静态GPS测量系统使用说明书

灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 0 南方 GPS 产品系列 灵锐 S60 静态 GPS 测量系统 南方测绘仪器有限公司 二 六 年 十二 月 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 1 目 录 第一章 S60GPS 测量系统简介 . 3 1.1 静态 S60 系统概述 .3 1.1.1 静态 S60 测量系统特点 .3 1.1.2 静态 S60 测量系统主要技术参数 .3 1.1.3 测量系统的基本配置 .4 1.2 S60GPS 测量系统的硬件 .4 1.2.1 S60GPS 接收机 .4 1.2.2 电池、充电器及操作 .5 1.2.3 通讯电缆 .6 1.2.4 测高片 .7 1.3 灵锐 S60GPS 测量系统软件组成 .7 第二章 S60 GPS 测量系统实测 . 8 2.1 概述 .8 2.2 系统作业模式 .8 2.2.1 静态相对定位模式 .8 2.3 GPS 网的技术设计 .9 2.3.1 测量的精度标准 .9 2.3.2 网的图形设计 .9 2.3.3 基线长度 .11 2.3.4 网的基准 .11 2.4 选点与埋石 .12 2.4.1 选点 .12 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 2 2.4.2 埋石 .12 2.5 S60 GPS 测量系统的野外作业 .12 2.5.1 制定观测计划 .12 2.5.2 安置及启动仪器 .14 2.5.3 如何量取天线高即仪器高 .14 2.6 S60 接收机使用注意事项 .15 第三章 S60GPS 测量系统文件及操作 . 16 3.1 S60 文件系统简介与文件接口 .16 3.2 初始界面 .16 3.3 设置模式 .17 3.4 数据采集 .19 第四章 S60 内业数据传输 . 22 4.1 如何进行数据传输 .22 4.2 配置文件的使用 .22 4. 3 S60 助手的使用 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 附录 A 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 3 第一章 S60GPS 测 量系 统简 介 1.1 静态 S60 系统概述 随着计算和通讯持续覆盖许多消费领域 ， 功能也变得愈来愈复杂 ， 许多的测量用户也期望自己手中的电子测量生产工具有高级的用 户接口及 较 强的 产品性能。 南方 S60 静态 GPS 测 量系 统 在保持传统 机型 数 据安全 、操作 简单 等特点 的基 础 上 ， 在 电 子 产 品的核心部件 处 理器中采用了最新的ARM 架构使得 该 系 统产 品在 功能、 性能 、速度及 功耗等方面满足了用户更高的要求。 S60 静态 GPS 测 量系 统 为 基于全 新的 32 位处理器的 ARM 架构 ， CPU 速度高达 400Mhz， 从而使得S60 主机能采用多任务的操作系统 ， 处理速度更高 ， 实时性更强 。 S60 主机的文件系统采用与 PC 机windows 兼容的标准磁盘文件系统和 USB 连接标准协议 ， 文件可以进行高速无缝下载与交换 ， 主机相当于一个 U 盘 ， 即插即用 ， 使用更加方便。 为达 到高精度的大地 测 量要求 ， S60GPS 测 量系 统采 用 静态 相 对 定位模式。 为 方便野外 观测 ， 提高野外作 业 的效率 ， 建 议用户 在 条 件 许 可下配置 尽量 多 的 GPS 接收机。 标 准配置 为 三台套 ， 用 户 可视 自己需要而增 减 。 1.1.1 静态 S60测 量系统 特点 （ 1） 集成一体化设计 ， 高品质液晶屏实 时 显示 ， 操作更便捷 ； （ 2） 双电池组可连续 24 30 小时超长时间供电 ， 电池固化在主机内 ， 主机充电 无 须拆装 ， 提供最可靠的电源保障； （ 3） 控制器采用最新的 ARM9 内核的 CPU、速度高达 400Mhz， 内存更大、处理速度更快、实时性更高 ； （ 4） 采用实时、多任务的嵌入式操作系统 ， 功能更强大采用标准的兼容的磁盘文件系统、更稳定、更可靠 ， 数据文件管理和维护更方便 ； （ 5） 采用 USB MASS STORAGE 标准协议 ， 下载速度更快 ； （ 6） 可根据需要升级成单频 RTK， 拓展仪器的应用范围 ； （ 7） 坚固的全合金外壳 ， 防震抗冲击 ， 防尘、防水三防设计 。 