Trimble GPS接收机用户手册-北京天拓.pdf

Trimble世界名碑Tr imble GPS 接收机Ver sion 2.0用户手册北京天拓基业科技发展有限公司Tel:86-010-516623 88 Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司目 录第一部分：静态部分第一章：GPS测量原理.61.1 GPS 简介.61.2 GPS的组成.61.2.1 空间卫星部分.61.2.2 地面监控部分.71.2.3 用户接收部分.81.3 GPS 信号.81.4 GPS 误差.81.4.1 与GPS卫星有关的因素.91.4.2 与信号传播途径有关的误差.91.4.3 仪器本身的误差.101.4.4 其他方面影响.101.5 坐标系统.10151坐标系的分类.101.5.2 GPS测量中常用的坐标系统.111.6 GPS定位成果的坐标转换.121-7工作原理.131.8 GPS卫星定位基本原理.151.9 差分原理.161.10 GPS系统应用.18第二章：接收机硬件介绍，.192.1 使用与保护.192.2 GPS57 00接收机组成.192.3 按钮功能.222.4 GPS57 00指示灯现象.222.5 电池和电源的管理及充电.242.6 电池保护和存放.252.7 GPS5700 的安装.252.8 GPS5800接收机组成.262.9 GPS5800 按键功能.272.10 GPS5800指示灯现象.27北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司2.11 GPS5800流动站的安装.282.12 GPS57 00/5800 常规注意事项.28第三章GPS静态定位在测量中的应用.293.1 GPS静态定位在测量中的应用.293.2 布设GPS基线向量网的工作步骤.293.2.1 测前工作.293.2.2 测量实施.303.2.3 测后工作.313.3 GPS静态作业的选点及布网.313.4 布设GPS网时起算点的选取与分布.323.5 GPS网的等级，.323.6 GPS网的布设形式和实施方案.333.7 静态作业的仪器准备及作业，.34371静态作业的仪器准备.343.7.2静态外业操作流程.34第四章静态数据处理.354.1 TG0静态数据处理流程.364.2 野外观测数据下载至PC.364.2.1 模块按钮说明.374.2.2 连接设备.374.2.3 各设备名称对应表.384.2.4 添加要传输的数据文件.384.2.5 数据传输.394.2.6 自添加设备名称.394.3 TG0软件新建坐标系统.404.4 TG0软件新建项目.464.5 导入静态观测数据产.dat或RINEX)数据.484.6 查看时间线(Timel ine).494.6.1 概述.494.6.2 工具按钮说明.504.6.3 禁用时间线的中GPS观测.514.7 处理GPS基线.524.7.1 处理形式设置、编辑处理类型普通参数.534.7.2 高级参数设置.554.7.3 GPS基线处理.664.7.4 GPS基线处理报告一残差.674.7.5 TGO软件基线处理接受的三个等级.68北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司4.7.6 GPS基线环的闭合差.684.8 GPS基线网的无约束平差.714.8.1 基准选择.714.8.2 平差形式选择及说明.724.8.3 无约束平差.764.8.4 力口权策略.764.9 GPS网的约束平差.784.9.1 约束平差.784.9.2 平差报告.804.10 地方独立坐标系统处理。.80第五章：TGO软件功能模块介绍，.835.1 Rinex格式转换.835.2 星历预报.-845.3 道路设计模块.88第二部分：动态部分第一章：手簿硬件说明.961.1设备管理.96第二章：手簿软件说明.982.1 菜单介绍.982.1.1 文件.1002.1.2 键入.1042.1.3 配置.1052.1.4 RTK参数设置.1062.2 要素法定义道路.1102.3 点校正.112第三章：动态数据处理.1153.1 观测数据导入TG0项目.1153.2 输出自定义格式文件.1163.3 数据文件发送到手簿.120第四章:电台说明.1214.1 电台菜单介绍.1214.2 