第二章數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件設(shè)備

第二章數(shù)字測圖系統(tǒng)的硬件設(shè)備第1頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月

數(shù)字測圖系統(tǒng)是以計算機(jī)為核心，在硬件和軟件的支持下，對地形空間數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)采集、輸入、數(shù)據(jù)處理及數(shù)據(jù)輸出、管理的測繪系統(tǒng)。

第2頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月全站型電子速測儀（ElectronicTheometerTotalStation），它由電子經(jīng)緯儀、光電（主要為紅外線）測距、電子微處理器及數(shù)據(jù)自動記錄裝置等部分構(gòu)成。

一、全站儀概述1、游標(biāo)經(jīng)緯儀：20年代。

2、光學(xué)經(jīng)緯儀：40年代。光電、激光測距儀

3、紅外測距儀：70年代

4、電子經(jīng)緯儀+測距儀=電子速測儀器

5、全站型電子速測儀=全站儀

電子經(jīng)緯儀+測距儀+電子記錄第3頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、全站儀與經(jīng)緯儀相比具有以下優(yōu)點:1、測量結(jié)果自動記錄在"電子手簿"中,減少了讀數(shù)的錯誤和記錄的粗差,提高了功效。2、利用全站儀中的微處理器,通過傳感器可以自動的改正儀器軸系誤差,提高測量精度;3、距離改正,高差計算和坐標(biāo)計算在儀器上自動完成,減少了內(nèi)業(yè)計算工作量;4、角度測量中自動掃描整個度盤,并求出平均值作為結(jié)果,消除了度盤的刻劃誤差和偏心差。第4頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月

組合式：將電子經(jīng)緯儀、紅外測距儀、微處理器和電子記錄裝置（電子手簿）通過一定的連接器構(gòu)成一個組合體整體式：將電子經(jīng)緯儀、紅外測距和電子微處理器以及儲存設(shè)備集于一體。三、全站儀的分類第5頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月SET500南方索佳蔡司徠卡拓普康第6頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月全站型電子速測儀電子經(jīng)緯儀光電測距電子微處理器自動記錄裝置§2.1

、全站儀的結(jié)構(gòu)及其測量原理第7頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月基本功能存儲測量結(jié)果氣象改正儀器誤差改正數(shù)據(jù)處理應(yīng)用程序數(shù)據(jù)采集施工放樣導(dǎo)線測量偏心觀測懸高測量對邊測量自由設(shè)站一、全站儀的基本功能及部件名稱特殊功能自動調(diào)焦免棱鏡測距自動跟蹤第8頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月提手目鏡垂直制動螺旋垂直微動螺旋管水準(zhǔn)器顯示窗瞄準(zhǔn)器電池鎖緊桿電池儀器中心標(biāo)志水平制動螺旋水平微動螺旋接口整平腳螺旋望遠(yuǎn)鏡調(diào)焦螺旋望遠(yuǎn)鏡扶手全站儀的部件名稱第9頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、全站儀的基本結(jié)構(gòu)微處理器顯示器鍵盤數(shù)據(jù)程序存儲器光電測角系統(tǒng)雙軸液體補(bǔ)償裝置自動瞄準(zhǔn)與跟蹤I/O總線光電測距系統(tǒng)接口第10頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.光電測量系統(tǒng)包括光電測角系統(tǒng)和光電測距系統(tǒng)；有的還具有無（免）棱鏡激光測距技術(shù)。2.雙軸液體補(bǔ)償裝置雙軸液體補(bǔ)償器，以補(bǔ)償豎軸傾斜對觀測角度（水平方向值和豎直角）的影響。雙軸液體補(bǔ)償器補(bǔ)償范圍一般在3′以內(nèi)；有的全站儀還具有視準(zhǔn)差、橫軸誤差、指標(biāo)差等修正功能，以提高單盤位觀測精度；第三軸補(bǔ)償實際上是采用內(nèi)置軟件來改正橫軸誤差及視準(zhǔn)軸誤差對水平方向值的影響。第11頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3.自動瞄準(zhǔn)與跟蹤系統(tǒng)4.測量計算系統(tǒng)全站儀微處理系統(tǒng)是全站儀的核心部件；控制和處理電子測角、測距的信號；控制各項固定參數(shù)，如溫度、氣壓等信息的輸入、輸出；還由它進(jìn)行設(shè)置觀測誤差的改正、有關(guān)數(shù)據(jù)的實時處理；自動記錄數(shù)據(jù)或控制電子手簿等。第12頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電子測角的分類(ClassificationofEAM)光柵度盤測角二進(jìn)制編碼度盤葛萊碼度盤編碼度盤測角動態(tài)度盤測角三、電子測角原理第13頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2.編碼度盤測角原理用四位二進(jìn)制表示角值，全圓刻成24=16個扇形

