指量測坐標值與原圖坐標值的符合精度，一般為±0.025mm~±0.20mm；

有效工作幅面：最小為280mm×280mm，最大可達1000mm×1200mm。圖紙的幅面由A4~A0。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第82頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月使用方法配置數(shù)字化儀。在數(shù)字化板的有效區(qū)域的右邊貼一個操作菜單，并在使用前標定操作菜單。將原圖放用透明膠帶固緊打開電源開關。圖紙定向。點狀符號、線狀符號和面狀符號數(shù)字化；曲線段數(shù)字化。地形特征碼通常通過定標器點取操作菜單輸入。手扶跟蹤數(shù)字化得到的數(shù)據(jù)是矢量數(shù)據(jù)。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第83頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月圖形數(shù)字化儀的缺點幾何精度低數(shù)字化速度慢作業(yè)勞動強度大，易疲勞2.4數(shù)字化儀與掃描儀第84頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二.掃描儀掃描儀的功能是把實在的圖像劃分成成千上萬個點，變成一個點陣圖，然后給每個點編碼，得到它們的灰度值或者色彩編碼值。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第85頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）.光電感應式掃描儀工作原理光電感應式掃描儀是以前最常用的掃描儀，主要由三部分組成：滾筒、傳感器和X滑軌。傳感器是由一個照明器和一個光電轉(zhuǎn)換器組成，光電管把光的強度轉(zhuǎn)換成電流的強度，而電流的強度可由數(shù)值表示，并輸入計算機。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第86頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）.CCD陣列式掃描儀工作原理CCD傳感器又叫電荷耦合器，它是一種特殊的半導體材料，由大量獨立的感光二極管組成，一般按照矩陣形式排列CCD陣列式掃描儀主要有驅(qū)動滾筒、激光源和傳感器陣列組成。

基本工作原理：用激光源經(jīng)過光學系統(tǒng)照射原稿，使掃描線區(qū)被照亮，同時反射光反射到CCD陣列，CCD陣列將每一個像素的反射光進行數(shù)字化，使其成為8bit的灰度值。

2.4數(shù)字化儀與掃描儀第87頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月(三）.掃描儀的性能指標掃描儀的性能指標有很多，主要有以下幾個方面。1.分辨率

掃描儀的分辯率用每英寸像元點數(shù)表示。通常以dpi（dotperinch,每英寸的像元點數(shù)，1英寸≈2.54cm）為單位表示。2.4數(shù)字化儀與掃描儀2.數(shù)據(jù)類型掃描所能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型常見的有四種：①黑/白二值圖形文字線條數(shù)據(jù)（B/WLineArt，簡稱黑白二值數(shù)據(jù)）。②黑/白灰度數(shù)據(jù)（B/WGrayscale）。最常見的黑白灰度影像有256個灰度等級。第88頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月③彩色圖形文字線條數(shù)據(jù)（ColorLineArt，簡稱彩色數(shù)據(jù)）。以256種顏色來表現(xiàn)圖像的顏色和亮度，其彩色數(shù)據(jù)由紅、綠、藍三色所組成。④真彩色數(shù)據(jù)（TrueColor）。每個像元的真彩色數(shù)據(jù)的紅、綠、藍三色也有256個亮度等級。3.掃描速度一般而言，以300dpi的分辨率掃描一幅A4幅面的黑白二值圖像，時間應少于10s。4.掃描區(qū)域與掃描儀幅面目前工程掃描儀，主要有A0（841mm×1189mm）或A1(594mm