土木工程測(cè)量 課件 第5章 坐標(biāo)測(cè)量

授課教師：土木工程測(cè)量第5章坐標(biāo)測(cè)量目錄直線定向5.1地面定位技術(shù)5.2全球衛(wèi)星定位技術(shù)5.3通過本章的學(xué)習(xí)，學(xué)生應(yīng)理解直線定向的概念、坐標(biāo)方位角的定義和推算、坐標(biāo)的正反算，理解各種地面定位技術(shù)（極坐標(biāo)法、角度交會(huì)法、距離交會(huì)法）的原理，掌握極坐標(biāo)法地面定位技術(shù)，了解全球衛(wèi)星定位技術(shù)（GNSS的組成、GNSS定位方法、GNSS接收機(jī)的使用）等相關(guān)內(nèi)容。學(xué)習(xí)目標(biāo)直線定向5.15.1直線定向想要確定地面上某條直線的相對(duì)位置，僅知道該直線的水平距離是不夠的，還要知道該直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系。也就是說，首先要選定一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)方向作為定向基準(zhǔn)，然后用直線與標(biāo)準(zhǔn)方向的水平夾角來表示該直線的方向。確定地面直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的水平夾角的過程稱為直線定向。5.1.1標(biāo)準(zhǔn)方向的種類

在測(cè)量工作中，常用方位角或象限角來表示直線的方向，即用方位角或象限角來表示直線與標(biāo)準(zhǔn)方向之間的關(guān)系。由標(biāo)準(zhǔn)方向的北端起，依順時(shí)針方向至某直線的水平角稱為該直線的方位角，其值域?yàn)?°~360°。標(biāo)準(zhǔn)方向的種類不同，所對(duì)應(yīng)的方位角種類也不同。不同的標(biāo)準(zhǔn)方向所對(duì)應(yīng)的方位角分別稱為真方位角、磁方位角和坐標(biāo)方位角。5.1.2方位角

5.1.2方位角

5.1.3三種方位角之間的關(guān)系

(5-1)

5.1.3三種方位角之間的關(guān)系圖5-1三種方位角的關(guān)系根據(jù)圖5-1，可得真方位角與坐標(biāo)方位角之間的換算關(guān)系為5.1.3三種方位角之間的關(guān)系

(5-2)由式（5-1）和式（5-2）可以推導(dǎo)出坐標(biāo)方位角與磁方位角之間的換算關(guān)系為

(5-3)

5.1.4象限角圖5-2象限角與坐標(biāo)方位角的換算關(guān)系由于象限角自坐標(biāo)縱軸北端或者南端量起，而坐標(biāo)方位角自坐標(biāo)縱軸北端順時(shí)針量起，所以象限角和坐標(biāo)方位角是可以互相轉(zhuǎn)換的，其換算關(guān)系如圖5-2所示，換算方法見表5-1。5.1.4象限角表5-1象限角與坐標(biāo)方位角的換算方法象限由坐標(biāo)方位角求象限角由象限角求坐標(biāo)方位角ⅠⅡⅢⅣ

5.1.5正、反坐標(biāo)方位角圖5-3正、反坐標(biāo)方位角的關(guān)系正、反坐標(biāo)方位角是相對(duì)的。由圖5-3可以看出，正、反坐標(biāo)方位角之間的關(guān)系為5.1.5正、反坐標(biāo)方位角

(5-4)式（5-4）也可以寫成

在計(jì)算時(shí)選擇“+”或“-”180°都可以，不影響結(jié)果。最終的結(jié)果若大于360°，則需要減去360°；若小于0°，則需要加上360°。

5.1.6坐標(biāo)方位角的推算圖5-4坐標(biāo)方位角的推算

5.1.6坐標(biāo)方位角的推算

(5-5)

(5-6)根據(jù)以上推算過程，要想確定坐標(biāo)方位角推算的一般公式，必須先確定坐標(biāo)方位角推算的前進(jìn)方向，然后判定轉(zhuǎn)折角是左角還是右角。沿著推算前進(jìn)方向，在由點(diǎn)組成的折線邊左側(cè)的轉(zhuǎn)折角是左角，在折線邊右側(cè)的轉(zhuǎn)折角是右角。

5.1.6坐標(biāo)方位角的推算

(5-7)

(5-8)

