中海達(dá)GPS簡明操作手冊

1、中海達(dá)中海達(dá) HD8200BGPS 簡簡 明明 操操 作作 手手 冊冊華北水利水電學(xué)院測繪工程實驗室1第一部分：外業(yè)儀器觀測工作及注意事項第一部分：外業(yè)儀器觀測工作及注意事項 .2一、安置儀器.2二、量測天線高.2三、啟動儀器.5四、觀測.5五、撤站.5六、野外觀測的注意事項.6七、HD8200B 靜態(tài)觀測記錄步驟步驟.6第二部分：接收機數(shù)據(jù)傳輸?shù)诙糠郑航邮諜C數(shù)據(jù)傳輸 .6一、一、啟動接收機數(shù)據(jù)傳輸軟件.6二、接收機系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置.10第三部分：內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及步驟、要求第三部分：內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及步驟、要求 .11一、GPS 基線解算.11二、二、GPS 基線向量網(wǎng)平差.11附附 1 1： HD

2、S2003HDS2003 數(shù)據(jù)處理軟件包各數(shù)據(jù)處理軟件包各功能區(qū)功能區(qū)界面簡介界面簡介 .131、管理區(qū).142、屬性區(qū).143、計算區(qū).172中海達(dá)中海達(dá) HD8200BGPS 簡明操作手冊簡明操作手冊第一部分：外業(yè)儀器觀測工作及注意事項第一部分：外業(yè)儀器觀測工作及注意事項一、安置儀器一、安置儀器首先，在選好的觀測站點上安放三腳架，然后，小心打開儀器箱，取出基座及對中器，將其安放在腳架上，在測點上對中、整平基座。最后，從儀器箱中取出 GPS 天線或內(nèi)置天線的 GPS 接收機，將其安放在對中器上，并將其緊固。在安置儀器時用戶要注意下面的幾點：當(dāng)儀器需安置在三角點覘標(biāo)的基板時，應(yīng)先將覘標(biāo)頂部拆除

3、，以防止對信號的干擾，這時，可將標(biāo)志的中心投影在基板上，作為安置儀器的依據(jù)；基座上的水準(zhǔn)管必須嚴(yán)格居中；如整個控制網(wǎng)在同步觀測過程中使用同樣的 GPS 接收天線，則應(yīng)使天線朝同一個方向，如使用不同的 GPS 接收天線，則應(yīng)使天線的極化方向指向同一方向，如指北。大部分天線用指北方向來表明天線的極化方向。這是由于天線的相位中心與幾何中心不重合，兩者可能有 2-3 毫米之差，如它們不指向同一方向，則會影響 GPS 測量的精度。二、量測天線高二、量測天線高安置好儀器后，用戶應(yīng)在各觀測時段的前后，各量測天線高一次，量至毫米。量測時，由標(biāo)石（或其它標(biāo)志）中心頂端量至天線中規(guī)定量測天線的位置（圖 1） 。

4、h R0 h0 圖 1 量測天線高采用下面公式計算天線高：HhRh2020：為標(biāo)石或其它標(biāo)志中心頂端到天線下沿所量距離；h3：天線半徑；R0：天線相位中心至天線底部量測位置的距離。h0所算即為天線高。兩次量測的結(jié)果之差不應(yīng)超過 3mm，并取其平均值。H其中，、通常由廠家提供，下表列出了一些接收機的這兩個參數(shù)：R0h0表 5-3 （單位：毫米）天線型號R0h0極化方向量測方法HD8200 內(nèi)置單頻天線7858面板方向下沿原盤邊HD8200B 內(nèi)置單頻天線97.520面板方向量到藍(lán)白相間處AT2200(雙頻天線)8910電纜插座方向量到上下蓋接縫應(yīng)當(dāng)說明的是，各種天線高的量測位置不一樣，其量測位置