1.1.2 静态 S60测量系统 主要技术参数 （ 1） 主板性能： 12 通道。 L1 载波 ， C/A 码 （ 2） 技术指标： 静态平面精度 为 5mm+1ppm， 静态高程精度为 10mm+2ppm （ 3） 数据通讯 ： 标准 USB 协议 ， USB、串口（ RS-232） （ 4） 存储 ：静态内存为 内置 64M（可扩展） （ 5） 物理参数 ： 尺寸 (长宽高 )： 158mm 158mm 78mm 主机重量： 1。 35kg 工作温度： 30Co 至 65Co 存 储温度： 40Co 至 85Co 外壳：全金属外壳 防水：用水冲洗无任何伤害 防尘：完全防止粉尘进入（相当于 IP65 工业等级） （ 6） 电气指标 （ A） 主机内置双锂电池包 使用时间： 24 小时 32 小时（电池充满电） 充电时 间： 9 小时 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 4 （ B） 主机功耗：小于 1。 8W 外接电源： 10V15V 历元间隔： 1 秒 60 秒 （ 可调 节） （ C） 配套软件 南方数据处理软件 4。 4 功能：基线处理、网平差、高程拟合 本技术指标是在至少 5 颗卫星 ， 按照产品手册推荐的流程进行的。严重多路径、高程 HDOP 值和剧烈波动的电离层环境都会严重影响性能。 1.1.3 测量系统的基本配置 用 户 在 购买 S60 GPS 时 ， 请 注意查收 ， 单 台灵锐 S60 基本配置如下： 配置名 称 数 量 配 置类 型 S60GPS 接收机（含 仪器 箱 及软包 ） 1 台 标 准配置 充 电 器 1 套 基座 对点 器 及连接头 1 套 数 据 传输电缆线 1 根 /套 S60 GPS 测 量系 统 操作手 册 1 本 南方数据处理软件用户手册 1 本 三 脚 架 1 付 测 高片 1 个 量高尺 1 个 GPS 应用 软 件 1 套 产 品合格 证 1 张 1.2 S60GPS 测 量系 统 的硬件 1.2.1 S60GPS接收机 S60 GPS 接收 机将 天 线 、接 收单 元、 数 据采 集单 元、 电 源等合 为 一体 ， 高品质液晶屏 ， 全合金外壳 ， 三防设计 ， 使 S60GPS 接收机可 适应 各种 恶 劣的气候 ， 一体化的 设计 使其极 为坚 固且 电 磁兼容性能优良 ， 简 便的操作 更 适合野外 测 量。 （ 1） 天 线单 元 有源高增益天 线内 置于接收 机内 ， 中 心频 率 为 1575。 42MHz。 （ 2） 接 收单 元 接 收单 元由 12 个独 立的并行信道 组 成 ， 采集的 数 据 为 L1 载 波相位、 C/A 码伪距 及 广 播星 历 。 （ 3） 数 据采 集单 元 数 据采 集单 元采用 32 位 ARM 架构的 微控制器 进 行 运 算 ， 确保在各种情 况 下都能迅速地 进 入定位状态 （正常情 况 下 仅需数 秒）并 选择 最佳 观测卫 星。 （ 4） 存储方式 实时、多任务的嵌入式操作系统 ， 功能更强大采用标准的兼容的磁盘文件系统 。 S60 GPS 接收机 如 图 1-1 a、 b 所示： 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 5 图 1-1 a 单 台 GPS 接收 机 图 1-1 b 单 台 GPS 接收机 数据链天线连接口（为升级 成 RTK 预留 ， 非 RTK 状态使用时请盖好防护盖） 充电器接口 ， 为 四针口。 基座连接器；对中杆连 接器（ RTK 专用） 通讯电缆接口 ， 为七针口。 指示灯（指示详情请参 照 3.1） 液晶显示屏（显示详情 请参照 3.2） 操作按键（操作说明请参照 3.1） 1.2.2 电 池 、 充 电 器 及 操作 （ 1） S60 双 电池组 灵锐 S60GPS接收机采用 内 置 一组两块 可充 电锂电 池 ， 电 池 充电饱和后 可 连续供电约 24-32小 时 ，与之相配的大 电 流 脉冲充电 器只需 充 电 9 小 时 ， 便可 将电 池充足。 电池如 图 1-2 所示： 图 1-2 双电池组 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 6 （ 2） S60 充电器 S60 充 电 器由交流 电 源插 头电缆和变压 器 电缆两 部分 组 成 ， 如 图 -3、 -4 图 1-3 交流电源插头 图 1-4 变压器电缆 220V 交流电插头 、 充电 时 将其相连 四 针插头 ， 充电时插入 S60 主机 四 针充电口 ， 且插头和接口处的红点应相对插入 。 