出現(xiàn)粗差的主要原因是相鄰兩個區(qū)域的碼道狀態(tài)同時有幾個發(fā)生變化。第14頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月編碼度盤測角原理第15頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（1）

光柵(OpticalGrating)光柵的兩個基本參數(shù)線條密度單位毫米長度范圍內(nèi)的線條數(shù)光柵距相鄰線條之間的距離計量光柵線條密度為25~125直線光柵圓光柵光柵

用玻璃、樹脂或金屬制成的表面具

有密集等寬等距線條的光學(xué)元件。3.光柵度盤測角原理第16頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月將兩張參數(shù)相同的光柵沿線條方向小角度(

≤10')相重疊所形成的明暗相間的條紋，即莫爾條紋。（2）

莫爾條紋(MoireFringe)

B光柵移動一個光柵距

莫爾條紋就移動一個條紋寬度B

(莫爾條紋明暗變化一周期)第17頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月莫爾條紋的位移放大作用q光柵2光柵1dW由于θ角很小，則：

原理移動量W（紋距）為：W＝d·cotθ第18頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（3）光柵度盤測角裝置(OpticalGratingCircle)主要裝置具有對光柵信號進(jìn)行光電計數(shù)功能的光柵讀數(shù)頭。照明光學(xué)系統(tǒng)發(fā)光管光電接收管接收光學(xué)系統(tǒng)指示光柵光柵度盤第19頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月34(6)把光信號轉(zhuǎn)換成電信號，實現(xiàn)脈沖計數(shù)角度測量發(fā)光管(1)發(fā)出的光經(jīng)照明光學(xué)系統(tǒng)(2)后變成平行光，照亮光柵度盤(3)和指示光柵(4)，形成莫爾條紋。（4）光柵度盤測角原理莫爾條紋經(jīng)接收光學(xué)系統(tǒng)(5)后到達(dá)光電接收管(6)

1265第20頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月光柵度盤轉(zhuǎn)動方向光電流轉(zhuǎn)動一條光柵指示光柵轉(zhuǎn)動一個光柵距

莫爾條紋在接收管上就移動一個條紋寬度

光電接收管中的電流就變化一周期。光柵度盤測角本質(zhì)上是測定光柵的轉(zhuǎn)動量，稱之為增量式測角。第21頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月4.動態(tài)光柵度盤測角原理

第22頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月(1).粗測粗測只能夠測定角度值中的大數(shù)。式中：—動態(tài)度盤旋轉(zhuǎn)過角度所用的時間；△T—轉(zhuǎn)過所用的時間。(2).精測其中△t可用脈沖填充法精確測定。第23頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月四、光電測距原理ABD測定t方法有①直接測時：脈沖式測距儀②間接測時：相位式測距儀第24頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.脈沖法測距原理

計數(shù)顯示電子門時標(biāo)脈沖觸發(fā)器脈沖發(fā)射脈沖接收反射器DBA特點：直接測時一類測距儀稱為脈沖式測距儀，該儀器因其精度較低，通常只用于精度較低的遠(yuǎn)距離測量、地形測量和炮瞄雷達(dá)測距。WildDI3000脈沖紅外測距儀第25頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月●拓普康第二代WinCE智能全站儀——WinCE全站儀

●全新2000米無棱鏡測距技術(shù)●GPT-7500提供世界上最長的無棱鏡電子測距(2000m)。2000米的無棱鏡測程確保了可以測量350米范圍內(nèi)的任何目標(biāo)，甚至可以透過柵欄，樹枝進(jìn)行測量。采用最安全的一級激光。GPT-7500GPT-7502￥98000