5、應(yīng)參見其本身的說明，中海達(dá)為各種 GPS 接收機配備的天線有更加簡便的量測方式，在 HDS2003 數(shù)據(jù)處理軟件中可直接設(shè)置天線的斜高，軟件會自動計算，下圖所示為 HD8200B 天線高的量測方法，具體天線高的計算和輸入可以在 HDS2003 數(shù)據(jù)處理軟件中進(jìn)行，如圖 3 天線管理器（點擊HDS2003 數(shù)據(jù)處理軟件包“項目”菜單下的“原始參數(shù)”子菜單，設(shè)置原始參數(shù)） ，亦可在HDS2003 數(shù)據(jù)處理軟件中，在選擇“文件”“導(dǎo)入” ，導(dǎo)入數(shù)據(jù)后，在屬性區(qū)窗口的修改標(biāo)簽中選擇修改測量方法為天線斜高，見圖 4。 h 圖 2 HD8200B天線高的量測方法4圖 3 天線管理器圖 4 屬性窗口中的測量

6、方法的修改天線高記錄手簿天線高記錄手簿 型號：型號： 記錄人：記錄人：天線高NO點號時段開機時關(guān)機時平均值0001025三、啟動儀器三、啟動儀器在啟動儀器時，通常應(yīng)按如下步驟操作：1.打開主機上的開關(guān)，若電源燈為紅色，則表示電量不足，應(yīng)更換電池。HD8200B儀器面板燈的狀態(tài)及其代表的含義：狀態(tài)燈閃黃，電源燈為紅色表明正在跟蹤衛(wèi)星，電壓足夠且穩(wěn)定狀態(tài)燈黃色，電源燈為紅色表明衛(wèi)星已鎖定，并記錄數(shù)據(jù)電源燈閃爍閃爍次數(shù)表明鎖定的衛(wèi)星數(shù)電源燈與狀態(tài)燈同時閃爍電池欠壓，必須盡快更換充足電的電池電源燈為紅色主機向外發(fā)送數(shù)據(jù)，常發(fā)生在數(shù)據(jù)傳輸時數(shù)據(jù)燈、狀態(tài)燈交替閃爍主機在線升級時接收固件信息2、按照相應(yīng)儀器

7、的操作規(guī)程開機觀測，具體步驟請參看產(chǎn)品手冊 。3、保證同步觀測的其它 GPS 接收機也處于觀測狀態(tài)。靜態(tài)差分測量是根據(jù)幾臺接收機共同時間段所接收的數(shù)據(jù)進(jìn)行差分解算，所以幾臺接收機同時觀測必須保證數(shù)據(jù)同步，并且要保證足夠的數(shù)據(jù)。4、觀測的時候，要保證接收機設(shè)置了合適的采樣間隔和高度截止角。注：fGPS 測量是通過地面接收設(shè)備接收衛(wèi)星傳送的信息來確定地面點的三維坐標(biāo)。測量結(jié)果的誤差主要來源于 GPS 衛(wèi)星、衛(wèi)星信號的傳播過程和地面接收設(shè)備。通過選擇有效的衛(wèi)星及其高度角a、可以減少電離層和對流層折射產(chǎn)生的影響；b、可以消除多路徑效應(yīng)；c、可以有效地剔除有干擾的衛(wèi)星。5、記錄觀測站點的點名、天線高、觀

8、測時段及相應(yīng)的觀測文件名。在同一天（GPS 時）內(nèi)，如測站名及時段序號一樣則出現(xiàn)同名。用戶在出測前一定要合理安排好，盡量避免出現(xiàn)重名的情況（如同點名設(shè)置不同的時間段） 。四、觀測四、觀測按照預(yù)定的觀測時間進(jìn)行觀測。注意：在采集時測站不可移動，采集不能中斷，組成基線的兩臺接收機連續(xù)同步采集時間必須符合要求，否則數(shù)據(jù)可能不可靠。如出現(xiàn)意外情況，應(yīng)及時通知其它觀測站點。五、撤站五、撤站結(jié)束采集之前前，用戶必須確認(rèn)觀測站的全部預(yù)定作業(yè)項目均已按規(guī)定完成。這時，退出采集過程，一定要先關(guān)閉主機電源關(guān)閉主機電源，將接收機、基座對點器等附件妥善放回儀器箱內(nèi)。6六、野外觀測的注意事項六、野外觀測的注意事項在野外