5.1.6坐標(biāo)方位角的推算

5.1.6坐標(biāo)方位角的推算圖5-5閉合四邊形中坐標(biāo)方位角的推算

5.1.6坐標(biāo)方位角的推算

檢驗(yàn)

5.1.7坐標(biāo)正、反算1.坐標(biāo)正算圖5-6坐標(biāo)正、反算

5.1.7坐標(biāo)正、反算1.坐標(biāo)正算

(5-9)

(5-10)由直線的兩個(gè)端點(diǎn)的坐標(biāo)計(jì)算該直線的水平距離和坐標(biāo)方位角的過程稱為坐標(biāo)反算。如圖5-6所示，根據(jù)直角三角形勾股定理，可以得到直線的水平距離計(jì)算公式為5.1.7坐標(biāo)正、反算2.坐標(biāo)反算

(5-11)坐標(biāo)方位角并不能直接根據(jù)公式求出，應(yīng)先求出該直線的象限角，然后判定該直線所在象限，再將象限角轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)方位角。象限角的計(jì)算公式為

(5-12)

按照式（5-12）計(jì)算出象限角后，可根據(jù)表5-2的坐標(biāo)增量正、負(fù)號(hào)規(guī)律來判定直線所在象限，再根據(jù)表5-1將象限角轉(zhuǎn)換成坐標(biāo)方位角即可。5.1.7坐標(biāo)正、反算2.坐標(biāo)反算表5-2坐標(biāo)增量正、負(fù)號(hào)規(guī)律象限坐標(biāo)方位角Ⅰ++Ⅱ-+Ⅲ--Ⅳ+-綜上所述，坐標(biāo)反算的步驟分為以下三步：第一步，根據(jù)已知坐標(biāo)值計(jì)算坐標(biāo)增量，求出直線的水平距離；第二步，計(jì)算直線的象限角；第三步，根據(jù)坐標(biāo)增量的正負(fù)號(hào)，判定直線所在象限，再根據(jù)象限角和坐標(biāo)方位角的換算方法將象限角轉(zhuǎn)換為坐標(biāo)方位角。

5.1.7坐標(biāo)正、反算【解】因5.1.7坐標(biāo)正、反算

故由式（5-11）可知

故由式（5-12）可知

5.1.7坐標(biāo)正、反算

地面定位技術(shù)5.25.2地面定位技術(shù)在全球衛(wèi)星定位技術(shù)出現(xiàn)以前，基于幾何學(xué)原理，通過測(cè)量地面點(diǎn)間的相對(duì)關(guān)系（水平距離、水平角等），解算出點(diǎn)的平面坐標(biāo)或高程的技術(shù)，稱為地面定位技術(shù)。地面定位技術(shù)是相對(duì)于全球衛(wèi)星定位技術(shù)而言的。本節(jié)主要講述地面定位的傳統(tǒng)測(cè)量方法，全球衛(wèi)星定位技術(shù)將在5.3節(jié)詳細(xì)闡述。5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法要測(cè)定地面點(diǎn)的平面坐標(biāo)，可根據(jù)儀器、工具及現(xiàn)場(chǎng)地形情況等，選擇觀測(cè)不同的基本要素（水平角或水平距離），進(jìn)而選擇不同的測(cè)定方法。水平角、水平距離兩者都測(cè)，用極坐標(biāo)法、導(dǎo)線法；只測(cè)量水平角，用角度交會(huì)法；只測(cè)量水平距離，用距離交會(huì)法。全站儀坐標(biāo)測(cè)量就是利用極坐標(biāo)法原理進(jìn)行的，在傳統(tǒng)測(cè)量過程中應(yīng)用比較廣泛。導(dǎo)線法主要用于平面控制測(cè)量，在后面控制測(cè)量章節(jié)會(huì)詳細(xì)介紹。隨著全站儀坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)的廣泛應(yīng)用和全球衛(wèi)星定位技術(shù)的發(fā)展，角度交會(huì)法和距離交會(huì)法逐漸被淘汰。5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

1.極坐標(biāo)法圖5-7極坐標(biāo)法5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

1.極坐標(biāo)法

(5-13)

