数字测图 第3版 课件 项目4（4.1数据传输）

数字测图测绘地理信息学院数据通讯基本概念4.1

数据通讯基本概念1任务4.1数据通讯的基本概念数据通讯是把数据的处理和传输合为一体，实现数字信息的接收、存储、处理和传输，并对信息流加以控制、校验和管理的一种通讯形式。数字测图的数据通讯是指测绘仪器（全站仪、GNSS接收机等）与计算机（包括PDA）间的数据传输与处理。

主要介绍全站仪与计算机间的数据通讯。任务4.1数据通讯的基本概念数据通讯所要传输的信息是由一系列字母和数字组成的。而沿着传输线传送时，信息以电信号形式传送。

因此，实际上先要把传送的字符信息转换为二制形式，再把二进制信息转换为一系列离散的电子脉冲信号，用于表示二进制信息。任务4.1数据通讯的基本概念

用二进制来表示字母、数字和一些特殊符号，国际上通常使用美国标准信息交换码(AmericanStandardCodeforInformationInterchange)，即ASCII码。数据通讯所传输的数据信息的二进制位数叫做数据位，它通常用7位二进制数表示，但有时也用8位二进制数表示。例如字母AASCII为41H（或065）二进制信息为：1000001

数字1ASCII为31H（或049）二进制信息为：0110001任务4.1数据通讯的基本概念数据通信并行通信串行通信单工方式全双工方式半双工方式同步传输异步传输有线通信无线通信红外通信蓝牙通信任务4.1数据通讯的基本概念1.按照数据的传输方向可分为：单工通讯、半双工通讯与全双工通讯。单工方式只允许在规定的方向上传输数据，而不允许向相反方向传输数据发送单元接收单元任一时刻半双工方式通信双方中，每一方都具备发送和接收功能，但当一方是发送单元时，另一方必须是接收单元。全双工方式任何时刻都允许在两个方向上传输数据。任务4.1数据通讯的基本概念

2.数据通讯方式

电子设备之间的数字数据交换通讯主要有：（1）有线的并行通讯（传输）和串行通讯（传输）（2）无线的红外线通讯（IrDA）与蓝牙通讯（Bluetooth）（3）利用设备配置的CF、PC卡、USB接口进行数据交换任务4.1数据通讯的基本概念2.并行通讯和串行通讯（1）并行传输并行传输，是指通过多条数据线将数据信息的各位二进制数同时并行传送，每位数要各占用一条数据线。任务4.1数据通讯的基本概念2.并行通讯和串行通讯（1）并行传输在并行传输中，至少有8个数据位同时从一个设备传到另一个设备（如右图所示），接收设备在收到这些数据后，不需要经过任何改变就可以直接使用。任务4.1数据通讯的基本概念2.并行通讯和串行通讯（1）并行传输这种方式通讯速度快，但各位数据必须要求同时发送，并按同一速度传送，接收单元才能收到完整而准确的信息，若各位数据发送速度快慢不一时，就可能收到错误信息。因而，必须使用专门技术和专门设备进行接收，制作成本较大。与并行传输相对应，在计算机主机上都配有适用于多种打印机、绘图仪的并行接口，如LPT1，LPT2等。任务4.1数据通讯的基本概念（2）串行传输在串行数据传输中，数据信息是按二进制位的顺序由低到高一位一位地在一条信号线上传送。这种方式传输速度慢，但设备要求简单，价格低廉，同时由于是在一条线上传输，每一个二进制数无论传输快慢，但最终均能组成完整而准确的信息，信号质量高，因此是常用的信息交换方法任务4.1数据通讯的基本概念（2）串行传输与串行传输相对应，在各种输入、输出设备和计算机系统上常装有串行通信接口。

计算机系统最常用的串行接口是美国电子工业协会EIA（ElectronicIndustriesAssociation）规定的RS（RecommenededStandard）－232C标准。任务4.1数据通讯的基本概念（2）串行传输计算机主机上的COM1和COM2两个标准接口。

