測量學資料：1200實用操作手冊

PAGE1200實用操作手冊徠卡GPS中心莊乾錄GPS理論知識（1）GPS系統(tǒng)的相關(guān)理論（2）實際測量中的理論應用徠卡1200GPS儀器介紹（1）1200GPS系統(tǒng)的優(yōu)勢（2）1200GPS系統(tǒng)的組成儀器的基本界面的介紹儀器的常用參數(shù)配置靜態(tài)作業(yè)野外流程參考站作業(yè)流程流動站測量流程程序介紹（1）坐標轉(zhuǎn)換流程（2）流動站放樣流程（3）道路放樣程序（4）參考線放樣程序（5）COGO功能介紹儀器使用的注意事項和問題解決儀器使用中的注意事項常見問題解決方案LGO軟件功能的介紹RTK數(shù)據(jù)導出流程靜態(tài)數(shù)據(jù)處理流程數(shù)據(jù)，坐標系統(tǒng)的上裝和下載1200模擬器的使用技巧GPS測量相關(guān)理論GPS系統(tǒng)的相關(guān)理論隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，在測量領(lǐng)域中GPS發(fā)揮著越來越重要的作用，GPS的應用領(lǐng)域也更加廣泛。在這里我們簡單介紹GPS的相關(guān)理論。GPS是全球定位系統(tǒng)的簡稱，是美國為了滿足于自己在全球軍事戰(zhàn)略的需求，在70年代發(fā)展的適用于全球的定位技術(shù)。到90年代，這一技術(shù)在民用的測量中也發(fā)揮了顯著的作用。整個GPS系統(tǒng)由3個部分組成：空間運行的衛(wèi)星；地面的監(jiān)控部分；用戶使用的GPS接收機。衛(wèi)星：空間的衛(wèi)星設計和運行是有一定壽命的，所以衛(wèi)星的數(shù)量在不同時期是變化的，目前大約有29顆衛(wèi)星在正常運行。衛(wèi)星的設計壽命大約為7.5年，平均分布在六個軌道面上，每個軌道面與赤道的夾角是55度，這樣的設計保證了在任何時刻任何位置能接收到4顆以上的衛(wèi)星來滿足定位的需求。衛(wèi)星的繞地運行周期為11小時58分，這樣使的我們每天能夠提前4分鐘觀測到相同的衛(wèi)星（每月提前2個小時）。地面監(jiān)控部分：能夠不斷的接收衛(wèi)星的各種信息，并根據(jù)衛(wèi)星的信息來判斷衛(wèi)星的運行情況，通過注入站來對衛(wèi)星的進行調(diào)整，保證衛(wèi)星正常的運行軌跡。地面用戶的儀器：現(xiàn)在使用的測量型主要有，單頻機，雙頻以及雙頻RTK的接收。單頻GPS只能接收和處理衛(wèi)星發(fā)來的L1上的信號，雙頻接收機能接收和處理L1和L2上的信號。RTK是只GPS接收機在配備了數(shù)據(jù)鏈之后，能實時的解算出相對的數(shù)據(jù)，達到了實時定位的目的。另外還有導航型GPS是使用單機定位的原理，精度在幾米到幾十米不等。由上，我們可以了解到衛(wèi)星定位使用的是空間數(shù)據(jù)，為了滿足定位需求，需要一個以地心為原點的三維坐標系統(tǒng)。在1984年得出了一個最適用于全球的坐標系統(tǒng)WGS84。這一系統(tǒng)是GPS定位的基準，GPS測量所得出的最原始的坐標都是WGS84的坐標。我們在測量中是通過各點的WGS84的相對位置關(guān)系來推算出實際作業(yè)中各點的平面坐標位置。所以GPS的測量中存在了坐標的轉(zhuǎn)換（在靜態(tài)數(shù)據(jù)解算中有的軟件稱約束平差）。最終提供的成果是與已知點成果相一致的平面格網(wǎng)坐標系統(tǒng)（東，北，高）。