充电指示灯 ， 充 电 时“ POWER” 指示 灯 亮 红灯 ， 表示已接入交流电源 ， “ CH1”、“ CH2”灯亮红灯表示正在充电 ， 当电 池被充足之后 （或充 电 器 没 有 连 接主机） ， 指示 灯变绿 。 1.2.3 通讯电缆 数 据 通讯 电缆 一端 为 连接 GPS 主机 的七针 插 头 ， 另一端 为 与 PC 机相连的 USB 插头和 323 串口 插头 ， 如图 1-5 图 1-5 数据通讯电缆 在使用时 注 意：七针 插 头 上 红点 应 对齐 GPS 主机 通讯 接口上 红点 后插入 为 正确 连 接方法。 串口 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 7 为扩 展功能 ， 升 级 后可用 。 1.2.4 测 高片 为 实施 测量时精确量取仪器高 ， S60 使用专用测高片进行量高（量测方法请参 照 2.5.3） ， 如图 1-6。 图 1-6 测高片 其它常规附件 ， 如基座、脚架等按照常规方法使用在此不作特别说明。 1.3 灵锐 S60GPS 测 量系 统软件组 成 灵锐 S60 软件由两大部分组成： 第一部分 外业采集软件 本软件采用 C 语言编写 ， 且已固化在单片机的内存中 ， 文件结构采用 FFS 文件结构 ， 该文件结构稳定 ， 采集的数据永远不会混乱或者丢失。具体使用参看本说明书第三章。 本软件可在线实时升级 第二部分 基线处理平差软件 本软件属内业计算软件 ， 对 GPS 采集数据进行基线处理 ， 并在此基础上进行网平差计算 ， 具体介绍和使用请看相关配套说明书。 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 8 第二章 S60 GPS 测 量系 统实测 下面将对 S60 GPS 测量系统具体的实测过程进行详细的介绍。由于 GPS 测量工作的实施方法取决于用户的具体要求 ， 因此这里有必要对使用 S60 GPS 测量系统建立控制网的一般过程、作业的方法和原则进行介绍。至于有特殊要求的用户还可参照国家有关部门颁发的测量规范。 2.1 概述 GPS 测 量工作与 经 典大地 测 量工作相 类 似 ， 按其性 质 可分 为 外 业 和 内业两 大部分。其中：外 业工 作主要包括 选点 (即 观测 站址的 选择 )、建立 观测标 志、野外 观测作业以 及成果 质量检 核等； 内业工 作主要包括 GPS 测 量的技 术设计 、 测后数 据 处 理以及技 术总结 等。如果按照 GPS 测 量 实 施的工作程序 ， 则大 体可分 为这样 几 个阶 段：技 术设计 、 选点 与建立 标 志、外 业观测 、成果 检 核与 处 理。 GPS 测 量是一 项 技 术 复 杂 、要求 严格 、耗 费较 大的工作 ， 对这项工 作 总 的 原则是 ， 在 满 足用 户要求的情 况 下 ， 尽 可能地 减 少 经费 、 时间 、和人力的消耗。因此 ， 对 其各 阶 段的工作都要精心 设计和 实 施。 南方灵锐 S60 测 量系 统 GPS 测 量的工作程序如 图 2-1： 图 2-1 GPS 实测流程图 2.2 系统作业模式 GPS 测 量的作 业 模式是指利用 GPS 定位技 术 ， 确定 观测 站 之间 相 对位 置所采用的作 业 方式。它主要由 GPS 接收 设备 的 软 件和硬件 来决定。 不同的作 业 模式其作 业 的方法和 观测时间 亦有 所不同 ，因此亦有不同的 应 用范 围 。 S60GPS 测 量系 统 主要是 应用于 控制 测 量 ， 采取的是 静态载 波相位相 对 定位模式。下面 简单 介 绍 S60GPS 测 量系 统的测 量模式。 2.2.1 静态 相 对 定位模式 （ 1） 作 业 方法： 采用 两 台（或 两 台以上） S60 接收机 ， 分 别 安置在一 条 （或 数条 ） 基线 的端 点 ， 根 据基线长 度和要求的精度 ， 按 S60GPS 测 量系 统 外 业 的要求同步 观测 四 颗 以上的 卫 星 数时 段 ， 时 段 从 30 分 钟 至几 个 小 时 不等。 （ 2） 定位精度： 基线测 量的精度可 达 （ 5mm 1ppm D） ， D 为基线长 度 ， 以公里 计 。 （ 3） 作 业 要求： 采取 这 种作 业 模式 所观测的独 立 基 线边 ， 应 构成 闭 合 图 形（如三角形、 多边形 ） ， 以利于 观测成果的 检 核 ， 增 强 网的 强 度 ， 提高成果的可靠性和精确性。 （ 4） 适用范 围 ： 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 9 建 立国 家大地控制网（二等或二等以下）； 建立精密工程控制网 ， 如 桥 梁 测 量、隧道 测 量等； 建立各种加密控制网 ， 如城市 测 量、 图 根 测 量、道路 测 量、勘 界测 量等。 观测 中至少跟 踪 四 颗卫 星 ， 同 时基线边长 一般不要超 过 15 公里。 （ 5） 作 业 范 围 ： 控制 测 量及其加密；工程 测 量、勘 界测 量；地籍 测 量及碎部 测 量等。 2.3 GPS 网的技 术设计 GPS 网的技 术设计 是 GPS 测 量工作 实 施的第一步 ， 是一 项 基 础 性工作。 这项工 作 应根 据 网的用途和用 户 的要求 来进 行 ， 其主要 内 容包括精度指 标 的确定 ， 网的 图 形 设计 和网的基准 设计 。 2.3.1 测 量的精度 标 准 对 GPS 网的精度要求 ， 主要取 决 于网的用途。精度指 标 通常均以网中 相邻点之间 的距离 误差来表示 ， 其形式 为 Dppm DR （ 2-1） 其中 ， Rm 网中相邻点间的距离误差 (mm)； D 与接收设备有关的常量误差 (mm)； pp 比例误差 (ppm)； D 相邻点间的距离 (km)。 根据 GPS 网的不同用途 ， 其精度可划分 为如 表 2 1 所列的五 类标 准。 在 GPS 网 总 体 设计 中 ， 精度指 标 是比 较 重要的 参数 ， 它的 数 值 将 直接影 响 GPS 网的布 设 方案、观测数 据的 处 理以及作 业 的 时间 和 经费 。在 实际设计 工作中 ， 用 户 可根据所作控制的 实际 需要和可能 ， 合理地制定。既不能制定 过低 而影 响 网的精度 ， 也不必要盲目追求 过 高的精度造成不必要的支出。 不同级别 GPS 网的精度标准 表 2-1 2.3.2 网的图形设计 网的图形设计虽然主要决定于用户的要求 ， 但是经费、时间和人为的消耗以及所需接收设备的类型、数量和后勤保障条件等 ， 也都与网的设计有关。对此应当充分加以顾及 ， 以期在满足用户要求的条件下尽量减少消耗。 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 10 为 了 满 足用 户 的要求 ， 设计 的一般 原则是 ： GPS 网一般 应 通 过独 立 观测边 构成 闭 合 图 形 ， 例如三角形、 多边形 或附合 线 路 ， 以增加 检 核条 件 ， 提高网的可靠性。 GPS 网 点应尽 量与原有地面控制网 点 相重合。重合 点 一般不 应少 于 3 个 （不足 时应联测 ）且在网中 应 分布均 匀 ， 以便 可靠地确定 GPS 网与地面网 之间 的 转换参数 。 GPS 网 点应 考 虑 与水 平点 相重合 ， 而非重合 点 一般 应根 据要求以水平 测 量方法 (或相 当精度的方法 )进 行 联测 ， 或在网 中设 一定密度的水平 联测点 ， 以便 为 大地水平面的研究提供 资 料。 为 了便于 观测和水 平 联测 ， GPS 网 点 一般 应设 在 视野开阔 和容易到 达的 地方。 为 了便于用 经 典方法 联测 或 扩 展 ， 可在网 点 附近布 设 一通 视 良好的方位 点 ， 以建立 联测 方向。方位 点 与 观测 站的距离 ， 一般 应 大干 300 米。 根据 GPS 测 量的不同用途 ， GPS 网的 独 立 观测边 均 应 构成一定的几何 图 形。 图 形的基本形式如下： （ 1） 三角形网 GPS 网中的三 角形边 由 独 立 观测边组 成。根据 经 典 测 量可知 ， 这种图 形的几何 图 形几何 结 构 强 ，具有良好的 自检 能力 ， 能 够 有效 的发现观测 成果的粗差 ， 以保障网的可靠性。同 时 ， 经平 差后网中相邻点间基线 向量的精度分布均 匀 。 但其 观测 工作量 较 大 ， 尤 其当 接收机的 数 量 较 少 时 ， 将使观测 工作的 总时间 大 为 延 长 ， 因此通常只有 当 网的精度和可靠性要求 较 高 ， 接收机 数 目在三台以 上时 ， 才 单独 采用 这种图 形。 见图 2-2。 （ 2） 环 形网 环 形网是由若干含有多 条独 立 观测边 的 闭合环所组 成的网 ， 这 种网形与 经 典 测 量中的 导线网 相似 ， 图 形的 结 构比三角形稍差。此 时 闭合环 中所含 基线边 的 数 量 决定 了网的 自检 能力和可靠性。一般 来说 ， 闭合环 中包含的 基线边 不能超 过 一定的 数 量。根据有 关规 范 ， 对闭合环 中 基线 的 边数 有以下限制； 最简独立闭合环或符合路线边数的规定 表 2-2 环形网的优点是观测工作量较小 ， 且具有较好的自检性和可靠性 ， 其缺点主要是 ， 非直接观测的基线边（或间接边）精度较直接观测边低 ， 相邻点间的基线精度分布不均匀。