GTS-721，精度1〃，￥71000

拓普康GPT-7500第26頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)調(diào)制信號為正弦信號，包含2π的整倍數(shù)N2π，和不足2π的尾數(shù)部分ψ，即：單位長，“測尺”，“電子尺”用長度為u的“測尺”去量測距離。2、相位式測距原理公式第27頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月N值解算的一般原理在上式中u=λ/2是已知的，ΔN可測出（測相器只能測定余長uΔN，而不能測出整周數(shù)N）由于測相精度只能達(dá)到10-3，所以想要用單一頻率的測量來獲得距離的單值解，則精度和測程就不可能兼顧。要使測距具有高精度和遠(yuǎn)測程，相位式測距儀一般采用一組“測尺”共同測距，即用精測頻率測定余長以保證精度，設(shè)置多級頻率（粗測頻率）來解算N而保證測程，從而解決“多值性”問題。第28頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月設(shè)儀器采用了兩把測尺配合測距，若用兩者測定同一距離，則有：第29頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月§2.2全站儀的操作使用索佳SET500南方NTS660徠卡TS02第二章數(shù)字測圖的硬件系統(tǒng)第30頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1.特點：菜單圖形顯示絕對數(shù)碼度盤：開機(jī)即可直接進(jìn)測量。即使中途重置電源，方位角信息也不會丟失。強(qiáng)大的內(nèi)存管理：選用16M內(nèi)存，可存儲測量數(shù)據(jù)或坐標(biāo)數(shù)據(jù)多達(dá)4萬個。望遠(yuǎn)鏡鏡頭更輕巧儀器傾斜圖形顯示預(yù)裝標(biāo)準(zhǔn)測量程序：除具備常用的基本測量模式(角度測量、距離測量、坐標(biāo)測量)和特殊測測量程序(懸高測量、偏心測量、對邊測量、距離放樣、坐標(biāo)放樣、后方交會)之外，還預(yù)裝了標(biāo)準(zhǔn)測量程序，為控制測量、地形測量、工程放樣提供極大方便。簡體中文顯示

一、南方全站儀NTS665概述第31頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2.NTS665技術(shù)指標(biāo)NTS-662NTS-663NTS-665距離測量最大距離（良好天氣）單個棱鏡1.8Km1.6Km1.4Km

三個棱鏡2.6Km2.3Km2.0Km數(shù)字顯示

最大：9999999.999m最小1mm

精度

2+2ppm

單位

米m／英尺ft可選測量時間

精測單次3秒，跟蹤１秒角度測量

測角方式

光電增量式

光柵盤直徑（水平、豎直）

79ｍｍ

最小顯示讀數(shù)

1″/5″可選

探測方式

水平盤：對徑垂直盤：對徑精度

2″

3″

5″第32頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月NTS-662NTS-663NTS-665望遠(yuǎn)鏡鏡筒長度154ｍｍ物鏡有效孔徑望遠(yuǎn)：45ｍｍ，測距：50ｍｍ放大倍率３０×視場角１°３０′最小對焦距離１ｍ分辨率3″最小對焦距離1m自動垂直補(bǔ)償器系統(tǒng)雙軸液體電子傳感補(bǔ)償工作范圍±３′精度１″水準(zhǔn)器管水準(zhǔn)器30″／2ｍｍ圓水準(zhǔn)器8′／2ｍｍ第33頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月NTS-662NTS-663NTS-665光學(xué)對中器成像正像放大倍率3×調(diào)焦范圍0.5ｍ～∝視場角5°數(shù)據(jù)傳輸接口ＲＳ－２３２Ｃ機(jī)載電池電源可充電鎳－氫電池電壓直流６Ｖ連續(xù)工作時間８小時尺寸及重量外形尺寸200×180×350ｍｍ重量6.0㎏第34頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3.儀器各部件名稱及其功能第35頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月4.顯示屏【角度測量】V：87°56′09″HR：180°44′38″斜距平距坐標(biāo)置零鎖定P1↓【斜距測量】V：87°56′09″HR：180°44′38″SD：12.345PSM30PPM0(m)F.R斜距平距坐標(biāo)置零鎖定P1↓第36頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月顯示符號符號含義符號含義V垂直角*電子測距正在進(jìn)行V％百分度m以米為單位HR水平角（右角）ft以英尺為單位HL水平角（左角）F精測模式HD平距T跟蹤模式（10mm）VD高差R重復(fù)測量SD斜距S單次測量N北向坐標(biāo)NN次測量E東向坐標(biāo)ppm大氣改正值Z天頂方向坐標(biāo)psm棱鏡常數(shù)值第37頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月5.操作鍵軟鍵F1-F6電源開關(guān)鍵退出鍵回車鍵星鍵