9、觀測時，用戶必須注意：1、如果儀器從與室外溫度相差較大的室內(nèi)或汽車內(nèi)取出，必須讓其有一個預(yù)熱的過程，時間大約為 10 分鐘左右。2、儀器如長時間不使用，將可能需要較長時間搜索 GPS 衛(wèi)星(2-3 分鐘)。3、注意不要在靠近接收機的地方使用對講機、手提電話等無線設(shè)備。七、HD8200B 靜態(tài)觀測記錄步驟步驟HD8200B 為一體化靜態(tài)測量 GPS 接收機，只要打開接收機的電源開關(guān)，整個記錄過程就會自動完成。1、 架設(shè) GPS 接收機，整平、對中后，量天線高。2、 打開接收機的電源開關(guān)，等待記錄燈轉(zhuǎn)紅后表示接收機已經(jīng)開始觀測（接收衛(wèi)星信號） 。3、 按遙控器鍵 ON/ESC 開機，顯示屏顯示開機

10、畫面并進(jìn)入主菜單，與打開的接收機連接。4、 遙控器連接上接收機后，自動進(jìn)入主界面，主菜單的右側(cè)分別有信號指示。若連接失敗，則檢查接收機主機是否打開或距離較遠(yuǎn)，按 Enter 鍵重新連接；或按 Esc 鍵，選擇“系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置” ，選中“搜索機號搜索機號”自動搜索接收機的機號，搜索到接收機則會顯示該接收機號，按 Enter 鍵完成；或選擇“系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置” ，選中“接收機機號接收機機號” ，輸入接收機號，按 Enter 鍵確認(rèn)。注意刪除原先機號時須連續(xù)按注意刪除原先機號時須連續(xù)按Esc鍵鍵5次次。以上方法若還不能連接到接收機，則接收機電量顯示處顯示“Link Fail !”,此時可按 Shi

11、ft 鍵重新連接，或關(guān)閉遙控器、關(guān)閉接收機（按 ON/ESC 鍵 2 秒） 。若連接成功，進(jìn)入下面內(nèi)容；5、 選擇接收機“工作方式工作方式”：選擇靜態(tài)，按 Enter 鍵確認(rèn)；6、 選擇主界面的 “采集設(shè)置采集設(shè)置” ，可進(jìn)行采集間隔采集間隔、高度截止角高度截止角、文件名建立文件名建立、天線高天線高設(shè)置等。注意注意：采集過程中不能修改“采集間隔采集間隔” ；文件名須 4 位字母或數(shù)字，時段編號 1 位，刪除原先文件名時須連續(xù)按 Esc 鍵，快速連續(xù)按相同鍵時可在數(shù)字與字母鍵之間切換，輸入新文件名后須按新建新建或或修改修改鍵確認(rèn)，否則無效（可通過選擇主界面的記錄信息記錄信息查看有效的文件名，參見

12、 7） ；小數(shù)點須配合 Shift 鍵 鍵（同時按） 。7、 選擇主界面的“衛(wèi)星狀態(tài)衛(wèi)星狀態(tài)”可查看衛(wèi)星信息、信噪比等；選擇“定位信息定位信息”查看單點定位情況 E、N、H 數(shù)據(jù)與衛(wèi)星的分布精度；選中“記錄信息記錄信息”可以查看接收機的內(nèi)存中采集文件的相關(guān)信息和一些設(shè)置的參數(shù)，也可以查看內(nèi)存的使用情況、采集的時間、有效的文件名。情況情況按 Enter 鍵可切換相關(guān)內(nèi)容。8、 在儀器觀測記錄本上記錄下測站名、天線高、觀測時段等，留待內(nèi)業(yè)處理。9、 測量完畢，關(guān)閉遙控器（按 ON/ESC 鍵 2 秒即可） 、關(guān)閉接收機（按 ON/ESC 鍵 2 秒或選擇“系統(tǒng)設(shè)置系統(tǒng)設(shè)置” ，選中“關(guān)閉接收機關(guān)閉

