拓普康GPS简易操作手册

1、拓普康GPS简易操作手册TopSURV简易操作手册.doc 1本手册简要说明了TopSURV(GPS)软件的操作流程,以便用户可以尽快入门. 第一章 准备工作 准备工作主要包括GPS+设置,已知点数据的输入等,这些都可在室内完成. 步骤如下: 1.1 运行TopSURV软件 1,手簿开机后即进入图1-1所示界面,双击TopSURV图标,或在选中TopSURV图标后按ENT键,即可启动TopSURV软件,并进入图1-2所示打开作业界面. 图1-1 图1-2 TopSURV简易操作手册.doc 21.2 新建作业 1,在图1-2界面中点击【新建】,进入图1-3所示的新作业界面,在该界面中可以输入作

2、业名称,生成者,注释等信息,建议项目名称按日期输入,如7月18日项目名称可命名为0718,按【继续】进入选择测量设置界面,如图1-4所示. 图1-3 1.3 选择GPS测量参数集 在测量之前,必须在图1-4所示界面的GPS+设置下选择正确的参数集.每个GPS+设置都是一个工作条件的参数集.这些参数与测量所用的仪器有关,用户可以根据使用的仪器型号设置自己的参数集(详见附录1),在今后的作业中只需选择自己建立的参数集即可. 图1-4 1.4 其他设置 1,图1-4界面中点击【继续】,进入坐标系统界面,如图1-5所示.在该界面中投影必须选择,基准选择WGS84,如下所示 TopSURV简易操作手册.

3、doc 3图1-5 2,点击【继续】,进入下图所示单位设置界面. 图1-6 3,再点击【继续】,进入显示界面,如下图所示.在该界面中可以设置坐标显示的类型,顺序,方位角的参考方向等. 图1-7 TopSURV简易操作手册.doc 44,点击【继续】,进入报警界面,如下图所示.报警界面可以设置各种声音报警,如:电源低,内存不足,电台连接弱,卫星失锁等,可分别设置手簿,GPS+接收机,全站仪.不过必须在音响报警框前打勾,设置才有效.点击【完成】,将保存所有参数设置,并返回软件主界面,如图1-8所示. 图1-8 新建作业时都会显示以上一个设置向导,在进入作业后还可以在【作业/设置】中选择,对每项进行

4、设置. 1.4 输入已知点数据 1,输入已知点地方坐标 在主界面下选择【编辑/点】,显示图1-9界面.在该界面下点击【设置】进入显示设置界面,如图1-10所示.将坐标类型改为地面,点击【确定】返回图1-9界面. TopSURV简易操作手册.doc 5图1-9 图1-10 在图1-9界面点击【增加】,进入图1-11所示增加点界面,输入已知点的点名及相应的地方坐标,然后点击【确定】返回图1-9界面.继续点击【增加】可以输入其它点的地方坐标. 图1-11 TopSURV简易操作手册.doc 6注意:如果所增加的点将会作为控制点,请将右下角的控制点框打勾. 2,输入已知点WGS-84坐标 如果已知点具

5、有精确WGS84坐标,可以如下方式输入,否则这一步可省略. 在主界面下选择【编辑/点】,显示图1-9界面.在该界面下点击【设置】按钮进入显示设置界面,如图1-12所示.将坐标类型改为WGS84(Lat/Lon/Ell ht),然后点击【确定】返回图1-9界面. 图1-12 在图1-9界面点击【增加】,进入图1-13所示增加点界面,输入点名与WGS84经纬度与大地高,然后点击【确定】返回图1-9界面,继续点击【增加】可以输入其它点的WGS84坐标. 图1-13 在已知数据全部输入完成后,点击图1-9界面中的【关闭】按钮,返回TopSURV主界面. TopSURV简易操作手册.doc 7第二章 外

6、业测量 RTK测量时,需要至少两台接收机,一台接收机作基准站,与其相连的天线在已知点上对中整平;另一台接收机作流动站,与其相连的天线在待测点上对中整平. 如果在地方坐标系统下进行测量,还需进行坐标转换.随已知数据与作业方案的不同,坐标转换方案也会不同.下面是最通常的情况,如欲知道坐标转换的更多信息,请参看附录2. 假设测区内有C01,C02,C03三点具有地方坐标,但不具有WGS84坐标,作业方案有两种. 一,第一种方案,基准站架设在已知点上. 作业步骤如下: .将基准站接收机架设在任一控制点(不妨假设为C01)上,对中整平,并量取天线高(量取方式见附录3). .接收机,手簿都开机,将手簿连到