按鍵名稱功能F1～F6軟鍵功能參見所顯示的信息0～9數(shù)字鍵輸入數(shù)字，用于欲置數(shù)值A(chǔ)～/字母鍵輸入字母ESC退出鍵退回到前一個顯示屏或前一個模式★星鍵用于儀器若干常用功能的操作ENT回車鍵數(shù)據(jù)輸入結(jié)束并認(rèn)可時按此鍵POWER電源鍵控制電源的開/關(guān)第38頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、儀器參數(shù)設(shè)置1儀器常數(shù)設(shè)置2棱鏡常數(shù)的設(shè)置3大氣改正的設(shè)置改正方式如下：(計算單位：米)PPM=273.8-0.2900×氣壓值（hPa）1+0.00366×溫度值（℃）若使用的氣壓單位是mmHg時，按：1hPa=0.75mmHg進(jìn)行換算?！げ活櫦按髿飧恼龝r，請將PPM值設(shè)為零?！TS系列全站儀標(biāo)準(zhǔn)氣象條件（即儀器氣象改正值為0時的氣象條件）：氣壓：1013hPa溫度：20℃4大氣折光和地球曲率改正5測量模式精測-粗側(cè)-跟蹤測量-重復(fù)測量-單次測量第39頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1安置儀器2打開電源開關(guān)三、測量前的準(zhǔn)備第40頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3安裝反射棱鏡4垂直角和水平角的傾斜改正5儀器系統(tǒng)誤差的補(bǔ)償

第41頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1角度測量四、測量模式置零設(shè)置鎖定左、右角切換2距離測量1)大氣改正的設(shè)置PPM2)棱鏡常數(shù)的設(shè)置PSM3)測量模式(精測/跟蹤模式/單次/N次測量/連續(xù)測量)4)斜距/平距/高差F：精測模式T：跟蹤模式R：連續(xù)(重復(fù))測量模式S：單次測量模式N：N次測量模式第42頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3坐標(biāo)測量1設(shè)置測站點坐標(biāo)2設(shè)置儀器高/棱鏡高3坐標(biāo)測量的操作①設(shè)置測站坐標(biāo)和儀器高/棱鏡高。②設(shè)置已知點的方向角。③照準(zhǔn)目標(biāo)點。④按[F3](坐標(biāo))鍵。⑤顯示測量結(jié)果。四、測量模式ABP第43頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1坐標(biāo)測量五、應(yīng)用模式（應(yīng)用測量程序部分）

三維坐標(biāo)測量(CD)

第44頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2懸高測量(RE)五、應(yīng)用模式（應(yīng)用測量程序部分）第45頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3對邊測量五、應(yīng)用模式（應(yīng)用測量程序部分）第46頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月五、應(yīng)用模式（應(yīng)用測量程序部分）4后方交會ABCP第47頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月5放樣測量五、應(yīng)用模式（應(yīng)用測量程序部分）

距離放樣(SD)坐標(biāo)放樣測量(SC)