串行接口用于对通讯速度要求不是很高的设备，如数字化仪、全站仪、GNSS以及鼠标等，在这些输入输出设备上都有串行接口，可以很方便地用电缆直接与主机连接。

全站仪上的串行接口常采用专用圆形接口，接口的结构、针数和各针的功能各厂家的设计也不尽相同。任务4.1数据通讯的基本概念3.同步传输和异步传输（串行通讯中的两种工作方式）同步传输是指每一个数据位都是用相同的时间间隔发送，而接收时也必须以发送是的相同时间间隔接收每一位信息。也就是说，在同步方式下，接收单元与发送单元都必须在每一个二进制位上保持同步，而不论是否传输数据。同步传输时，接收单元的时间间隔判别是根据传过来的信息中开头的几个同步信号来判断的，后面的数据就不再需要加同步信号。任务4.1数据通讯的基本概念3.同步传输和异步传输（串行通讯中的两种工作方式）串行通信常采用异步传输方式。由于接收单元不能准确预计什么时候要接收下一个数据串，因此发送单元在发送任意数据串之前首先发送一位二进制数进行报警，称为起始位，起始位之值为“0”。在发送起始位“0”后，马上就接着发送数据串。当发送数据信息完毕后，相应地在其后加上1位或2位二进制数，用来表示数据传送结束，叫做停止位，其值为“1”。由于GNSS、全站仪传输的数据量一般不是很大，常采用串行通讯中的异步传输方式。任务4.1数据通讯的基本概念3.同步传输和异步传输（串行通讯中的两种工作方式）发送一个字母A，其数据信息用7位ASII码表示，为1000001，假定采用偶校验，在考虑数据的起始位和一位停止位，则数据信息应表示为1010000010，假设数据信息发送前后线路都是空的，则数据在线路中发送形势如图任务4.1数据通讯的基本概念4.无线通讯红外线通讯利用红外线来传输信号的通信方式。红外线通讯保密性强，不受无线电干扰，设备结构简单，价格低廉；目前，红外通讯技术多数情况下传输距离短（最长为3m，接收角度为30°），要求通信设备的位置固定。任务4.1数据通讯的基本概念4.无线通讯蓝牙（10世纪丹麦国王哈拉尔德的别名）通讯技术是使用内制在芯片上的短程射频链接来替代电子设备上使用的电缆或连线的短距离无线数据通讯技术。

它能够在10m（通过增加发射功率可达到100m）的半径范围内实现单点对多点的无线数据和声音传输，其数据传输速率每秒1M字节。

蓝牙技术使用全双向天线实现全双工数据传输，支持数据终端的移动性性。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置为了实现正常通信，全站仪与计算机两端的通信参数设置必须一致。

1.波特率波特率表示数据传输速度的快慢，用位／秒（b／s)表示，即每秒钟传输数据的位数（bit）。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置为了实现正常通信，全站仪与计算机两端的通信参数设置必须一致。

1.波特率例：如果数据传送的速率为120个字符／S，而每个字符又包含10位（起始位1位，数据位7位，校验位1位，停止位1位），则波特率为1200（b/s）。异步串行通讯常用的波特率有300b/s、600b/s、1200b/s、1800b/s、2400b/s、4800b/s、9600b/s和19200b/s等。全站仪中多采用1200b/s以上的波特率。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置为了实现正常通信，全站仪与计算机两端的通信参数设置必须一致。2.数据位数据位是指单向传输数据的位数，数据代码通常使用ASCII码，一般用7位或8位。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置

3.校验位校验位，又称奇偶校验位，是指数据传输时接在每个7位二进制数据信息后面发送的第八位，即将1个二进制数(校验位)加到发送的二进制信息串后，让所有二进制数(包含校验位)的总和总保持是奇数或偶数，以便在接收单元检核传输的数据是否有误。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置3.校验位

校验位通常有五种校验方式：无校验（NONE）偶校验（EVEN）奇校验（ODD）标记校验（MARK）空号校验（SPACE）在全站仪的通讯中，一般采用前三种校验方式，占一位，用N、E或O表示（分别代表NONE、EVEN和ODD）。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置3.校验位

（1）NONE（无校验）

这种方式规定发送数据信息时，不使用校验位。这样就使原来校验位所占用的第8位成为可选用的位，这种方法通常用来传送由8位二进制数(而不是7位ASII码数据)组成的数据信息。这时，数据信息就占用了原来由校验位使用的位置。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置3.校验位