电台常见问题说明及注意事项.123附录1:如何安装语言包.125附录2：GPS外业观测记录表.130附录3：专业术语.131北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]天后科技北京天拓基业科技发展有限公司第一部分：静态部分北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]TSNTU天后科技北京天拓基业科技发展有限公司第一章：G PS测量原理1.1 GPS简介GPS 是英文 Navigat ion Sat el l it e Timing and Ranging/Gl obal Posit ioning Syst em 的字头缩写词NAVSTAR/GPS的简称，它的含义是利用导航卫星进行测时和测距，以 构成全球定位系统。它是美军70年代初在子午卫星导航定位系统NNSS系统”的技术上发展而起的具有全球性、全能性（陆地、海洋、航空与航天）全天候性优 势的导航定位、定时、测速系统。利用该系统，用户可以在全球范围内实现全天候、连续、实时的三维导航定位和测速；另外，利用该系统，用户还能够进行高精度的 时间传递和高精度的精密定位。1.2 GPS的组成1973年12月，美国国防部正式批准陆海空三军共同研制导航全球定位系统-全 球定位系统（GPS X 1994年进入完全运行状态；整套GPS定位系统由三个部分组成 的，即由GPS卫星组成的空中部分、由若干地面站组成的地面监控系统、以接收机 为主体的用户设备。三者有各自独立的功能和作用，但又是有机地配合而缺一不可 的整体系统。1.2.1 空间卫星部分GPS的空间部分由24颗GPS工作卫星所组成，这些GPS工作卫星共同组成了 GPS卫星星座，其中21颗为用于导航的卫星，3颗为活动备用卫星。这24颗卫星分 布在6个倾角为55。，高度约为20200公里的高空轨道上绕地球运行。卫星的运行 周期约为12恒星时。完整的工作卫星星座保证在全球各地可以随时观测到4-8颗高 度角为15。以上的卫星，若高度角在5。则可达到12颗卫星。每颗GPS工作卫星都 发出用于导航定位的信号。GPS用户正是利用这些信号来进行工作。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]天后科技北京天拓基业科技发展有限公司1.2.2 地面监控部分GPS的控制部分由分布在全球的若干个跟踪站所组成的监控系统构成，根据其作 用不同，这些跟踪站又被分为主控站、监控站和注入站。主控站的作用：主控站拥有大型电子计算机，用作为主体的数据采集、计算、传输、诊 断、编辑等工作，它完成下列功能：A、采集数据：主控站采集各监控站所测得的伪距和积分多普勒观测值、气象要素、卫 星时钟和工作状态的数据、监测站自身的状态数据等B、编辑导航电文(卫星星历、时钟改正数、状态数据及大气改正数)并送入注入站。C、诊断地面支撑系统的协调工作、诊断卫星健康状况并向用户指示的功能。D、调整卫星误差。监控站的作用：监测站的主要任务是对每颗卫星进行观测，并向主控站提供观测数据。每 个监控站配有GPS接收机，对每颗卫星长年连续不断地进行观测，每6秒进行一次伪距 测量和积分多普勒观测，采集气象要素等数据。监测站是一种无人值守的数据采集中心，受主控站的控制，定时将观测数据送往主控站。注入站的作用：主控站将编辑的卫星电文传送到位于三大洋的三个注入站，定时将这些信息注入各个卫星，然后由GPS卫星发送给广大用户。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]TSNTU天后科技北京天拓基业科技发展有限公司1.2.3 用户接收部分GPS用户部分由GPS接收机(移动站、基准站等)、数据处理软件及相应用户设备，如计算机气象仪器等所组成。它的作用是接收GPS卫星所发出的信号，利用这些信号进 行导航定位等工作。1.3 GPS信号GPS导航定位系统属于无线电导航定位系统，用户只需通过接收设备接收卫星播的 信号就能测定卫星信号传播时间延迟或相位延迟，解算出接收机与GPS卫星间的距离(称 为伪距)，确定接收机位置。GPS卫星发射两种频率的载波信号-一伪随机码，即频率为1575.42MHz的L1载波 和频率为1227.60HMZ的L2载波，它们的频率分别是基本频率10.23MHz的154倍和120 倍，它们的波长分别为19.03c m和24.42c m。在L1和L2上又分别调制着多种信号,这 些信号主要有：(1)C/A码：C/A码又被称为粗捕获码，它被调制在L1载波上，C/A码是普通用户用以 测定接收机到卫星间的距离的一种主要的信号。(2)P码：P码又被称为精码，它被调制在L1和L2载波上，一般用户无法利用P码来 进行导航定位。