第48頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月顯示文件存儲狀態(tài)文件的保護(hù)文件的刪除文件的更名內(nèi)存的格式化CONFIG.SYS系統(tǒng)文件DEFAULT.LYR編碼層文件DEFAULT.LIB編碼庫文件FIXED.PTS固定點數(shù)據(jù)文件*******.RAW原始數(shù)據(jù)文件*******.PTS坐標(biāo)數(shù)據(jù)文件*******.HAL水平定線數(shù)據(jù)文件*******.VCL垂直定線數(shù)據(jù)文件*******.XDE橫斷面數(shù)據(jù)文件*******.STK填挖數(shù)據(jù)文件*******.PTL放樣數(shù)據(jù)文件六、存儲管理模式第49頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月七、數(shù)據(jù)通信模式第50頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月菜單可選項目內(nèi)容1.角度單位度/哥恩/密位選擇測角單位，分別為度(360°制)哥恩(400Gon制)或密位(6400Mil制)2.傾斜補(bǔ)償關(guān)/單軸/雙軸選擇傾斜傳感器補(bǔ)償模式，分別為關(guān)(關(guān)閉)，僅豎角(單軸)補(bǔ)償或豎角和水平角(雙軸)補(bǔ)償。3.折光改正關(guān)/0.14/0.20設(shè)置大氣折光和地球曲率改正，可選擇的折光系數(shù)有：關(guān)(不加改正)，K=0.14或K=0.204．氣壓單位mmHg/inHg/hpa選擇大氣改正中的氣壓單位。5.日期格式m/d/y,d/m/yy/m/d選擇日期顯示格式。日/月/年，月/日/年，年/月/日6.燈光關(guān)/開背景燈光的開或關(guān)。注意：返回模式的開或關(guān)優(yōu)先于此項設(shè)置。7.信號蜂鳴關(guān)/開定義在設(shè)置音響模式下是否發(fā)蜂鳴聲，OFF或ON。8.V角讀數(shù)天頂距/垂直角選擇垂直角讀數(shù)零位為天頂方向或水平方向。9.H角零檢關(guān)/記憶開若選擇(記憶開),則在儀器關(guān)機(jī)后仍可保存預(yù)置的角值。注：此項參數(shù)改動后，必須關(guān)機(jī)一次方可生效。10.坐標(biāo)記憶關(guān)/開選擇關(guān)機(jī)后是否要存儲測站點坐標(biāo)。1測量與顯示參數(shù)八、參數(shù)設(shè)置模式第51頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月11.距離單位米/英尺選擇測距單位，米或英尺。12.英尺類型美制/國際選擇英尺的類型。美式英尺：1m=3.280833333333333ft國際英尺：1m=3.280839895013123ft13．R/L開關(guān)關(guān)/開選擇角度測量模式下利用軟鍵變換右角/左角是否有效。關(guān)：可以變換開；禁止變換14．m/ft開關(guān)關(guān)/開禁止距離單位米或英尺的變換。關(guān)：可以變換開：禁止變換15．坐標(biāo)順序NEZ/ENZ設(shè)置坐標(biāo)測量顯示坐標(biāo)的順序NEZ或ENZ。16．溫度單位℃/℉選擇大氣改正中的溫度單位。17.最小讀數(shù)關(guān)/開選擇最小角度讀數(shù)開或關(guān)。[開：1″或關(guān)：5″]18.自動關(guān)機(jī)關(guān)/開(30)選擇是否使用自動關(guān)機(jī)功能。關(guān)：不使用開：30分鐘(用數(shù)字鍵輸入)19．氣壓單位mmHg/inHg/hpa選擇大氣改正中的氣壓單位。20.EDM等待關(guān)/開(10)選擇距離測量結(jié)束后，到切斷測距(EDM)的時間間隔。關(guān)：測距后不會切斷開：測距后10分鐘后才切斷第52頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2數(shù)據(jù)通訊參數(shù)菜單可選項目內(nèi)容1.波特率1200/2400/4800/9600/19200/38400/57600選擇波特率。2.校驗位無/奇/偶選擇奇偶檢驗位。3.數(shù)據(jù)位7/8選擇數(shù)據(jù)長度，7位或8位。4.停止位1/2選擇停止位。5.回答方式無/有設(shè)置儀器與外部設(shè)備進(jìn)行數(shù)據(jù)通訊時的握手協(xié)議中外部設(shè)備是否可省略去控制數(shù)據(jù)繼續(xù)發(fā)送的控制字符[ACK]。無：可省去[ACK]有：不可省去(標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議)八、參數(shù)設(shè)置模式第53頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月九、全站儀的使用注意事項l全站儀的測量功能(1)電子測距為儀器中心至棱鏡中心的傾斜距離。精確測距時需加儀器加常數(shù)及氣象改正。(2)電子測角(水平角、垂直角)：儀器便顯示水平方向值或天頂距。(3)電子補(bǔ)償器。(4)微處理機(jī)同時可實現(xiàn)數(shù)據(jù)的存儲及雙向通訊。2全站儀的原始觀測數(shù)據(jù)只有傾斜距離(斜距)；水平方向值、天頂距.3全站儀測量時無需進(jìn)行度盤配置4全站儀的正、倒鏡觀測:等級測量中仍需要正、倒鏡觀測，同樣需要作記錄、檢核。5全站儀的左、右角觀測:電子度盤的刻度可根據(jù)需要設(shè)置左、右角觀測(一般為右角)。6全站儀的放樣功能:望遠(yuǎn)鏡的水平方向和垂直方向不同補(bǔ)償改正數(shù)的大小也不同。7當(dāng)測站點有振動、風(fēng)大、低精度觀測時，應(yīng)關(guān)閉儀器的補(bǔ)償功能。8電子氣泡的居中必須以長水準(zhǔn)氣泡的檢驗校正為準(zhǔn)。9全站儀的坐標(biāo)顯示有兩種設(shè)置方式，N、E、Z和E、N、Z。10全站儀的存儲器分為內(nèi)部和外部兩種。11全站儀的電池(1)電池一定要在儀器對中整平前裝好，關(guān)機(jī)后再取出，以免丟失數(shù)據(jù)；(2)電源應(yīng)在對中整平后打開、搬動儀器前關(guān)閉。因為全站儀的自動補(bǔ)償器在傾斜狀態(tài)耗電量特別大：(3)距離測量的耗電量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于角度測量，測量過程中應(yīng)盡量減少測距次數(shù)。特別在程序測量功能下，顯示測量數(shù)據(jù)后應(yīng)立即按停止，否則測距一直在進(jìn)行；(4)電池容量不足應(yīng)及時停止測量工作；長期不用應(yīng)每月充電一次(5)儀器長期不用應(yīng)至少三個月通電檢測一次，防止電子元器件受潮。第54頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月實驗1全站儀的基本操作一、實驗?zāi)康?.全面熟悉全站儀各部件的功能及使用；2.掌握全站儀角度距離及三位坐標(biāo)測量的方法。二、實驗內(nèi)容1.熟悉全站儀各部件的功能及使用；2.使用全站儀的使用和參數(shù)設(shè)置；3.使用全站儀進(jìn)行角度、距離和坐標(biāo)測量。三、主要儀器設(shè)備全站儀;棱鏡;三腳架;小鋼尺四、實驗步驟1.角度測量2.距離測量3.坐標(biāo)測量（測站設(shè)置、觀測）五、實驗分析第55頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章數(shù)字測圖硬件設(shè)備2.3RTK-GPS系統(tǒng)簡介第56頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第一部分GPS定位原理及應(yīng)用簡介第57頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月一、GPS的定義及歷史1．定義