7、基准站接收机上.运行TopSURV软件,并新建作业,选择正确的RTK参数集. .在TopSURV主界面下选择【测量/设置基准站】菜单项,进入图2-1所示界面.输入点名(建议为C01-84,以与作为地方坐标数据输入的C01点区别),基准站天线高及测高方式,查看卫星数(框内所示),如果超过4颗,点击【自动定位】按钮.此时WGS84(m)框内显示基准站点的WGS84大地经纬度与大地高,并不断变化,同时【自动定位】按钮变为【停止】,在观测至少60秒以后,点击【停止】按钮.然后点击【设置基准站】,如果设置基准站成功,将会显示图2-2所示界面. 图2-1 TopSURV简易操作手册.doc 8图2-2 .

8、将流动站接收机安装到2米对中杆上,架设在C02点上.接收机开机,将手簿连到流动站上,进入已建好的作业中,在TopSURV主界面下点击【测量/点测量】,进入图2-3界面 图2-3 在该界面中Fixed指示解的类型,除Fixed之外还有可能显示Auto及Float,他们分别代表固定解,导航解及浮点解,就精度来说,固定解精度最高,浮点解次之,导航解最差. 指示水平位置精度, 指示垂直位置精度, 指示电台数据链的通信质量. .在图2-3界面中输入点名(建议为C02-84,以与作为地方坐标数据输入的C02点区别),因为我们采用的是2米对中杆,所以天线高输入2.000,测高方式选择垂高.当解的类型显示为F

9、ixed时,即可点击【开始】记录,此时界面变为图2-4所示界面.圆圈内指示观测历元数, 当 与 指示位置精度符合要求时,点击【采用】完成点测量. TopSURV简易操作手册.doc 9图2-4 .同理,流动站架设在C03点上,进行点测量,采集得到C03的WGS-84坐标C03-84.这样,C01自动定位获得WGS84坐标C01-84,C02与C03点通过RTK点测量获得WGS84坐标C02-84与C03-84. .坐标转换 在TopSURV主界面中,点击【测量/坐标转换】菜单项,进入如下图所示坐标转换界面 图2-5 在该界面中点击【增加】,显示图2-6所示增加转换点界面 TopSURV简易操作

10、手册.doc 10图2-6 在图2-6界面中,点击点列表图标分别调入控制点的地方坐标及WGS84坐标,然后点击【确定】返回图2-5界面.在图2-5界面中继续点击【增加】,将其他控制点增加为转换点. 值得一提的是,每个控制点的平面坐标与高程是否参与坐标转换,都是可选的,如图2-6所示.当三个控制点作为转换点全部增加完成后,界面显示如下 图2-7 可以点击【转换参数】按钮查看转换参数.其中H残差与V残差栏分别表示使用该转换参数进行坐标转换后在该点上的剩余误差,一般不要超过2cm.点击【关闭】完成坐标转换,返回TopSURV主界面. 坐标转换完成后,再查看【作业/设置/坐标转换】,在投影一栏,将不再

11、显示为无,而显示为坐标转换,如图2-8所示.此时再进行点测量与点放样,将都在地方坐标系统下进行. 点列表图标 点列表图标 TopSURV简易操作手册.doc 11图2-8 .点测量,点放样 点测量 将流动站接收机安装到2米对中杆上,架设在待测点上.接收机开机,将手簿连到流动站上,进入已建好的作业中,在TopSURV主界面下点击【测量/点测量】,进入图2-9界面 图2-9 输入点名,天线高及测高方式,当解的类型显示为Fixed,点击【开始】按钮,观测510个历元,并当 与 指示位置精度符合要求时,点击【采用】完成该点数据采集. 点放样 首先将设计点坐标作为已知点数据输入作业中(具体参见第1.4节

12、),然后点击【放样/点】菜单项,进入如下图所示点放样界面 TopSURV简易操作手册.doc 12图2-10 在该界面中Fixed指示解的类型,除Fixed之外还可能显示Auto及Float,他们分别代表固定解,导航解及浮点解, 指示水平精度, 指示垂直精度, 指示电台数据链的通信质量. 在图2-10界面中,点击【设置】按钮,进入如下放样参数界面 图2-11 在该界面中可以设置放样点与设计点的水平距离限差,放样时的参考方向,放样点存储时的后缀名(与设计点区别),以及放样时解的类型(一般为固定解).参考方向有三个选项,选择移动方向,放样时会根据流动站的移动方向,指示该向左还是向右,向前还是向后移