（有關(guān)GPS的測量原理請參閱相關(guān)書籍）（2）GPS實際測量應用在野外進行測量時，靜態(tài)的測量相對簡單，只要將數(shù)據(jù)采集回去，在軟件里進行處理。所以這里我們主要介紹RTK的作業(yè)中的幾種情況；A：在測量之前，我們有甲方提供控制點的WGS84坐標（一定要無約束平差的）和對應的地方坐標（一般為北京54坐標）。這樣，我在外業(yè)測量時只需要在參考站上輸入WGS84坐標，并輸入對應的天線高。流動站上通過已知的WGS84坐標和對應的北京54坐標來計算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)后，直接進行測量或放樣。在這種情況下，參考站可以架設在整個控制網(wǎng)中的任何一個有已知WGS84坐標的控制點上，流動站使用相同的轉(zhuǎn)換參數(shù)。測量的結(jié)果是相同的。（要求用于轉(zhuǎn)換的控制點能包含整個作業(yè)區(qū)，盡量不要外推）B：在測量之前，我們只有甲方提供控制點的地方坐標（一般為北京54坐標）。這樣我可以將參考站架設在其中的一個控制點上，在儀器中求出該點的WGS84坐標，然后用流動站去測量幾個（最好是3個以上）控制點的WGS84坐標。（控制點能包含整個區(qū)域）并將對應的地方坐標輸入到接收機中，進行計算坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。然后流動站可以直接進行測量放樣。這種作業(yè)時，在整個區(qū)域只需在參考站上求一次WGS84坐標值，以后再架在該點時，直接調(diào)用上次存儲的WGS84坐標；架在其他的點上時，必需要有點的WGS84坐標，可以是通過流動站測出后再架，或已知地方坐標和轉(zhuǎn)換參數(shù)求出的，這樣就直接輸入到參考站的儀器中。輸入天線高開始工作。C：若該區(qū)域不能提供任何控制點的坐標，可以假設一個點的坐標，用一步法求出這個獨立坐標系的參數(shù)，建立一個獨立坐標系。（在去測量幾個控制點時，可以用幾個流動站測量不同的點，并將WGS84的坐標分別輸入到其他的接收機內(nèi)，分別進行坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)計算，其結(jié)果和在一臺接收機內(nèi)計算的結(jié)果和通過PC卡傳輸?shù)慕Y(jié)果是一致的）測量時可以先將要測量的點的WGS84坐標采集回去，在提交最終成果之前，將坐標轉(zhuǎn)換好再提交。這樣可以在測量過程順帶測量控制點，可以節(jié)約時間。有關(guān)坐標轉(zhuǎn)換的計算中，通過幾個點的相互對應的WGS84坐標和地方坐標，來計算出轉(zhuǎn)換參數(shù)（坐標系統(tǒng)）。相反，也可以通過由WGS84坐標，通過轉(zhuǎn)換參數(shù)可以求出地方坐標；另外已知地方坐標和轉(zhuǎn)換參數(shù)，也可以求出點的WGS84的坐標。即WGS84；轉(zhuǎn)換參數(shù)（坐標系統(tǒng)）；地方坐標三者只需要知道其中兩個就可以求出另外一個。轉(zhuǎn)換參數(shù)（坐標系統(tǒng)）有它對應的區(qū)域，這取決于參與轉(zhuǎn)換的點分布的位置和圖形以及轉(zhuǎn)換的方法。徠卡的儀器和軟件里提供3種方法。經(jīng)典法：優(yōu)點適用于大的區(qū)域，可以進行部分外推，精度均勻可靠，是最嚴密的轉(zhuǎn)換方法，求出標準的7參數(shù)。缺點對點的數(shù)量要求，最好要3個點以上，而且需要平面和高程都有（少于3個點也能做，但一個點只能求3參數(shù)，少于3個點不能求出7參數(shù)），另外需要相關(guān)的橢球和投影信息。