数字测图系统的硬件设备知识简介
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RTK作业模式下，参考站的GPS接收机，通过 数据链将其观测值及站坐标信息一起发送给流 动站的GPS接收机，流动站不仅接收参考站的 数据，还直接接收GPS卫星发射的数据，观测 数据组成相位差分观测值，进行实时处理实时 给出厘米级的定位结果。
数字化测图技术
GPS信号
基准站接收
基准站参数
用户
基准站观测信号 及坐标信号等
(x4,y4,z4)
d1
d4
(X,Y,Z)(未知待求)
d1 (x1 x)2 ( y1 y)2 (z1 z)2 d 2 (x2 x)2 ( y2 y)2 (z2 z)2 d3 (x3 x)2 ( y3 y)2 (z3 z)2 d 4 (x4 x)2 ( y4 y)2 (z4 z)2
数字化测图技术
全站仪
全站仪自诞生以来在精度指标上没有显著变 化，发展的实质是在功能上的进步、完善。
第一代： 斜距、平距转换 第二代： 专项功能 第三代： 磁卡、内存 第四代： 电脑型全站，有操作系统DOS 第五代： 可视化，WinCE全站仪
数字化测图技术
拓扑康
索佳
尼康
测距精度大都在 2mm+2ppm左右
数字化测图技术
思考：GPS是如何将自己的位置告诉用户的？
GPS 卫星向广大用户发送用于导航定位的调制 波，它包含有：载波、测距码、数据码。
载波有两种频率：L1（1575.42MHz）、L2
（1227.60MHz ）
测距码：C/A码（粗码）、P码（精码） 数据码：GPS 卫星的轨道参数、卫星钟改正数
数字化测图技术
点位测定原理
R1 R2
2个球面相交成一个圆弧 点位被限制在一曲线上
数字化测图技术
点位测定原理
R1 R3
R2
3 个球面相交成一个点 3 个距离段可以确定纬度，经度，和高程
点的空间位置被确定
数字化测图技术
(x1,y1,z1)
GPS测量模式
(x2,y2,z2)
(x3,y3,z3)
d2
d3
数字化测图技术
网络RTK
建立多个永久参考站，并将所有参考站 与控制中心相连，形成一个网络，控制 中心运用一定的技术进行解算，并将解 算出的改正数实时发送至用户站，用户 同时接受卫星信号和来自控制中心的信 号，求出测站三维坐标。
数字化测图技术
VRS
是网络RTK中最关键的技术。
控制中心通过接受整个网络中所有参考站的数据，解算系统误差 改正数，为用户特别模拟一个就位于其身边的虚拟的参考站，因 此用户比使用距离较远的参考站得出的坐标精度高。
届时，我省综合服务系统中将包括47个 基准站，形成布局合理、分布均匀的基 准站网络。
数字化测图技术
数字化仪、扫描仪、绘图仪
数字化仪
一种图形录入设备，主要功能是将图形 转化为数据，又称图数转换设备
扫 描 仪
以“栅格方式”实现图数转换的设备
常规RTK的不足之处：
随着用户站至参考站间距离的增加，系 统误差（主要使多路径效应、电离层、 对流层影响）增加，尤其是在电离层活 跃高峰期，距离小于10公里。
需要独立设参考站，设站误差对观测精 度有影响。
参考站上的设备，接收机、电台等需有 人看守。
数字化测图技术
网络RTK
作业：
什么是网络RTK？有哪些优点？主要有哪些实 现方法？
显示面板
莱卡
数字化测图技术
光电测角系统 光电测距系统 双轴液体补偿装置 自动瞄准与跟踪系统
I/O 总线
微处理器
显示器
键盘
存储器
接口
反射棱镜
数字化测图技术
数字化测图技术
全站仪的特点
1.整体式的结构 2.向智能化操作与大屏幕字符、数字显示发展 3.自动改正轴系误差，适应在单个度盘位置的高 精度测角与测点。 4.丰富的内存软件功能和可编程性发展 5.存储卡和便携式微机用于全站仪的数据采集
数字化测图技术
河北省卫星定位综合服务系统
参考站设备安装截止到08年11 月10日为止，已经基本完成。
参考站网络分布图
数字化测图技术
数字化测图技术
河北省卫星定位综合服务系统
近期国家测绘局将在我省境内增加5个基 准站，分别位于邯郸涉县、石家庄平山、 保定涞源、张家口张北、承德围场；