13、动;N表示参考方向为北方向,放样时需配合手簿托架上的指南针移动逼近设计点位;选择参考点/方位,放样时会要求输入参考点或参考方位,然后根据与参考点或参考方位的相对位置进行放样.设置完成后,点击图2-11界面中的【确定】返回图2-10所示点放样界面. 进行点放样,首先在点放样界面中点击点列表图标(如图2-10所标)进入点点列表图标 TopSURV简易操作手册.doc 13界面(如图2-12)调入欲放样的设计点,并输入正确的天线高及测高方式,然后当解的类型显示为Fixed,点击【点放样】,显示图2-13所示界面. 图2-12 图2-13 图2-13是参考方向选择移动方向时的放样界面,当放样点与设计点

14、偏差符合要求时,点击【存储】保存放样点. 二,第二种方案,基准站架设在未知点上. 作业步骤如下: .在测区中央选择一个有一定高度且视野开阔的未知点,并将基准站接收机架设在上面,对中整平,量取天线高(天线高量取方式参见附录). .接收机,手簿都开机,将手簿连到基准站接收机上.运行TopSURV软件,并新建作业,选择正确的RTK参数集. .在TopSURV主界面下选择【测量/设置基准站】菜单项,进入图2-13所示界面.输入点名(假设为BASE),天线高及测高方式,查看卫星数(框内所示),如果超过4颗,TopSURV简易操作手册.doc 14点击【自动定位】按钮.此时WGS84(m)框内显示基准站点

15、的WGS84大地经纬度与大地高,并不断变化,同时【自动定位】按钮变为【停止】,在观测至少60秒以后,点击【停止】按钮.然后点击【设置基准站】,如果设置基准站成功,将会显示图2-14所示界面. 图2-13 图2-14 .将流动站接收机安装到2米对中杆上,架设在C01点上.接收机开机,将手簿连到流动站上,进入已建好的作业中,在TopSURV主界面下点击【测量/点测量】,进入图2-15界面 TopSURV简易操作手册.doc 15图2-15 在该界面中Fixed指示解的类型,除Fixed之外还有可能显示Auto及Float,他们分别代表固定解,导航解及浮点解,就精度来说,固定解精度最高,浮点解次之,

16、导航解最差. 指示水平位置精度, 指示垂直位置精度, 指示电台数据链的通信质量. .在图2-15界面中输入点名(建议为C01-84,以与作为地方点输入的C01点区别),因为我们采用的是2米对中杆,所以天线高输入2.000,测高方式选择垂高.当解的类型显示为Fixed时,即可点击【开始】记录,此时界面变为图2-16所示界面.圆圈内指示观测历元数,当 与 指示位置精度符合要求时,点击【采用】完成点测量. 图2-16 .同理,流动站先后架设在点C02与C03上,进行点测量,采集得到C02-84与C03-84.这样,C01,C02与C03点都通过RTK点测量获得了WGS84坐标:C01-84,C02-

17、84与C03-84. .坐标转换 在TopSURV主界面中,点击【测量/坐标转换】菜单项,进入如下图所示坐标转换TopSURV简易操作手册.doc 16界面 图2-17 在该界面中点击【增加】,显示图2-18所示增加转换点界面 图2-18 在图2-18界面中,点击点列表图标分别调入控制点的地方坐标及WGS84坐标,然后点击【确定】返回图2-17界面.在图2-17界面中继续点击【增加】,将其他控制点增加为转换点. 值得一提的是,每个控制点的平面坐标与高程是否参与坐标转换,都是可选的,如图2-18所示.当三个控制点作为转换点全部增加完成后,界面显示图2-19所示,此时可以点击【转换参数】按钮查看已

18、求得的转换参数.注意H残差与V残差一般不应超过2cm. 点列表图标 点列表图标 TopSURV简易操作手册.doc 17图2-19 然后,点击【关闭】完成坐标转换,返回TopSURV主界面. 坐标转换完成后,再查看【作业/设置/坐标转换】,在投影一栏,将不再显示为无,而显示为坐标转换,如图2-20所示.此时再进行点测量与点放样,将都在地方坐标系统下进行. 图2-20 .点测量,点放样 点测量,点放样与第一种方案中的操作完全相同,这里就不再赘述了. 第一种方案,基准站架设在已知点上,流动站分别在其它控制点上进行点测量,获得WGS84坐标,然后再进行坐标转换.第二种方案,基准站架设在未知点上,流动