13、接收機”即可） 。等待電源燈熄滅后，再裝箱撤站。在記錄過程中切不可搬站。第二部分：接收機數(shù)據(jù)傳輸?shù)诙糠郑航邮諜C數(shù)據(jù)傳輸一、一、啟動接收機數(shù)據(jù)傳輸軟件 將接收機主機用通訊電纜連接好電腦的串口 1（COM1）或串口 2（COM2） 。運行主程序 HDS2003 數(shù)據(jù)處理軟件包中的“工具工具”菜單下的“HitMonHitMon 數(shù)據(jù)傳輸數(shù)據(jù)傳輸”或直接運行HitMon.exe 文件。界面如圖 5：7圖 5 a 接收機數(shù)據(jù)傳輸軟件主窗口圖 5 b接收機數(shù)據(jù)傳輸軟件主窗口主界面分為兩個主要的頁面：文件和串口文件和串口。文件頁面主要顯示接收機內(nèi)存空間的文件信息及其內(nèi)存的使用情況，可以進(jìn)行數(shù)據(jù)傳輸?shù)囊恍┕?/p>

14、作。點擊串口，可以將顯示信息切換到串口頁面，該頁面主要顯示串口的反饋信息見（圖 6） 。文件頁面的各項內(nèi)容分別說明如下：文件頁面的各項內(nèi)容分別說明如下：【文件名】輸入測站信息后，根據(jù)點名、時段號和數(shù)據(jù)觀測的日期自動生成。文件名遵循以下的規(guī)律：#$*ZHD，其中#代表點名，$代表年積日（可查看附錄年積日表） ，*代表時段號，可以是字母和數(shù)字?！鹃_始時間】數(shù)據(jù)開始記錄的時間，為年月日時分，如：2003 年 6 月 24 日10:10。開始時間是用戶在數(shù)據(jù)傳輸時的一項重要信息，是用戶識別數(shù)據(jù)的一項參考?！窘Y(jié)束時間】結(jié)束數(shù)據(jù)觀測的時間，只有時分，如 12:15?！疚募笮　吭摐y站觀測文件的大小?！緶y站

15、名】測站的點名，最多可以修改 15 次?！咎炀€高】儀器高度，一般幾臺儀器取同一個基準(zhǔn)。天線高要在野外測量時手工記錄天線高要在野外測量時手工記錄。【其他】顯示其他文件信息。8圖 6串口反饋窗口1.通訊設(shè)置，運行在“連接連接”下選擇“通訊設(shè)置通訊設(shè)置” ，選擇“通訊串口通訊串口”為計算機上連接使用的串口，選擇響應(yīng)的波特率（HD8200 的波特率為 57600，HD8200B,HD8200B,HD8900,HD9900等波特率應(yīng)為 115200115200，某些儀器必須設(shè)為靜態(tài)工作模式才能進(jìn)行連接） ，見圖 7 串口設(shè)置。圖 7 串口設(shè)置2.接收機主機開機后，選擇“連接連接”“連接連接” ，或點擊快