作为环形网特例 ，在实际工作中还可以按照网的用途和实际的情况 ， 采用所谓附合线路。这种附合线路与经典测量中的附合导线相似。采用这种图形的条件是 ， 附合线路两端点间的已知基线向量 ， 必须具有较高的精度 ， 另外 ， 附合线路所包含的基线边数 ， 也不能超过一定的限制。 见图 2-3。 图 2-2 三角形网 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 11 图 2-3 环形网 （ 3） 星形网 星形网的几何图形简单 ， 但其直接观测边之间 ， 一般不构成闭合图形 ， 所以其检验与发现粗差的能力较差。 这种网的主要优点 ， 是观测中通常只需要两台 GPS 接收机 ， 作业简单。因此在快速静态定位和动态定位等快速作业模式中 ， 大多采用这种网形。它广泛用于工程放样、边界 测量、地籍测量和碎部测量等。 见图 2-4。 图 2-4 星形网 三角形和环形网 ， 是大地测量和精密工程测量中普遍采取的两种基本图形。用户还可以根据实际情况采用上述两种图形的混合网形。 2.3.3 基线长度 GPS 接收机 对 收到的 卫 星信 号量测 可 达 毫米 级 的精度。但是 ， 由于 卫 星信 号 在大 气传 播 时 不可避免地受 到大气 层 中 电 离 层 及 对 流 层的 扰 动 ， 导 致 观测 精度的降低。因此在 GPS 测 量中 ， 通常采用差分的形式 ， 用 两 台接收机 来对 一 条基线进 行同 观测 。在同步 观测同 一 组卫 星 时 ， 大气 层对观测的影 响大 部分都被抵消了。 基线越 短 ， 抵消的程度越 显著 ， 因 为这时卫 星信 号 通 过 大气 层 到 达两 台接收机的路 径 几乎相同。 因此 ， 建 议用户 在 设计基线边时 以 20 公里范 围以内为 宜。 基线边过长 ， 一方面 观测时间势 必增加 ， 另一方面由于距离增大而 导 致 电 离 层的 影 响 有所增 强 。 2.3.4 网的基准 在全球定位系 统 中 ， 卫 星主要 视 作位置已知的高空 观测 目 标 。所以 ， 为 了确定接收机的位置 ，GPS 卫 星的 瞬时 位置通 常归 化到 统 一的地球坐 标 系 统 。 现 在全球定位系 统采 用的 WGS 84 坐 标 系 统 ，是一 个 精确的全球大地坐 标 系 统 。而我 国 的 国 家大地坐 标 系采用的是 1954 北京坐 标 系及 1980 西安坐 标 系。通常在工程 测 量中 ， 还 往往采 用独 立的施工坐 标 系。因此 ， 在 GPS 测 量中必 须 确定 地区 性坐 标 系与全球坐 标 系 的大地 测 量基准之差 ， 并 进 行 两 坐 标 系 统之间 的 转换 。南方 S60GPS 测 量系 统软 件很方便就可 实现 WGS 84、 54 坐 标 系、 80 坐 标 系中空 间 直角坐 标、 大地坐 标 及高斯平面直角坐标之间 的 转换 ， 并且可以采用高斯投影或 UTM 投影在任 何 独 立坐 标 系中 进 行网平差 处 理。 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 12 2.4 选点 与埋石 2.4.1 选点 由于 GPS 测 量 观测 站之 间无 需相互通 视 ， 而且网的 图 形 结 构也比 较灵 活 ， 所以 选点 工作 远较经典控制 测 量的 选点 工作 简 便。但由于 点 位的 选择对 于保 证观测 工作的 顺 利 进 行和可靠地保 证测 量成果精度具有重要意 义 ， 所以 ， 在选点 工作 开始之 前 ， 应 充分收集和了解有 关测区 的地理情 况 以及原有 测 量 标 志 点 的分布及保持情 况 ， 以便确定适宜的 观测 站位置。 选点 工作通常 应 遵守的 原则是 ： 观测 站 (即接收天 线 安 置点 )应远 离大功率的 无线电发射 台和高 压输电线 ， 以避免其周 围 磁 场对 GPS 卫 星信 号 的 干扰。接收机天 线 与其距离一般不得小于 200m； 观测 站附近不 应有 大面 积 的水域或 对电 磁波反射 (或吸收 )强 烈的物体 ， 以 减 弱多路 径 效 应 的影 响 ； 观测站应设 在易于安置接收 设备 的地方 ， 且 视野开阔。 在 视场内 周 围 障 碍物 的高度角 ， 一般应 大于 10 15 ， 以 减 弱 对 流 层 折射的影 响 ； 观测站应选在 交通方便的地方 ， 并且便于用其它 测 量手段 联测和扩 展； 对 于 基线较长 的 GPS 网 ， 还应 考 虑观测 站附近具有良好的 通讯设施 (电话 与 电报、邮电 )和 电力供应 ， 以供 观测 站 之间 的 联络 和 设备 用 电； 点 位 选 定后 (包括方位 点 )， 均 应按规定绘 制 点 位 注 记 ， 其主要 内容应 包括 点 位及 点 位略 图 ，点 位的交通情 况 以及 选点 情 况等 。 