全站儀坐標(biāo)測(cè)量就是利用極坐標(biāo)法原理進(jìn)行的。全站儀坐標(biāo)測(cè)量的工作程序是：儀器安置、文件新建、測(cè)站設(shè)置、后視定向、坐標(biāo)測(cè)量和數(shù)據(jù)傳輸。下面以南方NTS-663全站儀（工作程序見表5-3）和華測(cè)CTS-112R4pro全站儀（工作程序見表5-4）為例來介紹坐標(biāo)測(cè)量的工作程序。（表5-3見教材96頁，表5-4見教材97頁）5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法1.極坐標(biāo)法5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

2.角度交會(huì)法圖5-8角度交會(huì)法5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

2.角度交會(huì)法

(5-14)5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

2.角度交會(huì)法

(5-15)

5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

3.距離交會(huì)法圖5-9距離交會(huì)法5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

3.距離交會(huì)法

(5-16)

5.2.1測(cè)定平面坐標(biāo)的方法

3.距離交會(huì)法5.2.2三角高程測(cè)量

5.2.2三角高程測(cè)量

1.三角高程測(cè)量原理圖5-10全站儀三角高程測(cè)量原理5.2.2三角高程測(cè)量

1.三角高程測(cè)量原理

5.2.2三角高程測(cè)量

2.球氣差改正

(5-17)5.2.2三角高程測(cè)量

2.球氣差改正

(5-18)式中:K—大氣垂直折光系數(shù)，與大氣溫度、濕度等因素密切相關(guān)。據(jù)不同研究報(bào)告，K值在0.11~0.20內(nèi)變化，一般取為0.14。地球曲率和大氣折光的綜合影響即為球氣差改正，其計(jì)算公式為

(5-19)5.2.2三角高程測(cè)量

2.球氣差改正表5-6給出了三角高程測(cè)量的技術(shù)指標(biāo)（表5-6見教材101頁）。三角高程測(cè)量的單向高差要經(jīng)過球氣差改正。利用改正后的高差計(jì)算往、返測(cè)平均高差（即高差中數(shù)），進(jìn)而構(gòu)成閉合或附合路線。如果采用三角高程測(cè)量方法確定幾個(gè)方向交會(huì)的待定點(diǎn)高程，則需用加權(quán)平均值的方法計(jì)算最終結(jié)果。5.2.2三角高程測(cè)量3.三角高程測(cè)量與計(jì)算5.2.2三角高程測(cè)量