全球定位系統(tǒng)GPS（GlobalPositioningSystem）,是一種可以授時和測距的空間交會定點的導(dǎo)航系統(tǒng),可向全球用戶提供連續(xù)、實時、高精度的三維位置，三維速度和時間信息。

GPS定位原理及應(yīng)用簡介第58頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2．GPS的產(chǎn)生與發(fā)展——由TRANSIT到GPS

1957年10月第一顆人造地球衛(wèi)星上天，電子導(dǎo)航應(yīng)運(yùn)而生利用多普勒頻移原理1964年建成子午衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)(TRANSIT)。美國從1973年開始籌建全球定位系統(tǒng)，1994年投入使用。經(jīng)歷20年，耗資300億美元，是繼阿波羅登月計劃和航天飛機(jī)計劃之后的第三項龐大空間計劃。

GPS定位原理及應(yīng)用簡介第59頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二、GPS的組成

GPS定位系統(tǒng)由GPS衛(wèi)星空間部分、地面控制部分和用戶GPS接收機(jī)三部分組成。GPS定位原理及應(yīng)用簡介第60頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1、空間部分

由21顆工作衛(wèi)星

和3顆備用衛(wèi)星。

GPS衛(wèi)星圖片1目前，GPS星座已真正實現(xiàn)全球覆蓋，不再有盲區(qū)，全天24小時任何時間都能精密定位。GPS定位原理及應(yīng)用簡介第61頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月GPS衛(wèi)星圖片2GPS定位原理及應(yīng)用簡介第62頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月2、地面控制部分。Coloradosprings55HawaiiAscencionDiegoGarciakwajalein1個主控站:Coloradosprings(科羅拉多.斯平士)。3個注入站:Ascencion(阿森松群島)、DiegoGarcia(迭哥伽西亞)、kwajalein(卡瓦加蘭)。5個監(jiān)控站：以上主控站、注入站及Hawaii(夏威夷)。GPS定位原理及應(yīng)用簡介第63頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月3、用戶接收機(jī)部分GPS接收機(jī)的基本類型分導(dǎo)航型和大地型。大地型接收機(jī)又分單頻型和雙頻型。GPS定位原理及應(yīng)用簡介第64頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月圖片：導(dǎo)航型GPS機(jī)手持型GPS機(jī)GPS定位原理及應(yīng)用簡介第65頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月圖片：大地型GPS接收機(jī)單頻機(jī)雙頻機(jī)GPS定位原理及應(yīng)用簡介第66頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月三、GPS定位方法分類

（1）絕對/單點定位(pointpositioning)——確定觀測點在WGS-84系中的坐標(biāo)，即絕對位置。（2）相對定位(relativepositioning)——確定確定同步跟蹤相同的GPS衛(wèi)星信號的若干臺接收機(jī)之間的相對位置（坐標(biāo)差）的定位方法。

GPS定位原理及應(yīng)用簡介第67頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月四、相對于經(jīng)典的測量技術(shù)來說，這一新技術(shù)的主要特點如下：●全球地面覆蓋?！?/p>