明年河北省气象局将在省内建设10个基 准站；
硬件构成——GPS接收机
数字化测图技术
数字化测图技术
硬件构成——电子手薄
连接外业工作与内业工作的一道桥梁，它的作 用是：在外业与全站仪连接，记录观测数据并 作必要处理，在内业与计算机连接，讲记录数 据传入计算机，供进一步处理
数字化测图技术
ຫໍສະໝຸດ Baidu
GPS测量模式
近年来推出的载波相位差分技术，又称RTK （Real Time Kinematic）实时动态定位技术， 能够实时提供测点在指定坐标系的三维坐标成 果，在测程20km范围内可以达到厘米级精度。
数字化测图技术
第二章
数字测图系统的硬件设备
数字化测图技术
数字测图系统硬件设备
数据采集设备 数据处理
输入输出设备
数字化测图技术
§2.1 全站仪
全站仪是全站型电子速测仪的简称，它
集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于 一体，能完善地实现测量和处理过程的一 体化。
数字化测图技术
光电测距仪 电子经纬仪
微处理器
数字化测图技术
全站仪的功能
基本测量功能(角度、距离、高差测量) 坐标测量功能 专项测量功能（如下）
数字化测图技术
新型号全站仪
➢ WinCE全站仪 ➢ 免棱镜全站仪 ➢ 自动跟踪全站仪
数字化测图技术
GPS测量模式
数字化测图技术
点位测定原理
R1
我 们 必 定 在 以 R1 为 半 径 的 球 面 的 某 个 点 上
流动站参数
发射
接收
GPS信号
电台
基 准 站 坐 标
流动站接收
基准站观测信号
流动站观测信号
转 解算两站间实时基线
换
参
解求流动站实时坐标
数
坐标转换
流动站高斯平面坐标
数字化测图技术
RTK作业方法
1、架设基准站 2、设置和启动基准站（设定转换参数） 3、设置和启动流动站 4、采集碎部点
数字化测图技术
和其它一些系统参数。用户一般需要利用此导 航信息来计算某一时刻GPS 卫星在地球轨道上 的位置。导航信息也被称为广播星历。
数字化测图技术
GPS定位的常用观测值
L1 载波相位观测值 L2 载波相位观测值（半波或全波） 调制在L1 上的C/A 码伪距 调制在L1 上的P 码伪距 调制在L2 上的P 码伪距
数字化测图技术
GPS信号
基准站接收
基准站参数
用户
基准站观测信号 及坐标信号等
(x4,y4,z4)
d1
d4
(X,Y,Z)(未知待求)
d1 (x1 x)2 ( y1 y)2 (z1 z)2 d 2 (x2 x)2 ( y2 y)2 (z2 z)2 d3 (x3 x)2 ( y3 y)2 (z3 z)2 d 4 (x4 x)2 ( y4 y)2 (z4 z)2
数字化测图技术
全站仪
全站仪自诞生以来在精度指标上没有显著变 化，发展的实质是在功能上的进步、完善。
第一代： 斜距、平距转换 第二代： 专项功能 第三代： 磁卡、内存 第四代： 电脑型全站，有操作系统DOS 第五代： 可视化，WinCE全站仪
数字化测图技术
拓扑康
索佳
尼康
测距精度大都在 2mm+2ppm左右
数字化测图技术
思考：GPS是如何将自己的位置告诉用户的？
GPS 卫星向广大用户发送用于导航定位的调制 波，它包含有：载波、测距码、数据码。
载波有两种频率：L1（1575.42MHz）、L2
（1227.60MHz ）
测距码：C/A码（粗码）、P码（精码） 数据码：GPS 卫星的轨道参数、卫星钟改正数
数字化测图技术
点位测定原理
R1 R2
2个球面相交成一个圆弧 点位被限制在一曲线上
数字化测图技术
点位测定原理
R1 R3
R2
3 个球面相交成一个点 3 个距离段可以确定纬度，经度，和高程
点的空间位置被确定
数字化测图技术
(x1,y1,z1)
GPS测量模式
(x2,y2,z2)
(x3,y3,z3)
d2
d3
数字化测图技术
网络RTK
建立多个永久参考站，并将所有参考站 与控制中心相连，形成一个网络，控制 中心运用一定的技术进行解算，并将解 算出的改正数实时发送至用户站，用户 同时接受卫星信号和来自控制中心的信 号，求出测站三维坐标。