3.三角高程測(cè)量與計(jì)算圖5-12附合三角高程路線全球衛(wèi)星定位技術(shù)5.35.3全球衛(wèi)星定位技術(shù)全球衛(wèi)星定位技術(shù)是利用導(dǎo)航衛(wèi)星測(cè)定點(diǎn)位的技術(shù)。全球?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)（globalnavigationsatellitesystem，GNSS）泛指所有的導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)，包括全球的、區(qū)域的和增強(qiáng)的，如美國(guó)GPS、俄羅斯GLONASS、中國(guó)BeiDou（COMPASS）、歐洲GALILEO以及美國(guó)WAAS（廣域增強(qiáng)系統(tǒng)）、歐洲EGNOS（歐洲靜地導(dǎo)航重疊系統(tǒng)）和日本MSAS（多功能運(yùn)輸衛(wèi)星增強(qiáng)系統(tǒng)）等，涵蓋在建和將建的其他導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)。5.3全球衛(wèi)星定位技術(shù)GNSS不但可以用于軍事上各種兵種和武器的導(dǎo)航定位，而且在民用系統(tǒng)中也發(fā)揮了重大作用，如智能交通系統(tǒng)中車輛導(dǎo)航、車輛管理和救援，民用飛機(jī)和船只導(dǎo)航及姿態(tài)測(cè)量，大氣參數(shù)測(cè)試，電力和通信系統(tǒng)中的時(shí)間控制，地震和地球板塊運(yùn)動(dòng)監(jiān)測(cè)，地球動(dòng)力學(xué)研究等。GNSS在工程測(cè)繪領(lǐng)域，如大地測(cè)量、城市和礦山控制測(cè)量、建筑物變形測(cè)量、水下地形測(cè)量等方面得到了廣泛應(yīng)用。我國(guó)于1986年開始引進(jìn)GNSS技術(shù)，相對(duì)于常規(guī)地面測(cè)量技術(shù)，GNSS技術(shù)具有定位速度快、成本低、不受天氣影響、點(diǎn)間無需通視、控制點(diǎn)不建標(biāo)等優(yōu)越性。GNSS接收機(jī)輕巧、操作方便，目前已是我國(guó)測(cè)繪領(lǐng)域主要的儀器裝備之一。5.3.1GNSS的組成GNSS由空間衛(wèi)星部分、地面監(jiān)控部分和用戶部分組成。（1）空間衛(wèi)星部分：由一系列在軌運(yùn)行的導(dǎo)航衛(wèi)星（來自一個(gè)或多個(gè)導(dǎo)航衛(wèi)星定位系統(tǒng)）構(gòu)成，提供系統(tǒng)自主導(dǎo)航定位服務(wù)所必需的無線電導(dǎo)航定位信號(hào)。導(dǎo)航衛(wèi)星內(nèi)的原子鐘（鉚鐘、鈍鐘甚至氫鐘）為系統(tǒng)提供高精度的時(shí)間基準(zhǔn)和高穩(wěn)定度的信號(hào)頻率基準(zhǔn)。由于高軌衛(wèi)星對(duì)地球重力異常的反應(yīng)靈敏度低，因此GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星一般采用高軌衛(wèi)星，衛(wèi)星高度在20000km左右。BeiDou系統(tǒng)的同步衛(wèi)星設(shè)計(jì)高度是21500km。導(dǎo)航定位信號(hào)是指在軌GNSS導(dǎo)航衛(wèi)星發(fā)射傳輸至地面的無線電信號(hào)，一般包括載波（L1和L2）、測(cè)距碼（C/A碼、P碼或Y碼）和數(shù)據(jù)碼（D碼或?qū)Ш诫娢模┤愋盘?hào)。5.3.1GNSS的組成（2）地面監(jiān)控部分：由一系列全球分布的地面站組成，這些地面站可分為衛(wèi)星監(jiān)測(cè)站、主控站和信息注入站。地面監(jiān)控部分的主要功能是監(jiān)測(cè)衛(wèi)星“健康”運(yùn)行，控制衛(wèi)星軌道和時(shí)間系統(tǒng)處于“永遠(yuǎn)”正確狀態(tài)。（3）用戶部分：由大量的GNSS接收機(jī)終端構(gòu)成。GNSS接收機(jī)是用戶終端的基礎(chǔ)部件，用于接收GNSS衛(wèi)星發(fā)射的無線電信號(hào)，獲取必要的導(dǎo)航定位信息，并經(jīng)數(shù)據(jù)處理后完成各種導(dǎo)航、定位以及授時(shí)任務(wù)。一般情況下，用戶可以根據(jù)不同的需求對(duì)GNSS接收機(jī)進(jìn)行選擇甚至定制。工程測(cè)量是眾多定位服務(wù)用戶之一。5.3.2GNSS定位方法