注：用户如果在树木等对电磁波传播影响较大的物体下设观测站 ， 当接收机工作时 ， 接收的卫星信号将产生畸变 ， 这样即使采集时各项指标都较好 ， 但结果将是不可靠的。 建 议用户 根据需要在 GPS 点 大 约 300 米附近建立与其通 视 的方位 点 ， 以便在必要 时 采用常 规经典 的测 量方法 进 行 联测 。 在点位选好后 ， 在对点位进行编号时必须注意点位编号的合理性 ， 在野外采集时输入的观测站名是由四个任意输入的字符组成 ， 为了在测后处理时方便及准确 ， 必须不使点号重复。建议用户在编号时尽量采用 数字按顺序编号。 2.4.2 埋石 在 GPS 测 量中 ， 网 点 一般 应设 置在具有中心 标 志的 标 石 ， 以精确 标 志 点 位。具体 标 石的 设 置可参 照有 关规 范 ， 对 于一般的控制网 ， 只需要采用普通的 标 石 ， 或在岩 层 、建筑物上做 标 志。 2.5 S60 GPS 测 量系 统 的野外作 业 S60GPS 测 量系 统 的野外作 业 非常 简单 方便 ， 关键 在于 点 位 观测和记录 ， 详细 的 过 程如下： 2.5.1 制定观测计划 在施 测 前 ， 建 议用户 根据网的布 设 方案、 规 模的大小、精度要求、 GPS 卫 星星座、 参 与作 业 的GPS 数 量以及后勤保障 条 件（交通、通信）等 ， 制定 观测计 划。 （ 1） 确定工作量 用 户 根据网的精度要求、接收机 数 目 ， 顾 及效率和网的精度、可靠性而确定工作量。具体方法可 参考 有 关规 范。 这 里 仅强调 一下 观测时 段、 时 段 长 度（同步 观测时间 ）与 基线长 度等 的关 系。 为 了在后 处 理中能取得符合精度的成果 ， 必 须 保 证 接收机的一定同步 观测时间 ， 其取 决 于 众 多的因素：如 基线长 度、 观测卫 星的 数 目、 卫 星的空 间 位置精度因子（ PDOP）及大气 层 （主要指 电 离层 ） 状况 。如果用 户 在 4 颗 以上的 卫 星且 PDOP 值小于 4。 0 的情 况 下 进 行 观测 ， 那么所需的 观测时间将 主要取 决 于 基线 的 长 度及 电 离 层 扰 动 。 电 离 层的 扰 动 是 随时间 及 点 位的位置而 变 化的。由于 电 离 层的 扰 动 在夜 间 要小得多 ， 因此夜 间 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 13 的 观测时间 通常可以 减 小一半 ， 或者 测 程增加一倍。所以 ， 夜 间将 有利于 10km 以上的 长基线测 量。 但是 ， 除非有特 别 的限制 条 件 ， 否 则 要 规 定精确的 观测时间 是不客 观 的。表 2-3 仅 就一般情 况下同步 观测的时 段 数及时 段的 长 度必 须满 足的要求提供一 个参考 值。 当采用边连接方式可以用下式估算所需时段总数（ ）。 （ 2-2） 其中 ， ki 为 接收机的 数 目； nP 为 GPS 网的 点数 ； 为 相 对 定位的 观测时 段 数 。 值得注意的是 ， 大多 数 情形下只需 对基线 向量 观测 一 个时 段。 各 级 GPS 测 量基本技 术 要求 规 范 表 2-3 注：夜间可以将观测时间缩短一半 ， 或者把距离延长一倍。 （ 2） 采用分 区观测 若 GPS 网的 点数较 多 ， 而 参 与同步 观测时 段的 S60GPS 接收机 数 目有限 时 ， 建 议 分 区进 行 观测 。但必 须在相邻 分 区设 置公共 点 ， 且公共 点 的 数 量一般不得 少于 3 个 。 当相邻 分 区 的公共 点点数过 少 ，将使 网的整体性 变 差 ， 从 而影 响 网的精度 ， 如增加公共 点数则 又 会 延 缓测 量工作的 进 程 ， 这 一 点请用 户 根据网的要求慎重考 虑 。 在一 个观测 分 区内 ， 用 户还 可根据 参 加作 业 的接收机 数 量 ， 分成若干 个 同步 观测的子区（ 每 个子区 必 须有两 台以上的接收机） ， 这样 整 个测区 就很容易 进 行作 业 管理 ， 从 而有利于作 业 效率的提高。 （ 3） 选择观测时 段 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 14 在 GPS 测 量中 ， 所 测卫 星与 观测 站所 组 成的几何 图 形 ， 其 强 度可取空 间 位置精度因子（ PDOP）来 表示。 