数字化测图技术
VRS
是网络RTK中最关键的技术。
控制中心通过接受整个网络中所有参考站的数据，解算系统误差 改正数，为用户特别模拟一个就位于其身边的虚拟的参考站，因 此用户比使用距离较远的参考站得出的坐标精度高。
届时，我省综合服务系统中将包括47个 基准站，形成布局合理、分布均匀的基 准站网络。
数字化测图技术
数字化仪、扫描仪、绘图仪
数字化仪
一种图形录入设备，主要功能是将图形 转化为数据，又称图数转换设备
扫 描 仪
以“栅格方式”实现图数转换的设备
常规RTK的不足之处：
随着用户站至参考站间距离的增加，系 统误差（主要使多路径效应、电离层、 对流层影响）增加，尤其是在电离层活 跃高峰期，距离小于10公里。
需要独立设参考站，设站误差对观测精 度有影响。
参考站上的设备，接收机、电台等需有 人看守。
数字化测图技术
网络RTK
作业：
什么是网络RTK？有哪些优点？主要有哪些实 现方法？
显示面板
莱卡
数字化测图技术
光电测角系统 光电测距系统 双轴液体补偿装置 自动瞄准与跟踪系统
I/O 总线
微处理器
显示器
键盘
存储器
接口
反射棱镜
数字化测图技术
数字化测图技术
全站仪的特点
1.整体式的结构 2.向智能化操作与大屏幕字符、数字显示发展 3.自动改正轴系误差，适应在单个度盘位置的高 精度测角与测点。 4.丰富的内存软件功能和可编程性发展 5.存储卡和便携式微机用于全站仪的数据采集
数字化测图技术
河北省卫星定位综合服务系统
参考站设备安装截止到08年11 月10日为止，已经基本完成。
参考站网络分布图
数字化测图技术
数字化测图技术
河北省卫星定位综合服务系统
近期国家测绘局将在我省境内增加5个基 准站，分别位于邯郸涉县、石家庄平山、 保定涞源、张家口张北、承德围场；
明年河北省气象局将在省内建设10个基 准站；
硬件构成——GPS接收机
数字化测图技术
数字化测图技术
硬件构成——电子手薄
连接外业工作与内业工作的一道桥梁，它的作 用是：在外业与全站仪连接，记录观测数据并 作必要处理，在内业与计算机连接，讲记录数 据传入计算机，供进一步处理
数字化测图技术
ຫໍສະໝຸດ Baidu
GPS测量模式
近年来推出的载波相位差分技术，又称RTK （Real Time Kinematic）实时动态定位技术， 能够实时提供测点在指定坐标系的三维坐标成 果，在测程20km范围内可以达到厘米级精度。
数字化测图技术
第二章
数字测图系统的硬件设备
数字化测图技术
数字测图系统硬件设备
数据采集设备 数据处理
输入输出设备
数字化测图技术
§2.1 全站仪
全站仪是全站型电子速测仪的简称，它
集电子经纬仪、光电测距仪和微处理器于 一体，能完善地实现测量和处理过程的一 体化。
数字化测图技术
光电测距仪 电子经纬仪
微处理器
数字化测图技术
全站仪的功能
基本测量功能(角度、距离、高差测量) 坐标测量功能 专项测量功能（如下）
数字化测图技术
新型号全站仪
➢ WinCE全站仪 ➢ 免棱镜全站仪 ➢ 自动跟踪全站仪
数字化测图技术
GPS测量模式
数字化测图技术
点位测定原理
R1
我 们 必 定 在 以 R1 为 半 径 的 球 面 的 某 个 点 上
流动站参数
发射
接收
GPS信号
电台
基 准 站 坐 标
流动站接收
基准站观测信号
流动站观测信号
转 解算两站间实时基线
换
参
解求流动站实时坐标
数
坐标转换
流动站高斯平面坐标
数字化测图技术
RTK作业方法
1、架设基准站 2、设置和启动基准站（设定转换参数） 3、设置和启动流动站 4、采集碎部点
数字化测图技术
和其它一些系统参数。用户一般需要利用此导 航信息来计算某一时刻GPS 卫星在地球轨道上 的位置。导航信息也被称为广播星历。
数字化测图技术
GPS定位的常用观测值
L1 载波相位观测值 L2 载波相位观测值（半波或全波） 调制在L1 上的C/A 码伪距 调制在L1 上的P 码伪距 调制在L2 上的P 码伪距