5.3.2GNSS定位方法

1.靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位1）靜態(tài)定位5.3.2GNSS定位方法動(dòng)態(tài)定位是指GNSS定位時(shí)接收機(jī)天線的位置在整個(gè)觀測(cè)（接收衛(wèi)星信號(hào)）過程中是變化、運(yùn)動(dòng)的。在進(jìn)行數(shù)據(jù)處理時(shí)，將接收機(jī)天線的位置作為隨時(shí)間變化的量。動(dòng)態(tài)定位是待定點(diǎn)相對(duì)于周圍固定點(diǎn)顯著運(yùn)動(dòng)（相對(duì)于地球運(yùn)動(dòng)）的GNSS定位方法，以車輛、艦船、飛機(jī)和航天器為載體，實(shí)時(shí)測(cè)定GNSS信號(hào)接收機(jī)的瞬間位置。在測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體實(shí)時(shí)位置的同時(shí)，測(cè)得運(yùn)動(dòng)載體的速度、時(shí)間和方位等狀態(tài)參數(shù)，進(jìn)而引導(dǎo)運(yùn)動(dòng)載體駛向預(yù)定的后續(xù)位置，這稱為導(dǎo)航。各類導(dǎo)航均屬于動(dòng)態(tài)定位。1.靜態(tài)定位和動(dòng)態(tài)定位1）動(dòng)態(tài)定位5.3.2GNSS定位方法絕對(duì)定位又稱為單點(diǎn)定位，是采用一臺(tái)接收機(jī)進(jìn)行定位的方法，確定的是接收機(jī)天線的絕對(duì)坐標(biāo)。GNSS靜態(tài)絕對(duì)定位是在待定點(diǎn)上，用一臺(tái)接收機(jī)獨(dú)立接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)，測(cè)定待定點(diǎn)（天線）在WGS-84坐標(biāo)系下的絕對(duì)坐標(biāo)，如圖5-13所示。絕對(duì)定位分為靜態(tài)絕對(duì)定位和動(dòng)態(tài)絕對(duì)定位，其優(yōu)點(diǎn)是單機(jī)作業(yè)、方式簡(jiǎn)單。絕對(duì)定位受衛(wèi)星鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差等影響，定位精度較低，一般可達(dá)到2.5~5m，多用于船舶、飛機(jī)、勘探、海洋作業(yè)等方面。2.絕對(duì)定位和相對(duì)定位1）絕對(duì)定位圖5-13GNSS靜態(tài)絕對(duì)定位5.3.2GNSS定位方法相對(duì)定位是采用兩臺(tái)或多臺(tái)接收機(jī)，在不同控制點(diǎn)上同步接收相同衛(wèi)星的信號(hào)，將獲得的觀測(cè)值按一定方法進(jìn)行差分處理，以確定接收機(jī)天線間的相對(duì)位置（三維坐標(biāo)或基線向量）的方法。只要給出其中一個(gè)控制點(diǎn)的坐標(biāo)值，即可求得其余各控制點(diǎn)的坐標(biāo)。由于多臺(tái)接收機(jī)同步觀測(cè)相同衛(wèi)星，所以衛(wèi)星鐘誤差、衛(wèi)星星歷誤差、大氣延遲誤差可以是相同的，差分處理可有效消除或大幅度削弱這些誤差影響，從而獲得較高的定位精度。2.絕對(duì)定位和相對(duì)定位2）相對(duì)定位5.3.2GNSS定位方法