一步法：優(yōu)點是一種簡單的強制擬和的方法，對點的數(shù)量要求不高，可以平面和高程分開處理，其高程誤差不影響平面。不需要相關(guān)的投影和橢球信息。適用于小區(qū)域以及獨立坐標系統(tǒng)，在小的區(qū)域幾個點轉(zhuǎn)換的精度甚至優(yōu)于經(jīng)典發(fā)結(jié)果。缺點只適用于小的區(qū)域，不能進行外推，在外推時精度損失很快。兩步法：優(yōu)點是界于一步法和經(jīng)典法的一種過度，具有兩者的優(yōu)點。可以適用于大的區(qū)域，對點的數(shù)量和點的平面及高程可以分開提供。在轉(zhuǎn)換時，平面和高程互不影響。而且精度均勻可靠。缺點需要預轉(zhuǎn)換，即在進行兩步法轉(zhuǎn)換時，需要一個參數(shù)作為預轉(zhuǎn)換。也需要橢球和投影的有關(guān)信息。以上提到的參考站的架設和在參考站中求出WGS84坐標見參考站架設流程；如何在流動站和參考站上輸入點的坐標見點的管理；具體的轉(zhuǎn)換和方法見坐標轉(zhuǎn)換。測量見流動站作業(yè)。徠卡1200GPS儀器介紹徠卡1200系列GPS最為目前最新的GPS接收機之一，具備了全新的界面和最強的使用功能。顯著的優(yōu)點有以下幾條：儀器的配置齊全靈活，全套設備即能滿足靜態(tài)測量又能滿足于動態(tài)測量，而且在不同工作時用不同的配置，保證了儀器使用的方便高效。儀器的物理性能好。機身采用鎂合金的材料即保證了儀器的堅固性又保證了儀器的輕便性。防水，防塵，防震達到了軍事的設計標準，防水為IP57，能在水下1米工作；全部設備采用全密封，使的防塵性能能滿足于沙漠等惡劣的環(huán)境；防震能從2米高到硬地面的抗摔。保證了儀器的堅固耐用。1200系統(tǒng)的組成：GPS主要由GPS天線，接收機，天線電纜（連接天線和接收機），以及配套的數(shù)據(jù)鏈。GPS天線：AT1202天線。在使用中由于天線架設方式不同主要有以下幾種：在三腳架上：AT1202三腳架；（使用測高尺量有36厘米的值儀器里能自動改正）在對中桿上：AT1202對中桿；（高度為兩米的缺省值）在儀器墩上：需要用尺子直接量出（1201為單頻天線；1202為雙頻天線）GPS接收機：GX1210為單頻靜態(tài)接收機；GX1220為雙頻靜態(tài)接收機（有DGPS）；GX1230為雙頻RTK接收機。天線電纜：有2.8米；1.2米和1.6米加長電纜。為連接GPS天線和接收機。2.8米主要為靜態(tài)和參考站使用，也可以在流動站上與1.6米長電纜一起使用可以滿足于5米的對中桿的作業(yè)。1.2米和1.6米加長電纜通常為流動站上使用，兩根電纜對接總為2.8米，中間便于拆卸。2.8米和1.2米為兩端都是螺口，只是長度不同，能單獨使用。1.6米加長電纜是加長使用，不能單獨使用。數(shù)據(jù)鏈部分：參考站數(shù)據(jù)鏈A00454數(shù)據(jù)傳輸電纜（數(shù)據(jù)從接收機到電臺）一端為8針連接接收機1號口，另一端為5針連接電臺的Y型電纜。一端連接汽車電瓶供電。電臺為35瓦PDL電臺。鞭狀天線連接器與鞭狀天線為電臺發(fā)射信號使用，參考站的數(shù)據(jù)通過電纜輸出到電臺，然后又鞭狀天線發(fā)射出去。流動站數(shù)據(jù)鏈電臺為0瓦PDL電臺。鞭狀天線連接器與鞭狀天線為電臺接收信號使用，接收參考站電臺發(fā)射的數(shù)據(jù)，然后輸入到流動站內(nèi)進行實時解算。3．儀器的基本界面的介紹主菜單如下：測量中包含了所有的測量工作，靜態(tài)；參考站；流動站的測量。程序里包含了如下幾個應用程序：其中測量和主菜單中的測量是相同的。2喚醒是在做靜態(tài)測量時，可以設置