(3)Y码：P码与W码进行模二相加生成保密的Y码。(4)导航信息：导航信息被调制在L1载波上，其信号频率为50Hz,包含有GPS卫星的轨 道参数、卫星钟改正数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。1.4 GPS误差利用GPS定位时，GPS卫星播发的信号受各种因素影响，使得测量结果产生误差，精度下降。影响GPS定位精度的因素可分为下列几个方面：北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司1.4.1 与GPS卫星有关的因素SA政策:美国政府从其国家利益出发，通过对导航电文采用？技术、对GPS卫星基 准频率加入高频抖动（5技术）、对P码采用译密技术（P码经过译密技术处理成Y 码一反电子欺骗AS政策），人为降低普通用户利用GPS进行导航定位时的精度。单机 定位误差达100m。现已取消SA政策，单机误差约15mo（2000年5月1日已经取消 该政策）卫星星历误差二卫星星历是GPS卫星定位中的重要数据。卫星星历是由地面监控站跟 踪监测GPS卫星测定的。由于地面监控站测试的误差以及卫星在空中运行受到多种 摄动力影响，地面监测站难以充分可靠地测定这些作用力的影响，使得测定的卫星轨 道会有误差。卫星钟差二卫星钟差是GPS卫星上所安装的原子钟的钟面时与GPS标准时间之间会有 偏差和漂移，并且随着时间的推移而发生变化。而GPS定位所需要的观测量都是以精 密测时为依据，卫星钟差会对伪码测距和载波相位测量产生误差。当卫星钟差总量达 到1ms时，产生的等效距离误差可达300KM地球自转的影响：GPS定位采用的坐标是协议地球坐标系，地面接收到卫星信号时 与地球固连的协议坐标系相对于卫星发射瞬间的位置已产生了旋转（绕Z轴旋转），这 样接收到的卫星信号会有时间延迟。（卫星发送信号瞬间坐标与接收机接收的瞬间坐 标产生位置上的旋转）。发射天线相位中心偏差二发射天线相位中心偏差是GPS卫星上信号发射天线的标称 相位中心与其真实相位中心之间的差异。1.4.2 与信号传播途径有关的误差电离层延迟二地球周围的电离层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度发生 变化，这种变化称为电离层延迟。对流层延迟二由于地球周围的对流层对电磁波的折射效应，使得GPS信号的传播速度 发生变化，这种变化称为对流层延迟。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司多路径效应二由于接收机周围环境的影响，使得接收机所接收到的卫星信号中还包含 有各种反射和折射信号的影响，这些信号会相互叠加，这就是所谓的多路径效应。1.4.3 仪器本身的误差接收机钟差二接收机石英钟与卫星的原子钟钟面时间的误差。接收机天线相位中心偏差二GPS接收机天线的标称相位中心与其真实的相位中心之 间的差异。接收机软件和硬件造成的误差;在进行GPS定位时，定位结果还会受到诸如处理与 控制软件和硬件等的影响。1.4.4 其他方面影响GPS控制部分人为或计算机造成的影响;由于GPS控制部分的问题或用户在进行数 据处理时引入的误差等。数据处理软件的影响二数据处理软件的算法不完善对定位结果的影响。1.5 坐标系统1.5.1 坐标系的分类所谓坐标系指的是描述空间位置的表达形式，即采用什么方法来表示空间位置。如 直角坐标系、极坐标系等。在测量中，常用的坐标系有以下几种：空间直角坐标系空间直角坐标系的坐标系(见下图)原点位于参考椭球的中心o,z轴指向参考椭球 的北极，X轴指向起始子午面与赤道的交点，Y轴位于赤道面卜=且按右手系与X轴呈90夹角。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100J83)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司空间大地坐标系空间大地坐标系（见下图）是采用大地经、纬度和大地高来描述空间位置的。纬度是 空间的点与参考椭球面的法线与赤道面的夹角，经度是空间中的点与参考椭球的自转轴 所在的面与参考椭球的起始子午面的夹角，大地高是空间点沿参考椭球的“线方向到参 考椭球面的距离。产了吧/-1J平面直角坐标系 匚亘下f一“平面直角坐标系是利用投影变换，将空间坐标（空间直角坐标或空间大地坐标）通 过某种数学变换映射到平面上，这种变换又称为投影变换。