2.絕對(duì)定位和相對(duì)定位2）相對(duì)定位圖5-14GNSS靜態(tài)相對(duì)定位5.3.2GNSS定位方法根據(jù)差分處理方法的不同，動(dòng)態(tài)相對(duì)定位技術(shù)有位置差分、偽距差分和載波相位差分等多種技術(shù)。動(dòng)態(tài)相對(duì)定位技術(shù)發(fā)展很快，應(yīng)用非常廣泛。其中實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)（real-timekinematic，RTK）載波相位差分定位技術(shù)（簡(jiǎn)稱RTK定位技術(shù)）是GNSS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的一種定位技術(shù)，在測(cè)繪工程中具有重要地位。2.絕對(duì)定位和相對(duì)定位2）相對(duì)定位5.3.2GNSS定位方法RTK定位技術(shù)基于載波相位差分動(dòng)態(tài)相對(duì)定位技術(shù)，是GNSS測(cè)量技術(shù)與數(shù)據(jù)傳輸技術(shù)相結(jié)合的定位技術(shù)。在合適的位置上安置GNSS接收機(jī)和電臺(tái)（稱為基準(zhǔn)站），利用流動(dòng)站聯(lián)測(cè)已知坐標(biāo)的控制點(diǎn)，求出觀測(cè)值的修正值，并將修正值通過無線電通信實(shí)時(shí)發(fā)送給各流動(dòng)站，對(duì)流動(dòng)站接收機(jī)的觀測(cè)值進(jìn)行修正，以達(dá)到提高實(shí)時(shí)定位精度的目的。RTK定位至少需要2臺(tái)接收機(jī)，基準(zhǔn)站和流動(dòng)站同步對(duì)多顆衛(wèi)星觀測(cè)，利用誤差的相關(guān)性來削弱誤差影響，從而提高定位精度。RTK定位的定位精度可達(dá)到厘米級(jí)，單基站作用距離為10~20km。3.RTK定位技術(shù)1）RTK定位技術(shù)的概念5.3.2GNSS定位方法單基站RTK定位系統(tǒng)如圖5-15所示，其組成如下：3.RTK定位技術(shù)2）單基站RTK定位系統(tǒng)的組成圖5-15單基站RTK定位系統(tǒng)5.3.2GNSS定位方法（1）基準(zhǔn)站：用于安置GNSS接收機(jī)和電臺(tái)（無線電通信鏈），接收衛(wèi)星定位信息，通過電臺(tái)給流動(dòng)站提供實(shí)時(shí)差分修正信息。（2）流動(dòng)站：GNSS接收機(jī)隨待測(cè)點(diǎn)位置不同而流動(dòng)，接收衛(wèi)星定位信息，并接收基準(zhǔn)站傳輸來的修正信息進(jìn)行實(shí)時(shí)定位。（3）無線電通信鏈：通過基準(zhǔn)站電臺(tái)和流動(dòng)站天線將基準(zhǔn)站差分修正信息傳輸?shù)搅鲃?dòng)站。3.RTK定位技術(shù)2）單基站RTK定位系統(tǒng)的組成5.3.2GNSS定位方法網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)是通過建立的多個(gè)基準(zhǔn)站，利用GNSS實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)差分定位技術(shù)對(duì)流動(dòng)站進(jìn)行定位，也稱為多基站RTK定位技術(shù)。網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)是單基站RTK定位技術(shù)的改進(jìn)和發(fā)展。當(dāng)前，網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)的先進(jìn)代表是基于連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）的網(wǎng)絡(luò)RTK定位技術(shù)。連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）是基于若干個(gè)固定的、年周期內(nèi)連續(xù)運(yùn)行的GNSS參考站，利用計(jì)算機(jī)、數(shù)據(jù)通信和互聯(lián)網(wǎng)（LAN/WAN）技術(shù)組成網(wǎng)絡(luò)，實(shí)時(shí)、自動(dòng)地向不同用戶提供經(jīng)過檢驗(yàn)的不同類型的GNSS觀測(cè)值（如載波相位和偽距）、各種改正數(shù)、狀態(tài)信息以及其他GNSS服務(wù)項(xiàng)目的系統(tǒng)。3.RTK定位技術(shù)3）連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）5.3.2GNSS定位方法連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）由GNSS參考站子系統(tǒng)、通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)、數(shù)據(jù)控制中心子系統(tǒng)、用戶應(yīng)用子系統(tǒng)組成。3.RTK定位技術(shù)3）連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）(1)GNSS參考站子系統(tǒng)(2)通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(3)數(shù)據(jù)控制中心子系統(tǒng)(4)用戶應(yīng)用子系統(tǒng)5.3.2GNSS定位方法由若干個(gè)參考站組成，其主要功能是全天候不間斷地接收GNSS衛(wèi)星信號(hào)，采集原始數(shù)據(jù)。3.RTK定位技術(shù)3）連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）(1)GNSS參考站子系統(tǒng)由包含1條靜態(tài)IP和若干條動(dòng)態(tài)IP的互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)以及GSM/GPRS無線通信網(wǎng)絡(luò)組成，其功能是實(shí)時(shí)傳輸各參考站GNSS數(shù)據(jù)至數(shù)據(jù)控制中心并發(fā)送RTK改正數(shù)給流動(dòng)站。(2)通信網(wǎng)絡(luò)子系統(tǒng)(4)用戶應(yīng)用子系統(tǒng)5.3.2GNSS定位方法由服務(wù)器和相應(yīng)的計(jì)算機(jī)軟件構(gòu)成，其功能是控制、監(jiān)控、下載、處理、發(fā)布和管理各參考站GNSS數(shù)據(jù)，計(jì)算RTK改正數(shù)，生成各種格式的改正數(shù)據(jù)。3.RTK定位技術(shù)3）連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）(3)數(shù)據(jù)控制中心子系統(tǒng)由不同的GNSS-RTK流動(dòng)站組成，其功能是接收RTK改正數(shù)并同時(shí)接收衛(wèi)星數(shù)據(jù)，實(shí)時(shí)解算流動(dòng)站的精確位置。5.3.2GNSS定位方法相對(duì)于單基站RTK定位系統(tǒng)，CORS有以下優(yōu)勢(shì)：（1）參考站連續(xù)運(yùn)行，覆蓋范圍大，大大減少了單基站RTK定位所需的起算控制點(diǎn)數(shù)量和基準(zhǔn)站的搬站次數(shù)。（2）定位精度高，數(shù)據(jù)安全、可靠，沒有誤差積累。（3）自動(dòng)化、集成化程度高，測(cè)繪功能強(qiáng)大。流動(dòng)站利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng)，無需人工干預(yù)便可自動(dòng)實(shí)現(xiàn)多種測(cè)繪功能，輔助測(cè)量工作大為減少。（4）操作簡(jiǎn)便，使用容易，數(shù)據(jù)輸入、存儲(chǔ)、處理、轉(zhuǎn)換和輸出能力強(qiáng)，可方便、快捷地與計(jì)算機(jī)或其他測(cè)繪儀器通信。（5）無需關(guān)心參考站的設(shè)置和數(shù)據(jù)通信，只關(guān)注流動(dòng)站的設(shè)置和外業(yè)作業(yè)環(huán)境等，可完全實(shí)現(xiàn)一人作業(yè)。3.RTK定位技術(shù)3）連續(xù)運(yùn)行參考站系統(tǒng)（CORS）5.3.3GNSS高程測(cè)量