（2）EVEN（偶校验）

这是一种最常用的方法，它规定校验位的值与前面所传输的二进制数据信息有关，并且应使校验位和7位二进制数据信息中“1”的总和总为偶数。换而言之，如果二进制数据信息中“1”的总数是偶数，则校验位是“0”；如果二进制数据信息中“1”的总数是奇数，则校验位是“1”。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置3.校验位

（3）ODD（奇校验）

这种方式规定校验位的值与它所伴随的二进制数据信息有关，并且应使校验位和7位二进制数据信息中“1”的总数是偶数，则校验位为“1”；如果所有二进制数据信息中“1”的总数是奇数，则校验位为“0”。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置3.校验位

（4）MARK（标记校验）

这种方式规定校验位总是二进制数“1”，而与所传输的数据信息无关。因此，这种方式下二进制数“1”仅仅是简单地填补了这个位置，并不能校验数据传输正确与否。它的存在并无实际意义。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置3.校验位SPACE（空号校验）

这种方法规定校验位总是二进制数“0”，它也只是简单地填补位置，虽有校验位存在，但并不用来作传送质量的检验，其存在也无实际意义。任务4.1数据通讯的基本概念菜单可选项目内容1.波特率1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600选择波特率。2.校验位无/奇/偶选择奇偶检验位。3.数据位7/8选择数据长度，7位或8位。4.停止位1/2选择停止位。5.回答方式无/有设置仪器与外部设备进行数据通讯时的握手协议中外部设备是否可省略去控制数据继续发送的控制字符[ACK]。无：可省去[ACK]有：不可省去(标准协议)NTS660仪器出厂时的标准设置值用下划线标明。任务4.1数据通讯的基本概念①设置全站仪测量方式：一般为水平角、天顶距、斜距测量方式。②设置全站仪距离测量的观测次数和距离观测方式：观测次数一般为1次；距离观测方式一般在精测、粗测、跟踪中选择“精测”或“跟踪”模式。③确认全站仪数据是存放到内存中还是传输到外设，如果是传输到外设，就需设置打开RS-232C串口，并设置COM1或COM2接口。任务4.1数据通讯的基本概念④设置数据传输速度，即设置波特率（每秒钟传输数据的位数）：有1200，2400，4800，9600，…，等，全站仪中多采用1200b/s以上的波特率⑤设置通讯参数的校验方式：有N（无）、O（奇）、E（偶）等。⑥设置通讯参数的数据位：有7位、8位两种。⑦设置通讯参数的停止位：有1位、2位。任务4.1数据通讯的基本概念⑧设置通讯的数据流控制（XON/XOFF）：选“是”或“否”。⑨设置通讯的数据段落结束或换行标志：有回车/换行（CR/LF）、回车（CR）、换行（LF）等，一般选“开”或“关”。⑩设置计算机的通讯接口是否打开：有接口COM1、COM2等，一般设为COM1。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置4.数据传输的应答方式

XON/XOFF：当接收方内部缓冲区满时，接收器发出一个XOFF信号，发送器停止数据发送，并等待一个XON信号，然后恢复发送；

ACK/NAK：发送器一探测到CR或LF信息时，它就立即停止数据发送，然后等待来自接收器的ACK信号，恢复发送。如果接收器收到不正确的信号时，它就发送一个NAK信号，要求发送器重新发送一次数据

GSI：发送器发送一个数据块和存储数据的指令，接收器确认后发送一个“？”；任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置4.数据传输的应答方式RTS/CTS：这是一种硬件应答方式，RTS即请求发送，CTS即清除发送。若使接收器不能接收多余的数据时，置RTS/CTS线为低电平，发送器自动中止数据流。若接收器准备接收多余的数据时，则置RTS/CTS线为高电平；None“此为无应答方式，这时接收器仅按指定地波特率接收数据。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置