投影变换的方法有很多，如 UTM投影、Lambuda投影等，在我国采用的是高斯-克吕格投影，也称为高斯投影。1.5.2 GPS测量中常用的坐标系统WG S-84坐标系WGS-84坐标系是目前GPS所采用的坐标系统，GPS所发布的星历参数就是基于此 坐标系统的。WGS-84坐标系统的全称是Worl d Geodic al Syst em-84（世界大地坐标系-84）,它是一个地心地固坐标系统。WGS-84坐标系的坐标原点位于地球的质心，Z轴 指向BIH 1984.0定义的协议地球极方向，X轴指向BIH1984.0的起始子午面和赤道的 交点，丫轴与X轴和Z轴构成右手系。WGS-84系所采用椭球参数为：a-6378137m/=1/298.257223563C20=-484.16685 x IQ-6刃=7.292115GM=398600.5W-5-21954年北京坐标系1954年北京坐标系是我国目前广泛采用的大地测量坐标系。该坐标系源自于原苏 联采用过的1942年普尔科夫坐标系。该坐标系采用的参考椭球是克拉索夫斯基椭球。椭球长半轴6378245米,扁率298.3；X轴加常数为0,Y轴加常数为500000米。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]TSNTU天后科技北京天拓基业科技发展有限公司1980年西安大地坐标系椭球的短轴平行于地球的自转轴（由地球质心指向1968.0 JYD地极原点方向），起始子午面平行于格林尼治平均天文子午面，椭球面同似大地水准面在我国境内符合 最好；椭球长半轴6378140米,扁率298.257;X轴加常数为0,Y轴加常数为500000 米；高程系统以56年黄海平均海水面为高程起算基准。1.6 GPS定位成果的坐标转换GPS定位成果（包括单点定位的坐标以及相对定位中解算的基线向量，由GPS基线 向量可以得到两点间的空间距离还可以得到它们之间的方位和高差信息属于WGS-84 大地坐标系（因为卫星星历是以WGS-84坐标系为根据而建立的），而实用的测量成果 往往是属于某一国家坐标系或地方坐标系（或叫局部的、参考坐标系）。参考坐标系 与WGS-84坐标系之间一般存在着平移和旋转的关系。实际应用中必须研究GPS成果与 参考坐标系统的转换关系。进行两个不同坐标系统之间的坐标转换，需要求出坐标系 统之间的转换参数，转换参数一般是利用重合点的两套坐标值通过一定的数学模型进 行计算。研究这种转换模型的主要作用在于：1.合理地确定两种坐标系的转换参数，实现两种坐标系的转换；2.利用卫星测量建立地面控制网；3.利用卫星测量成果加强和改善地面控制网；4.利用卫星测量分析和研究地面网的系统误差；（1）、转换参数的计算如果已知两个不同的空间直角坐标系相应于某个转换模型的转换参数，需要将一些点 在一个坐标系中的坐标，转换为它们在另一个坐标系中的坐标，则按照相应的转换模型计算 就行了。但如果并不知道两个坐标系间的转换参数，而一般只是已知一部分点（通常称为公 共点）在两个坐标系中的坐标，需要将另一部分点从一个坐标系转换到另一坐标系中，这就 需要先根据已知的公共点在两个坐标系中的坐标求定两个坐标系间的转换参数。然后利用所 求得的转换参数对另一部分点进行转换。例如，已知地面网与卫星网的公共点在地面参心坐北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]TSNTU天后科技北京天拓基业科技发展有限公司标系和卫星地心坐标系中的坐标，求卫星其它点在地面参心中的坐标，就得先计算地面参心 坐标系和卫星地心坐标系的转换参数。两个不同的空间直角坐标系的转换参数有7个，因此，一般来说，有三个公共点就可以求得7个转换参数。但因为公共点在两个坐标系中的坐标都受到随机误差或其它系统误差 的影响。所以，当公共点多于三个时，取不同的三个点，会得到不同的转换参数。在实际工 作中，应根据不同的精度要求采用不同的方法来求定转换参数。1-7工作原理（1）卫星三角测量二地球上任何一点坐标都能通过测量一组卫星到该点的距离计算而得。假定某卫星与该点的距离为A1，则该点位于以该卫星为中心,半径为A1的地球球面上（如图1）。如第二个卫星与该点的距离为A2,则该点落在两球面相交的圆上（如图2）。增加第三个卫星时，则该点落在三个球面相交的2个点（如图3），此时只能得出一个点 的经纬度，无法得到高程，属于两维。再增加一个卫星，就可以唯一确定一个点（如图4）,此时点的属性是三维，包括经度、纬度、高程。（2）卫星测距码卫星与测点间距离是通过测量卫星信号到达接收机所需时间来计算的。要知道卫星信号到达接收机所需时间就需知道信号是什么时候离开卫星。