圖5-16正常高與大地高的關(guān)系

(5-20)5.3.3GNSS高程測(cè)量

5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用目前市場(chǎng)上的GNSS接收機(jī)品牌和型號(hào)比較多，國(guó)內(nèi)品牌主要以南方測(cè)繪、華測(cè)和中海達(dá)為代表，國(guó)外品牌主要以天寶系列、拓?fù)淇迪盗泻团强ㄏ盗袨榇怼Ｏ旅嬉匀A測(cè)品牌i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)為例進(jìn)行介紹。i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)和iD3手簿分別如圖5-17和圖5-18所示。圖5-17i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)圖5-18iD3手簿5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)是一款又小又輕的GNSS-RTK接收機(jī)，采用全新的單板方案，集成度更高。從技術(shù)原理上講，單板方案的干擾源和騷擾源更少，所以信號(hào)質(zhì)量更優(yōu)。同時(shí)，它實(shí)現(xiàn)了RTK作業(yè)模式的自由切換，不用人為干涉，所有工作由設(shè)備自動(dòng)完成。RTK的應(yīng)用使得測(cè)量工作變得更加簡(jiǎn)單、高效。iD3手簿延續(xù)華測(cè)往代手簿經(jīng)典設(shè)計(jì)語言的同時(shí)，為了提升用戶的使用體驗(yàn)，使用了5.5寸視網(wǎng)膜全面屏，質(zhì)量?jī)H為345g，手簿結(jié)構(gòu)基于人體工學(xué)設(shè)計(jì)，單手握持手感好，且內(nèi)置ESIM卡，同時(shí)配備性能更強(qiáng)的八核、2.0GHz處理器。i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)指示燈和按鍵說明及相關(guān)參數(shù)詳見表5-8、表5-9和表5-10（表5-8、5-9、5-10見教材107~109頁）。

1.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)和iD3手簿5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用綜上，i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的特點(diǎn)如下：（1）移動(dòng)站無需設(shè)置，一鍵匹配基站，作業(yè)模式自由切換，避免出錯(cuò)。（2）干擾源和騷擾源少，信號(hào)質(zhì)量更優(yōu)；惡劣環(huán)境依舊能固定；支持北斗三代衛(wèi)星，支持5星16頻解算，可用衛(wèi)星50+，提供B1I/B3I/B1C/B2a頻點(diǎn)，具有搜索十解算功能，抗遮擋性能提升。（3）尺寸?。?19mm×119mm×85mm；質(zhì)量輕：0.73kg；續(xù)航久：內(nèi)置6800mA.h大容量電池，移動(dòng)站續(xù)航時(shí)間可達(dá)15個(gè)小時(shí)。

1.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)和iD3手簿5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用（4）可以傾斜測(cè)量，即對(duì)中桿傾斜時(shí)也可以準(zhǔn)確、快速進(jìn)行測(cè)量和放樣，大大提高了工作效率，并且可以在60°傾角內(nèi)任意測(cè)量。（5）集成慣導(dǎo)模塊的i70Ⅱ接收機(jī)，確保實(shí)時(shí)、無干擾的傾斜補(bǔ)償，不受任何地磁及外界金屬構(gòu)筑物等環(huán)境影響，傾斜補(bǔ)償精度高。（6）沒有復(fù)雜的校準(zhǔn)過程，如旋轉(zhuǎn)、整平等，操作簡(jiǎn)單，只需要拿著i70Ⅱ慣導(dǎo)版前后晃一晃，就可以初始化內(nèi)部慣導(dǎo)模塊，實(shí)現(xiàn)傾斜測(cè)量作業(yè)。

1.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)和iD3手簿5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用主機(jī)開機(jī)，將手簿背面NFC區(qū)域貼近接收機(jī)NFC處，LandStar7軟件會(huì)自動(dòng)打開。當(dāng)聽到“滴”的一聲時(shí)，代表手簿已連接上了主機(jī)，隨后LandStar7軟件會(huì)提示“已成功連接接收機(jī)”。