功能多，精度高?！駥崟r定位?！?/p>

應(yīng)用廣泛。●觀測站之間無需通視?！穸ㄎ痪雀??！裼^測時間短?！癫僮骱啽恪！?/p>

GPS測量的自動化程度很高●全天侯作業(yè)。GPS定位原理及應(yīng)用簡介第68頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月北斗1代衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組成圖我國——北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)69GPS定位原理及應(yīng)用簡介第69頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)與GPS、GLONASS、Galileo等國外的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)相比，BD–1有自己的優(yōu)點。如投資少，組建快；具有通信功能；捕獲信號快等。但也存在著明顯的不足和差距，如用戶隱蔽性差；無測高和測速功能；用戶數(shù)量受限制；用戶的設(shè)備體積大、重量重、能耗大等。定位精度：北斗導(dǎo)航系統(tǒng)三維定位精度約幾十米，授時精度約100ns。GPS三維定位精度P碼目前己由16m提高到6m，C/A碼目前己由25-100m提高到12m，授時精度日前約20ns。中央已決定研制組建第二代北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)（BD–2）2023年9月15日70GPS定位原理及應(yīng)用簡介第70頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第二部分RTKGPS定位技術(shù)第71頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月1．RTK(real-timekinematic)工作原理與動態(tài)相對定位方法相比，定位模式相同，僅要在基準(zhǔn)站和流動站間增加一套數(shù)據(jù)鏈，實現(xiàn)各點坐標(biāo)的實時計算、實時輸出。RTKGPS測量系統(tǒng)。在測圖時，僅需一人背著儀器，手持帶對中桿的接收機(jī)天線，在待測地物地貌碎部點上觀測2、3秒鐘，就可得到精度為1～2cm的平面坐標(biāo)。RTK用途：適用于精度要求不高的施工放樣及碎部測量。作業(yè)范圍：目前一般為10km左右。精度：可達(dá)到（10mm+1ppm）

RTKGPS定位技術(shù)第72頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月實時相對定位(RTK)示意

T2T1RTKGPS定位技術(shù)第73頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月載波相位差分分為兩類：修正法和差分法。修正法是將基準(zhǔn)站將載波相位修正量通過數(shù)據(jù)鏈通訊發(fā)送給流動站，流動站以其改正本站的載波相位觀測值，然后求解流動站的坐標(biāo)。差分法是將基準(zhǔn)站采集的載波相位觀測值通過數(shù)據(jù)鏈通訊完整地發(fā)送給流動站，流動站的工作手簿（亦稱控制器）將其和自己同步得到的載波相位觀測值求差，并對相位差分觀測值進(jìn)行實時處理，求得流動站的坐標(biāo)。RTKGPS定位技術(shù)第74頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTKGPS定位技術(shù)第75頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTK測量系統(tǒng)主要包括三部分：-----GPS接收設(shè)備；-----數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)；-----軟件系統(tǒng)。

2實時動態(tài)（RTK）測量系統(tǒng)的設(shè)備配置RTKGPS定位技術(shù)第76頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTK工作手簿（控制器）是GPS實時數(shù)據(jù)處理關(guān)鍵設(shè)備。參數(shù)設(shè)置、基線解算、坐標(biāo)計算、坐標(biāo)轉(zhuǎn)換、數(shù)據(jù)記錄等都在工作手簿進(jìn)行。數(shù)據(jù)鏈通訊分為電臺通訊模式和網(wǎng)絡(luò)通訊模式。華測X90RTK的工作手簿。RTKGPS定位技術(shù)第77頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月近幾年一些大城市開始建立網(wǎng)絡(luò)RTKGPS系統(tǒng)，即連續(xù)運(yùn)行參考站（ContinuouslyOperatingReferenceStations，CORS）。CORS由若干個連續(xù)運(yùn)行的基準(zhǔn)站、數(shù)據(jù)處理中心、數(shù)據(jù)發(fā)布中心和用戶流動站組成?；竟ぷ髟硎牵涸谝粋€市區(qū)（較大的區(qū)域）均勻地布設(shè)多個連續(xù)運(yùn)行的參考站，根據(jù)各參考站長期跟蹤的觀測結(jié)果，反演出區(qū)域內(nèi)GPS定位的一些主要誤差模型，如電離層、對流層、衛(wèi)星軌道等誤差模型；系統(tǒng)運(yùn)行時，將這些誤差從參考站的的觀測值中減去，形成所謂的“無誤差”的觀測值，再利用無誤差的觀測值與用戶流動站的觀測值有效的組合，在流動站附近（幾米到幾十米）建立起一個虛擬參考站；將流動站和虛擬參考站進(jìn)行載波相位差分改正，就實現(xiàn)了RTK定位。RTKGPS定位技術(shù)第78頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月RTKGPS定位技術(shù)第79頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月第二章數(shù)字測圖硬件設(shè)備2.4數(shù)字化儀與掃描儀第80頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月數(shù)字化板一般厚約2cm，其塑料表面平整光滑，表面下的平板之中嵌入了一組互相垂直規(guī)則的柵格狀導(dǎo)線(即x，y導(dǎo)線柵格陣列)。圖形操作定標(biāo)器(簡稱定標(biāo)器)是一種團(tuán)形輸入裝置?？刂茩C(jī)構(gòu)起到由點信號到數(shù)字變換的樞紐作用。2.4數(shù)字化儀與掃描儀一、圖形數(shù)字化儀數(shù)字化儀由數(shù)字化板、定標(biāo)器及控制電路組成。第81頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月主要技術(shù)指標(biāo)：分辨率、精確度和幅面大小。