5.终止符（换行标志）发送器在发送一个数据块(数据段)落后，还要发送一个数据块（数据段落）终止符（换行标志），通常为CR（回车）和CR/LF（回车/换行）。

终止符（换行标志）意味着传输数据、指令、信息的结束，这对发送接收数据都有效。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置以“拓普康GPT-2005”全站仪说明通信参数的设置，一般包括以下几项（各仪器说明书中都有具体的规定）。设置通信参数的波特率：有1200，2400，4800，……；设置通信参数的数据位：有7位、8位两种；设置通信参数的校验方式：有N（无），O（奇），E（偶）等；设置通信参数的停止位：有1位、2位；任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置以“拓普康GPT-2005”全站仪说明通信参数的设置，一般包括以下几项（各仪器说明书中都有具体的规定）。设置通信的数据流控制（应答方式）：选“是”或“否”；设置通信的数据段落结束或换行标志：有“回车／换行（CR／LF）、回车（CR）、换行（LF）”等提供选择。设置计算机的通信口是否打开，一般设为COM1，并使计算机的各项通信参数与全站仪一致。任务4.1数据通讯的基本概念三、全站仪通信参数的设置数据记录格式2任务4.2数据记录格式一、有线的串行通讯---RS-232C1.利用专用传输程序传输数据

2.利用超级终端传输数据

3.自编数据通讯程序二、无线的红外线通讯（IrDA）与蓝牙通讯（Bluetooth）三、利用设备配置的CF、PC卡、USB接口进行数据交换任务4.2数据记录格式外业数据记录格式为了让计算机能对绘制地形图的全部数据都能操作，就必须将所有数据按一定的格式记录，并存储在一个二维表中。

二维表就是由行和列构成的表格，也是最简单的数据库（DateBase，简称DB）。表中的每一行称为一条记录（Record），每一列称为一个字段或（Field）。每条记录由若干个字段组成，也就是说一条记录是由若干个字段数据组成的数据集合，并且作为一个整体单位。任务4.2数据记录格式外业数据记录格式数据分为6个类：一般数据，仪器数据，测站数据，方向观测数据，碎部点数据，控制点数据。例如碎部点测定，每一个碎部点都有点号、连接点号、连接线型、地形要素分类代码、x坐标、y坐标、高程7项内容，连同代表碎部点本身的分类号码总共为8项。

这便是一个碎部点全部信息的一条记录内容，也就是说作为一个整体，一个碎部点就由8个字段构成。我们用A1~A8表示每个字段，碎部点本身的分类号码为A1字段，它代表了碎部点数据的类别。任务4.2数据记录格式外业数据记录格式数据分为6个类：一般数据，仪器数据，测站数据，方向观测数据，碎部点数据，控制点数据。每一类还有自含的具体项目，如：一般数据日期、有测区代号、测绘测量小组号等；仪器数据有仪器类型、仪器误差（视准轴、横轴、竖轴）、仪器常数（测距加常数、乘常数）；测站数据有测站点号、零方向号、仪器高、零方向读数；任务4.2数据记录格式外业数据记录格式数据分为6个类：一般数据，仪器数据，测站数据，方向观测数据，碎部点数据，控制点数据。每一类还有自含的具体项目，如：方向观测数据有观测的方向点号、目标高、方向值、天项距、斜距；碎部点数据有碎部点号、连接点号、连接线型、地形要素分类代码、x坐标、y坐标、高程。在这个二维表中只要找到一条记录，就可以由此记录的各字段得到相应的数据。任务4.2数据记录格式外业数据记录格式例如碎部点测定，每一个碎部点都有点号、连接点号、连接线型、地形要素分类代码、x坐标、y坐标、高程7项内容，连同代表碎部点本身的分类号码总共为8项。

这便是一个碎部点全部信息的一条记录内容，也就是说作为一个整体，一个碎部点就由8个字段构成。我们用A1~A8表示每个字段，碎部点本身的分类号码为A1字段，它代表了碎部点数据的类别。任务4.2数据记录格式

CASS软件坐标数据文件坐标数据文件是CASS最基础的数据文件，扩展名是“DAT”，无论是从电子手簿传输到计算机还是用电子平板在野外直接记录数据，都生成一个坐标数据文件。如利用观测时间为文件名，则在全站仪中存在一个“20210923.DAT”的文件。任务4.2数据记录格式