2.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的使用1）儀器架設(shè)5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用GNSS接收機(jī)目前的工作模式主要有“基站雙發(fā)十移動(dòng)站雙收模式”和“CORS模式兩種。基站雙發(fā)十移動(dòng)站雙收模式的設(shè)置過程如下：（1）基站設(shè)置：手簿連接基站，點(diǎn)擊“基站設(shè)置”，選擇“智能啟動(dòng)”，點(diǎn)擊“一鍵啟動(dòng)”，如圖5-19所示；（2）移動(dòng)站設(shè)置：手簿連接移動(dòng)站，點(diǎn)擊“移動(dòng)站設(shè)置”，輸入“基站SN號(hào)”，點(diǎn)擊“啟動(dòng)”，如圖5-20所示。CORS模式的設(shè)置過程:手簿插上手機(jī)卡，連接移動(dòng)站，點(diǎn)擊“移動(dòng)站設(shè)置”，選擇“常規(guī)設(shè)置”，點(diǎn)擊“新建”，選擇“手簿網(wǎng)絡(luò)”，設(shè)置名稱為工作模式名稱、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議為CORS，輸入CORS賬號(hào)的服務(wù)器地址、端口、源列表、用戶名和密碼，輸入完成后點(diǎn)擊“保存并應(yīng)用”，如圖5-21所示。

2.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的使用2）模式設(shè)置5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用

2.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的使用2）模式設(shè)置圖5-19基站設(shè)置圖5-20移動(dòng)站設(shè)置圖5-21CORS模式設(shè)置5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用打開“項(xiàng)目”界面，點(diǎn)擊“工程管理”→“新建”，輸入工程名，選擇坐標(biāo)系統(tǒng)、投影模型，點(diǎn)擊向下箭頭獲取當(dāng)?shù)刂醒胱游缇€經(jīng)度，最后點(diǎn)擊“接受”即可。

2.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的使用3）工程新建5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用（1）錄入控制點(diǎn)：打開“項(xiàng)目”界面，點(diǎn)擊“點(diǎn)管理”→“添加控制點(diǎn)”，輸入點(diǎn)名稱和對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)，然后點(diǎn)擊“確定”即可?；蛘攥F(xiàn)場(chǎng)邊校正邊錄入也可以。（2）采集控制點(diǎn):打開手簿上測(cè)地通軟件，進(jìn)入“點(diǎn)測(cè)量”界面，點(diǎn)擊測(cè)量圖標(biāo)采集坐標(biāo)。（3）點(diǎn)校正：打開“項(xiàng)目”界面，點(diǎn)擊“點(diǎn)校正”，高程擬合方法選“TGO”，點(diǎn)擊“添加”（注意：GNSS點(diǎn)是采集的控制點(diǎn)，已知點(diǎn)是錄入或現(xiàn)場(chǎng)輸入的控制點(diǎn)），使用方式選擇“水平+垂直”。依次添加完參與校正的點(diǎn)對(duì)，點(diǎn)擊“計(jì)算”，再點(diǎn)擊“應(yīng)用”，選擇“是”。最好選擇4對(duì)控制點(diǎn)進(jìn)行校正，以保證測(cè)量精度?！疤砑狱c(diǎn)對(duì)”界面和“點(diǎn)校正”界面分別如圖5-22和圖5-23所示。

2.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的使用4）點(diǎn)校正5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用

2.i70Ⅱ型號(hào)GNSS接收機(jī)的使用4）點(diǎn)校正圖5-22“添加點(diǎn)對(duì)”界面圖5-23“點(diǎn)校正”界面5.3.4GNSS接收機(jī)的介紀(jì)與使用點(diǎn)擊“測(cè)量”→“基站平移”進(jìn)入基準(zhǔn)站平移后，在已知點(diǎn)“庫選”中選擇已知點(diǎn)的坐標(biāo)，點(diǎn)擊GNSS點(diǎn)“庫選”選擇在已知點(diǎn)上測(cè)量的點(diǎn)坐標(biāo)，軟件會(huì)自動(dòng)計(jì)算出基準(zhǔn)站平移量。點(diǎn)擊“確定”，軟件提示“是否解平移參數(shù)？”，選擇“是”，平面坐標(biāo)會(huì)發(fā)生改變。需要