19、站需在所有控制点上进行点测量,获得WGS84坐标,然后再进行坐标转换. 比较而言,更推荐第二种方案.因为在第二种方案中,基准站可以选择架设在测区中央一定高度且视野开阔的理想点位上.基准站架的越高,电台信号的传输距离越远,信号质量TopSURV简易操作手册.doc 18也越好;视野开阔保证能接收到更多且信号更好的卫星;基准站架在测区中央能更好地覆盖整个测区,减少基站架设次数. TopSURV简易操作手册.doc 19附录1 如何建立自己的GPS+参数集 正确的GPS参数集是实施RTK的基础,它不仅与所用的接收机,天线,电台等硬件型号有关,还与测量结果的精度要求有关.TopSURV本身预置了5个参

20、数集,它们分别是My RTK,My RTK and PP,My Network RTK,My PP Static,My PP Kinematic.其中最常用的是My RTK参数集,不过在最初使用时,用户一般都需要根据自己所使用的仪器型号重新编辑,不过一旦设好参数集后,以后作业只需直接调用该参数集即可. 首先在TopSURV主界面下,选择【作业/设置/测量】,进入选择测量设置界面,当然也可以在新建项目后进入该界面. 在该界面下点击【 】按钮,显示设置界面如下 图附1 设置名称选中My RTK,并点击【编辑】按钮,显示设置:测量界面如下 TopSURV简易操作手册.doc 20在该界面中,名称为参

21、数集名称,一般无需更改,类型选择RTK,然后点击【继续】,显示设置:基准站接收机界面如下 在该界面中RTK格式选择CMR+,高度角输入10,然后点击【继续】,显示设置:基准站电台界面如下 图附2 在该界面中电台调制及相应参数可根据表-1进行设置 TopSURV简易操作手册.doc 21接收机 电台调制 接收机与电台连接参数 备注 HiPer,HiPer+ PCC公司 接口:D 波特率:38400 奇偶位:无 停止:1 数据:8 基准站必须使用外接35W电台. HiPer Pro HiPer Pro 内置接口:C 波特率:38400 奇偶位:无 停止:1 数据:8 基准站使用1W HiPer P

22、ro Base内置电台. 表-1 另外注意:如果基准站采用HiPer或HiPer+接收机,电台调制选择PCC公司,界面稍有不同,如下图所示. 图附3 点击图示【电台设置】按钮,弹出PCC电台参数界面,如下图所示.在界面中选择通道为3,灵敏度为低,然后点击【确定】,返回图附3界面. TopSURV简易操作手册.doc 22图附2或图附3界面点击【继续】,进入设置:基准站天线界面,如下图所示 在该界面中,选择正确的基准站天线型号,并输入默认的基准站天线高及类型,然后点击【继续】进入设置:流动站接收机界面,如下图所示 在该界面中RTK格式同样选择CMR+,高度角输入10,然后点击【继续】,进入设置:

23、流动站电台界面,如下图所示 TopSURV简易操作手册.doc 23图附4 在该界面中电台调制及相应参数可根据表-2进行设置 接收机 电台调制 接收机与电台连接参数 备注 HiPer,HiPer+PCC公司 接口:C或D 波特率:38400 奇偶位:无 停止:1 数据:8 流动站内置电台,应使用C;0W流动站电台应使用D HiPer Pro HiPer Pro 内置接口:C 波特率:38400 奇偶位:无 停止:1 数据:8 流动站使用 HiPer Pro内置电台. 表-2 另外也需注意:如果流动站采用HiPer或HiPer+接收机,电台调制选择PCC公司,界面也会稍有不同,在左下角显示【电台

24、设置】按钮(如图附5),可对电台所使用的通道及灵敏度进行设置.与基准站稍有不同,此时通道同样设为3,但灵敏度设为高,如图附6所示. TopSURV简易操作手册.doc 24图附5 图附6 图附4或图附5界面点击【继续】,进入设置:流动站天线界面,如下图所示 在该界面中,选择正确的流动站天线型号,并输入默认的流动站天线高及类型,然后点击【继续】进入设置:测量参数界面,如下图所示 TopSURV简易操作手册.doc 25该界面中参数可参见上图所示进行设置,然后点击【继续】进入设置:放样参数界面,如下图所示 此界面中参数也可参见上图所示进行设置,然后点击【继续】进入设置:高级界面,如下图所示. 在该