16、捷鍵和按鈕，等待一段時間，即可以顯示接收機內(nèi)存中的所有文件信息和內(nèi)存使用信息。如下圖 8 所示：9圖 8 文件信息該接收機中已存在三個時段的觀測數(shù)據(jù)，其中一個文件已經(jīng)下載，另外兩個時段只輸入測站信息還沒有下載。3.設(shè)置下載文件的存儲目錄在下載文件以前，首先應(yīng)該設(shè)置數(shù)據(jù)的下載路徑。點擊文文件件下的“設(shè)置下載文件的存儲目錄設(shè)置下載文件的存儲目錄”或點擊工具條的按鈕，彈出圖 9 對話框，設(shè)置數(shù)據(jù)存儲目錄。圖 9設(shè)置下載路徑4.輸入測站信息選擇需要輸入觀測信息的文件。對于沒有輸入測站信息的數(shù)據(jù)不可以下載。輸入測站信息時，根據(jù)觀測數(shù)據(jù)的時間段確定觀測數(shù)據(jù)的對應(yīng)關(guān)系。如圖 10 所示，在要下載數(shù)據(jù)上單擊右

17、鍵，選擇“輸入測站信息” 。10圖 10輸入測站信息測站信息包括以下幾個方面：測站名、時段、天線高，用以記錄該測站的相關(guān)信息，測站信息最多可以修改 15 次。圖 11測站信息5.文件下載選擇需要下載的觀測文件，點鼠標(biāo)右鍵，選擇下載（如圖 12） ，數(shù)據(jù)即可保存到設(shè)置的下載路徑。 “其他其他”欄中顯示文件下載的進(jìn)度。圖 12 文件下載菜單二、接收機系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置二、接收機系統(tǒng)參數(shù)的設(shè)置利用接收機做靜態(tài)觀測以前，一般要設(shè)置下面兩個參數(shù)：采樣間隔和衛(wèi)星的高度截止角。為了保證數(shù)據(jù)的同步，同時觀測的幾臺儀器必須保證相同的采集參數(shù)。選擇菜單“工工11具具”“采樣間隔、高度截止角設(shè)置采樣間隔、高度截止角設(shè)置

18、” ，如下圖 13 所示。圖 13高度截止角和采樣間隔設(shè)置第三部分：內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及步驟、要求第三部分：內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理及步驟、要求一、GPS 基線解算 GPS 基線解算的過程基線解算的過程 1. 原始觀測數(shù)據(jù)的讀入。在進(jìn)行基線解算時，首先需要讀?。▽?dǎo)入）原始的 GPS 觀測值數(shù)據(jù)。一般說來，各接收機廠商隨接收機一起提供的數(shù)據(jù)處理軟件都可以直接處理從接收機中傳輸出來的 GPS 原始觀測值數(shù)據(jù)，而由第三方所開發(fā)的數(shù)據(jù)處理軟件則不一定能對各接收機的原始觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，要處理這些數(shù)據(jù)，首先需要進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換。目前，最常用的格式是 RINEX 格式，對于按此種格式存儲的數(shù)據(jù)，大部分的數(shù)據(jù)處理軟件都能直接處理

19、。具體內(nèi)容見第二部分接收機數(shù)據(jù)傳輸。2. 設(shè)定基線解算的控制參數(shù)?；€解算的控制參數(shù)用以確定數(shù)據(jù)處理軟件采用何種處理方法來進(jìn)行基線解算，設(shè)定基線解算的控制參數(shù)是基線解算時的一個非常重要的環(huán)節(jié)，通過控制參數(shù)的設(shè)定，可以實現(xiàn)基線的精化處理?？刂茀?shù)控制參數(shù)在“靜態(tài)基線靜態(tài)基線”“靜態(tài)處理靜態(tài)處理設(shè)置設(shè)置”中進(jìn)行設(shè)置，主要包括“數(shù)據(jù)采樣間隔” 、 “截止角” 、 “參考衛(wèi)星”及其電離層和解算模型的設(shè)置等。3. 外業(yè)輸入數(shù)據(jù)的檢查與修改。在讀入（導(dǎo)入）了 GPS 觀測值數(shù)據(jù)后，就需要對觀測數(shù)據(jù)進(jìn)行必要的檢查，檢查的項目包括：測站名、點號、測站坐標(biāo)、天線高等。對這些項目進(jìn)行檢查的目的，是為了避免外業(yè)操作