无论 是 绝对寻 址或相 对 定位 ， 其值均不 应 超 过 一定的要求。 对应 各精度等 级 ， PDOP 值 应 不超 过 下表所列限值。 各 级 GPS 测 量中 PDOP 要求 规 定 表 2-4 注： 为 了保 证观测的质 量 ， 实际 上 PDOP 一般在 4。 0 以下才采集 数 据。 （ 4） 确定观测进程及调度 最佳 观测时间 确定后 ， 在观测 工作 开始之 前 ， 须 制定 观测 工作的 进 程表及接收机的 调 度 计 划。尤 其当 GPS 网的 规 模 较 大 ， 参 加作 业 的 GPS 较多时 ， 建 议用户 仔 细地 制定和 选择这 些 计 划的优化方案 ， 这对 于 顺 利地 实现预 定的 观测 任 务 极 为 重要。 观测工作的进程计划 ， 涉及到网的规模、精度要求、作 业的接收机数目和后勤保障条件等 ， 在实际工作中 ， 应根据最优化的原则合理制定。 2.5.2 安置及启动仪器 安置 仪器 的步 骤 ： 在选 好的 观测 站 点 上安放三 脚 架。注意 观测 站周 围 的 环 境必 须 符合上述的 条 件 ， 即 净 空 条 件好 ， 远 离反射源 ， 避 开电 磁 场 干扰等。因此 ， 安放 时 用 户应尽 量避免 将 接收机放在 树荫 、建筑物下 ，也不要在靠近接收机的地方使用 对讲 机 ， 手提 电话等无线电设备 。 小 心打开仪器 箱 ， 取出基座及 对中 器 ， 将 其安放在 脚 架上 ， 在 测点 上 对中 、整平基座。 从仪器 箱中取出接收机 ， 将 其安放在 对中 器上 ， 并 将 其 锁紧 ， 再分 别 取出采集器及其托 盘 ，将 它 们安装 在 脚 架上。 在安置 仪器时 用 户 要注意下面的 几点 ： 当仪器需 安置在三角 点觇标 的基板 时 ， 应 先 将觇标顶 部拆除 ， 以防止 对 信 号 的干扰 ， 这时 ，可将标 志的中心投影在基板上 ， 作 为 安置 仪器 的依据。 基座上的水平器必 须严格 居中。 2.5.3 如何量取天线高即仪器高 量取天 线 高前 将测 高片 夹 在 联接头 与主机 之间 （ 图 2-5） 图 2-5 量取仪器高 安置好 仪器 后 ， 用 户应 在各 观测时 段的前后 ， 各量 测 天 线 高一次 ， 量至毫米。量 测时 ， 由 测 高片量至 标 石（或其它 标 志）或者地面 点 中心 顶 端。 级 别 PDOP 8 10 10 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 15 采用下面公式 计 算天 线 高： H h R h 2 02 0 （ 2-3） 所算 H 即 为 天 线 高 理论计 算值。 两次 量 测的结 果之差不 应 超 过 3mm， 并取其平均值采用。 特 别 注意 ： 实际输 入 仪器 天 线 高 时 要求 输 入 h 斜高 ， 即用 钢 卷尺由 测 高片量 测点 位置量至 地面中心 的斜距。天 线 高 无 需人工 计 算 ， 计 算机自 动计 算。 2.5.4 启动仪器 在接收机控制面板上电源开关。 2.6 S60 接收机使用注意事 项 用 户 在使用 S60GPS 接收机的 时 候 ， 要 注意以下的事 项 ， 以免不 当 的操作而造成不必要的麻 烦 ： （ 1） 必 须严格 按照本操作手 册进 行接 线 和操作 ， 以保 证 能 够获 得符合要求的成果。例如 选点时按 规 程 规 定 ， 避 开树荫 、建筑物、构筑物等 ， 同 时 S60GPS 接收机使用 时应 避 开强电 磁 场的 干扰 ， 如离 开电视电 信 发射塔 300 米、高 压线 50米以上、 电动 机、 对讲 机（尤其是移动电话）等 。 （ 2） 不 应 在 电压 低的情 况 下（ 电 源指示 灯闪烁 ） 长时间 工作。 （ 3） 搬 运主 机 时 ， 要 轻 拿 轻 放。 开 箱 前轻轻 放好箱子 ， 让仪器 箱的 盖 子朝上 ， 打开 箱子的 锁 栓。 （ 4） S60GPS 接收机 应 存放在干燥、安全的地方 ， 避免受潮及碰撞。 （ 5） 主机充 满电 后 应及时 拔下四芯插 头 ， 否 则会 影 响电 池的使用 寿命 。 总要求 : GPS 测量应遵循国家标准 GPS 测量规范布网、施测、检核、计算。 