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司当卫星信号离开卫星时，卫星同时广播一种伪随机码（测距码）附加在信号中。当接收机接收到信号时也产生同样的伪随机码，并与卫星信号中附加的伪随机码作比较并计算出卫星信号的传播时间延迟，再用时间差（t）x光速（300,000,000 米/秒）就可算出卫星与接收机之间的距离。（3）精确的时间GPS工作卫星都安设有4台原子钟，一般是两台枷原子钟和两台他原子钟。GPS接收机则装一个普通的石英钟，用接收4个卫星来消除时钟误差。卫星和接收机的时钟都正确（无误差），那么4个卫星的测量结果应穿过同一个点。若卫星和接收机时钟存在误差时，测量结果无法相交于一个点时，接收机的处理器开始调整时钟，直到它们相交于一个点为止。（4）卫星的分布卫星在约20200公里的高空轨道上运行，监测站不断的监测每个卫星，并向主控站提供数据。主控站计算卫星星历、时钟改正数并编辑成导航电文传送注入站。注入站将导航电文注入卫星。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司（5）误差的调整卫星原子钟误差、卫星星历误差和卫星轨道（地球自转）误差由主控站调整。电离层折射、对流层折射使得信号穿过大气层时速度变慢，导致误差，接收机一般会做调整。多路效应误差，信号接近地球表面时可能会被反射，反射信号会干扰直线信号，抗干扰天线有助于减少这种误差。S/A政策：现已取消该政策，使单机误差定位达15m的精度。1.8 GPS卫星定位基本原理测量学中有测距交会确定点位的方法。与其相似，无线电导航定位系统、卫星激光测距 定位系统，其定位原理也是利用测距交会的原理确定点位。将无线电信号发射台从地面点搬到卫星上，组成一个卫星导航定位系统，应用无线电测 距交会的原理，便可由三个以上地面已知点（控制点）交会出卫星的位置，反之利用三个以 上卫星的已知空间位置又可交会出地面未知点（用户接收机）的位置。这便是GPS卫星定位 的基本原理。在GPS定位中，GPS卫星是高速运动的卫星，其坐标值随时间在快速变化着。需要实 时的GPS卫星信号测量出测站至卫星之间的距离，实时的卫星的导航电文解算出卫星的坐标 值，并进行测站点的定位。依据测距的原理，其定位原理与方法主要有位距法定位，载波相 位测量定位以及差分GPS定位等。对于待定点来说，根据其运动状态可以将GPS定位分为静 态定位和动态定位。静态定位指的对于固定不动的袋定点，将GPS接收机安置于其上，观测 数分钟乃至更长的时间，以确定该点的三维坐标，又叫绝对定位。若以两台GPS接收机分别 置于两个固定不变的待定点上，则通过一定时间的观测，可以确定两个待定点之间的相对位 置，又叫相对定位。而动态定位则至少有一台接收机处于运动状态，测定的是各观测时刻（观 测历元）运动中的接收机的点位。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司（1）静态相对定位静态相对定位是用两台接收机分别固定在基线的两端，同步观测相同的卫星，以确定 基线端点的相对位置或基线向量。同样，多台接收机固定在若干条基线的端点，通过同步观 测GPS卫星可以确定多条基线向量。在一个端点坐标已知的情况下，可以用基线向量推求岭 一待定点的坐标。如图0-0-0-O在两个观测站或多个观测站同步观测相同卫星的情况下，卫星的轨道误差、卫星钟差、接收机钟差以及电离层和对流层的折射误差等对观测量的影响具有一定的相关性利用这些 观测量的不同组合（求差）进行相对定位，可有效地消除或减弱相关误差的影响，从而提高 相对定位的精度。1.9 差分原理（1）G PS差分定位技术：差分是一种G PS定位技术，能极大提高精度。差分技术很早就被人们所应用。比如相对定位中，在一个测站上对两个观测目标进行 观测，将观测值求差；或在两个测站上对同一个目标进行观测，将观测值求差；或在一个测 站上对一个目标进行两次观测求差。其目的是消除公共误差，提高定位精度。利用求差后的 观测值解算两观测站之间的基线向量，这种差分技术已经用于静态相对定位。这里讲的差分技术是将一台接收机在一个已知点（点的经/纬度已知）上接收GPS信号（基准站），其他接收机在未知点同时进观测（如下图）。它利用已知点的精确坐标来计算出 观测误差值，再利用该值来修正其他接收机在同一卫星、同一时刻的观测值。