25、界面中卫星系统选择GPS,RTK位置选择匹配的历元,然后点击【完成】返回图附1所示设置界面,从而完成参数集的设置. TopSURV简易操作手册.doc 26这里介绍的是最一般的参数集设置,为了用户初次使用容易接受,参数值都作了限定,而实际上许多参数都是可选的,关键在于基准站与流动站设置必须匹配.一旦设好参数集后,以后作业只需直接调用该参数集即可.TopSURV简易操作手册.doc 27附录2 坐标转换 如果测量在地方坐标系统下进行,点测量之前必须求解转换参数.转换参数的求解必须有三个或三个以上的点既有地方坐标,又有WGS84坐标.这些点称为控制点,它们的WGS84坐标绝对位置精度不一定要求很高

26、,但各点之间的相对位置精度要很精确.也就是要有足够精度的以WGS84坐标表示的相对网形.转换参数求解的过程实际上就是将以WGS84坐标表示的控制点相对网形拟合到相应地方坐标的过程. 控制点选择的原则: .选定三个或三个以上具有精确地方坐标的点作为控制点,要求这三个点均匀分布,并能很好控制测区. .基准站可以架设在控制点上,也可以架设在测区中央有一定高度视野开阔的未知点上,比如楼顶.相比之下,后一种方案更值得推荐.这是因为基准站架的越高,电台信号的传输距离越远,信号质量也越好;视野开阔保证能接收到更多且信号更好的卫星;同时基准站架在测区中央能更好地覆盖整个测区,减少基站架设次数. 1.控制点只有

27、地方坐标,没有WGS84坐标 通常作业情况下,测区内并没有具有WGS84精确坐标的可用控制点,不过还好,我们并不需要高精度的绝对位置精度,而只需各控制点之间高精度的相对位置.于是控制点的WGS84坐标可以如下采集: 不管基准站是否架设在控制点上,首先采用前面所述自动定位设置基准站,然后在各控制点上进行点测量采集WGS84坐标.控制点上既有地方坐标,又有WGS84坐标之后,即可进行坐标转换.第二章所述方案一,二都属于这种情况,并进行了详细说明. 2.控制点既有地方坐标,又有精确WGS84坐标 在这种情况下,坐标转换可以使用控制点已有的精确WGS84坐标,但必须注意不能使用自动定位设置基准站,而必

28、须调用已输入的该点的精确84坐标设置基准站. 假设有三个控制点C01,C02,C03既有地方坐标,又有精确WGS84坐标. 【内业工作】: 新建作业,选择正确参数集,输入三个控制点的地方坐标与WGS84坐标,地方坐标点TopSURV简易操作手册.doc 28名对应C01,C02,C03,WGS84坐标对应点名C01-84,C02-84,C03-84. 【外业工作】: .将基准站架设在任一控制点(比如C01)上,对中整平,量取天线高. .连接基准站接收机与手簿,运行TopSURV软件,进入内业已建好的作业. .选择【测量/设置基准站】,进入设置基准站界面(如下图所示) 在该界面中点击点列表图标,

29、进入下图所示点界面调入控制点C01的WGS-84坐标(即C01-84),然后点击【设置基准站】. 如果基准站设置成功,显示如下界面 点列表图标 TopSURV简易操作手册.doc 29.选择【测量/坐标转换】,将三个控制点的地方坐标与84坐标一一对应,增加为转换点. .点测量,点放样 这种方式的优点是,设好基准站后即可进行坐标转换,不需要再到各控制点上进行点测量采集WGS84坐标;同时点测量所测的点不仅具有精确地方坐标,而且具有高精度的WGS84坐标.TopSURV简易操作手册.doc 30附录3 如何量取天线高 无论进行静态GPS测量,还是RTK测量,接收机能直接测得的是天线相位中心的坐标,因而都需要进行归算,才能得到测站坐标.如果接收机在测站上对中整平,测站坐标的归算取决于以下三个参数: 天线高 天线高的量取方式 所用天线的型号 天线型号决定了天线相位中心与天线高参考标志的相对位置,静态后处理与RTK测量都要求输入测站的天线型号. 图附7 天线高的量取方式有两种: 垂高 - 从测站标志中心到接收机底部固定螺丝基座上天线高参考点(ARP)的距离. 斜高 - 从测站标志中心到接收机前后面板上斜高测量标志(SHMM)处下边沿的距离. 斜高测量标志(SHMM)在接收机前后面板上,成下三角形. 天线高量取时,为了精确一般从不同角度