20、時的誤操作。4. 基線解算的過程一般是自動進(jìn)行的，無需過多的人工干預(yù)。只是對于觀測質(zhì)量比較差的數(shù)據(jù)，用戶須根據(jù)各種基線處理的輸出信息，進(jìn)行人工干預(yù)，使基線的處理結(jié)果符合工程的要求。5. 基線質(zhì)量的檢驗：基線解算完畢后，基線結(jié)果并不能馬上用于后續(xù)的處理，還必須對基線的質(zhì)量進(jìn)行檢驗，只有質(zhì)量合格的基線才能用于后續(xù)的處理，如果不合格，則需要對基線進(jìn)行重新解算或重新測量?；€的質(zhì)量檢驗需要通過基線的質(zhì)量檢驗需要通過 RATIO、RDOP、RMS、數(shù)、數(shù)據(jù)刪除率、同步環(huán)閉和差、異步環(huán)閉和差和重復(fù)基線較差來進(jìn)行據(jù)刪除率、同步環(huán)閉和差、異步環(huán)閉和差和重復(fù)基線較差來進(jìn)行。6. 結(jié)束二、二、GPS 基線向量網(wǎng)平

21、差GPS 基線解算就是利用 GPS 觀測值，通過數(shù)據(jù)處理，得到測站的坐標(biāo)或測站間的基線向量值。我們在采用 GPS 觀測完整個 GPS 網(wǎng)后，經(jīng)過基線解算可以獲得具有同步觀測數(shù)據(jù)的測站間的基線向量，為了確定 GPS 網(wǎng)中各個點在某一坐標(biāo)系統(tǒng)下的絕對坐標(biāo)，需要提供位置基準(zhǔn)、方位基準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，而 GPS 基線向量只含有在 WGS-84 下的方位基12準(zhǔn)和尺度基準(zhǔn)，而我們布設(shè) GPS 網(wǎng)的主要目的是確定網(wǎng)中各個點在某一特定局部坐標(biāo)系下的坐標(biāo)，這就需要通過在平差時引入該坐標(biāo)系下的起算數(shù)據(jù)來實現(xiàn)。當(dāng)然，GPS 基線向量網(wǎng)的平差，還可以消除 GPS 基線向量觀測值和地面觀測中由于各種類型的誤差而引起的矛盾

22、。根據(jù)平差所進(jìn)行的坐標(biāo)空間，可將 GPS 網(wǎng)平差分為三維平差和二維平差，根據(jù)平差時所采用的觀測值和起算數(shù)據(jù)的數(shù)量和類型，可將平差分為無約束平差、約束平差和聯(lián)合平差等。在使用數(shù)據(jù)處理軟件進(jìn)行 GPS 網(wǎng)平差時，需要按以下幾個步驟來進(jìn)行: 提取基線向量構(gòu)建 GPS 基線向量網(wǎng) 三維無約束平差 三維約束平差 質(zhì)量分析與控制 二維約束平差 水準(zhǔn)擬合 在進(jìn)行網(wǎng)平差設(shè)置網(wǎng)平差設(shè)置之前，應(yīng)檢查坐標(biāo)系的設(shè)置是否正確。通常情況下，國內(nèi)用戶選擇的坐標(biāo)系橢球為北京 54，用戶需要專門設(shè)置中央子午線、x 和 y 方向和加常數(shù)等。坐標(biāo)系的設(shè)置可在項目項目菜單下的項目屬性項目屬性中進(jìn)行。如下圖 14 所示：圖 14坐標(biāo)系管理在網(wǎng)平差結(jié)束網(wǎng)平差結(jié)束后，應(yīng)對網(wǎng)平差結(jié)果進(jìn)行檢驗，網(wǎng)平差的檢驗主