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 16 第三章 S60GPS 测量系统文件及操作 3.1 S60 文件系 统简 介与文件接口 3.2 初始界面 打开 S60 电源后进入程序初始接口 ， 初始接口如下图： 图 3-1 初始接口中的 选择 项 目 功 能 备 注 开 机 键 开关 机，确定，修改 开 机 ，关 机，确定修改 项目 ， 选择 修改 内 容 FN 键 切换下一项，返回 一般 为选择 修改 项目 ，返回 上级 接口 重置 键 强制 关 机 特殊情 况 下 关 机 键 ，不 会 影 响 已 采集 数 据 电源灯 电 量 状况 正常情况红灯常亮，低 电 量 状况下频闪 。 蓝 牙 灯 蓝 牙 连 接 状况 扩 充功能，升 级 后可用 电 台 记 录灯 电 台信 号 及采集 状况 扩 充功能，升 级 后可用； 静态 采集 时记录灯 采集一次历 元 数 据 闪 一次 卫 星 灯 卫 星 颗数 每 30 秒 闪 一回，一回 闪烁 多少次表示 锁 定多少 颗卫 星 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 17 初始接口 有两 种模式 选择 ： 设 置模式、采集模式；初始接口下按 键进入设 置模 式 ， 不 选 择则进 入 自 动 采集模式。 3.3 设 置模式 进入设置模式主接口 ，按 选择项目，选好后按 确定 。见图 3-2。 图 3-2 主接口分两部分： （ 一 ） 设 置工作模式 （ 1） 按 确定进入设 置工作模式。 见图 3-3。 图 3-3 按 键 可 选择 基准站工作模式、移 动 站工作模式以及返回 设 置模式主菜 单 注：基准站工作模式和移 动 站工作模式 为扩 充功能 ， 升 级 后可用。 （ 2） 进 入 静态 工作模式可 选择静态 模式 参数设 置 。 见图 3 4 图 3-4 （ 3） 选择 修改 进 入 参数设 置接口。 见图 3-5 图 3-5 （ 4） 按 设 置截止角后 设 置采 样间 隔 ， 采集模式 设 置分 为 手 动 和自 动两 种。 见图 3-6 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 18 图 3-6 特 别 注意：同 时 工作的几台 S60 主机高度截止角、采集 间 隔最好保 证 一致 ， 即同 样 的 设 置值。 （ 5） 静态 模式 参数设 置完 毕 后按 FN 键 返回 静态 模式 参数设 置主接口 ， 选择开始 返回初始接口 ，选择 退出返回 设 置工作模式接 口。 （ 二 ） 系 统 配置信息 按 键选择 系 统 配置信息 ， 再按 进 入系 统 配置信息。 见图 3-7 图 3-7 按 键 可 选择 系 统 信息以及返回主菜 单 。 （ 1） 进入设 置 显 示 参数 接口可 对语 言、 对 比度 以及页面翻页方式 设 置。 见图 3-8 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 19 图 3-8 参数设 置完成后 选择 返回 进 入系 统 配置信息接口 （ 2） 进 入系 统 信息接口可以 显 示主机 编号 、主机程序版本、注 册码 以及剩 余内 存空 间 。 见图3-9 图 3-9 （ 3）进入系统检测接口可以进行液晶显示测试、 LED 和蜂鸣器测试、电源测试。 如 图 3-10 图 3-10 3.4 数据采集 （ 1） 自动 搜索 锁 定 卫 星 图 3-11 如 图 3 11 所示 ， 屏幕 显 示星 图 、 卫 星 颗数 、 PDOP 值（三 维 坐 标 几何因子）以及 电 池剩余 电 量。星 图 中 数 字代表 卫星星号 ， 有黑底的 为锁 定的 卫 星 ， 无黑 底的 为未锁 定 卫 星。 图 3-12 如 图 3-12 所示 ， 屏幕 显 示 卫星星号 （ SV#）、 卫 星方位角（ Azi）、 卫 星 高度角（ Ele）、 卫 星信 号 信噪比（ SNR）。 卫星星号 前有“ *” 号 的 为锁 定 卫 星。 卫 星信 号 信噪比是 卫 星信 号质 量的衡量标 准 ， 一般情 况 下信噪比越高表示 卫 星信 号质 量越好 ， 信噪比介于 30 至 55 之间 ， 未 锁 定 卫 星的信噪比 为 0。 灵锐 S60 GPS 测量系统操作手册 20 图 3-13 如 图 3-13 所示 ， 屏幕 显 示大地 经纬 度、高程以及日期 时间 。在搜索到 卫 星后大地 经纬 度、高程才 会显 示 当 地值 ， 才 会显 示 当 地 标 准日期和 时间 。 在搜索 锁 定 卫 星接口下 ， 图 3-11， 3-12， 3-13 会连续 重复 滚动显 示 ，（如选择手动 翻页则需按进行翻页） （ 2） 手 动 模式采集 数 据 进 入采集接口后按 开 机 键选择 采集 ， 进 入 数 据 属 性修改接口。如 图 3 14 所示 图 3-14 选择 修改 ， 对数 据 属