分辨率：是能分開相鄰兩點的最小間距，通常為±0.01mm~±0.05mm，即500線/mm~500線/mm。

精確度：指量測坐標(biāo)值與原圖坐標(biāo)值的符合精度，一般為±0.025mm~±0.20mm；

有效工作幅面：最小為280mm×280mm，最大可達(dá)1000mm×1200mm。圖紙的幅面由A4~A0。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第82頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月使用方法配置數(shù)字化儀。在數(shù)字化板的有效區(qū)域的右邊貼一個操作菜單，并在使用前標(biāo)定操作菜單。將原圖放用透明膠帶固緊打開電源開關(guān)。圖紙定向。點狀符號、線狀符號和面狀符號數(shù)字化；曲線段數(shù)字化。地形特征碼通常通過定標(biāo)器點取操作菜單輸入。手扶跟蹤數(shù)字化得到的數(shù)據(jù)是矢量數(shù)據(jù)。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第83頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月圖形數(shù)字化儀的缺點幾何精度低數(shù)字化速度慢作業(yè)勞動強(qiáng)度大，易疲勞2.4數(shù)字化儀與掃描儀第84頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月二.掃描儀掃描儀的功能是把實在的圖像劃分成成千上萬個點，變成一個點陣圖，然后給每個點編碼，得到它們的灰度值或者色彩編碼值。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第85頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（一）.光電感應(yīng)式掃描儀工作原理光電感應(yīng)式掃描儀是以前最常用的掃描儀，主要由三部分組成：滾筒、傳感器和X滑軌。傳感器是由一個照明器和一個光電轉(zhuǎn)換器組成，光電管把光的強(qiáng)度轉(zhuǎn)換成電流的強(qiáng)度，而電流的強(qiáng)度可由數(shù)值表示，并輸入計算機(jī)。2.4數(shù)字化儀與掃描儀第86頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月（二）.CCD陣列式掃描儀工作原理CCD傳感器又叫電荷耦合器，它是一種特殊的半導(dǎo)體材料，由大量獨立的感光二極管組成，一般按照矩陣形式排列CCD陣列式掃描儀主要有驅(qū)動滾筒、激光源和傳感器陣列組成。

基本工作原理：用激光源經(jīng)過光學(xué)系統(tǒng)照射原稿，使掃描線區(qū)被照亮，同時反射光反射到CCD陣列，CCD陣列將每一個像素的反射光進(jìn)行數(shù)字化，使其成為8bit的灰度值。

2.4數(shù)字化儀與掃描儀第87頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月(三）.掃描儀的性能指標(biāo)掃描儀的性能指標(biāo)有很多，主要有以下幾個方面。1.分辨率

掃描儀的分辯率用每英寸像元點數(shù)表示。通常以dpi（dotperinch,每英寸的像元點數(shù)，1英寸≈2.54cm）為單位表示。2.4數(shù)字化儀與掃描儀2.數(shù)據(jù)類型掃描所能產(chǎn)生的數(shù)據(jù)類型常見的有四種：①黑/白二值圖形文字線條數(shù)據(jù)（B/WLineArt，簡稱黑白二值數(shù)據(jù)）。②黑/白灰度數(shù)據(jù)（B/WGrayscale）。最常見的黑白灰度影像有256個灰度等級。第88頁，課件共99頁，創(chuàng)作于2023年2月③彩色圖形文字線條數(shù)據(jù)（ColorLineArt，簡稱彩色數(shù)據(jù)）。以256種顏色來表現(xiàn)圖像的顏色和亮度，其彩色數(shù)據(jù)由紅、綠、藍(lán)三色所組成。④真彩色數(shù)據(jù)（TrueColor）。每個像元的真彩色數(shù)據(jù)的紅、綠、藍(lán)三色也有256個亮度等級。3.掃描速度一般而言，以300dpi的分辨率掃描一幅A4幅面的黑白二值圖像，時間應(yīng)少于10s。4.掃描區(qū)域與掃描儀幅面目前工程掃描儀，主要有A0（841mm×1189mm）或A1(594mm