GPS定位中，存在着三部分误差：一是多台接收机公有的误差，如：卫星钟误差；星 历误差；二是传播延迟误差，如：电离层误差、对流层误差；三是接收机固有的误差，如：北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司内部噪省、通道延迟、多路径效应。采用差分定位，可以完全消除第一部分误差，可大部分 消除第二部分误差(视基准站至流动站的距离)。(2)差分G PS定位原理二由安装在已知点位的基准站接收机测量出到GPS卫星的距离-伪距。其中包括到这颗卫 星的真实距离加上几种误差。由于基准站的位置是已知的，可以利用卫星星历数据计算出基 准站接收机到卫星的距离，计算出的距离与已知坐标之间的差包括上述几种误差值，将这一 差值作为距离改正数传送给用户接收机，用户接收机就得到一个“校正过”的距离改正值。接收机接收的伪距经过改正值改正后可得到较准确的距离，这就是差分原理。(3)差分G PS定位的种类二依差分的时间分：实时差分：基准站计算出观测值后，通过电台广播出去，移动站接收到该值后实时改正自己的观测值，并把结果显示在屏幕上。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]TSNTU天后科技北京天拓基业科技发展有限公司后处理差分：基准站计算出误差后记录成文件，移动站采集的数据也记录成计算机文件，野外作业回来后把文件导入PC机中，通过GPS软件，用基准站文件来对 移动站文件进行差分，得出改正后的文件。依基准站发送信息方式分：位置差分二最简单的差分方法，基准站对每4颗卫星进行解算，得到一组改正数，基准站 和移动站许需接收同一组卫星才能使用。伪距差分二目前普遍使用的查分方法，基准站上的接收机利用一个(a邛)滤波器将解 算的差值滤波，并求出其偏差，然后将所有卫星的测距误差传输给用户，用户利 用改正后的伪距求出本身的位置。相位平滑伪距差分二GPS接收机获得载波多普勒频率计数的功能,这个载频多普勒计数 能反映载波相位信息一即反映伪距变化率的特性，利用这个载波信息来辅助码 伪距测量就可获得比单独采用码伪距离测量更高的精度。相位差分二载波相位差分技术又称为RTK技术，可达mm级的精度。1.10 GPS系统应用(1)导航：GPS能以较好精度瞬时定出接收机所在位置的三维坐标，实现实时导航，因而GPS可用于海船、舰艇、飞机、导弹、出租车、交通车辆定位、110、120、119 等。(2)授时二(3)高精度、高效率的地面测量(4)气象研究北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司第二章：接收机硬件介绍2.1 使用与保护Trimbl e57 00/5800接收机的设计考虑了承受野外出现的典型恶劣情况。但是，接收机 本身却是高精度的电子仪器，使用时需要注意保护。从附近无线电或雷达发射机发出的大功率信号可能会抑制接收机电路。这虽然不损坏 仪器，但却可能导致接收机出现不良的电性能。因此，应避免在大功率雷达、电视或其它发 射机附近的400米范围内使用此接收机。小功率发射机（例如用于蜂窝电话和双工无线电的 发射机）通常不会干扰5700/5800接收机的工作。2.2 GPS5700接收机组成57 00GPS接收机的所有操作控制装置、端口和接头全部分布在四个主面板上，如图2.1所示。1.前面板：图2.2示出了 5700接收机的前面板。此面板上有五个LED（发光二极管）指示器、两个按钮和一个袖珍闪存/USB门扣北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]北京天拓基业科技发展有限公司rNTUO天后H履图2.22.顶面板图2.3示出了 5700接收机的顶面板。此面板上有三个电源/串行数据端口和进行GPS 与无线电连接的(TNC)端口图2.3顶面板上的每个端口都用一个图标作标记，表示其主要功能。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]TUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司表2.1 5700接收机端口图标名称连接8端口 1Trimble手簿、事件标记或计算机qi=ii端口 2外接电源接入、计算机、1PPS或事件标记苦端口 3外部无线电入、外接电源接入、基准站电台数据线 接出。恸GPS卫星GPS天线电缆接入XQQ)无线电流动站无线电通信天线接入3.底面板图2.4示出了 5700接收机的底面板。此面板上有USB端口、袖珍闪存端口 和内置电池舱。在数据记录卡记录数据之前，先对卡进行格式化，从而确保文件系统的完整性。如果要 格式化卡，先把卡插入到5700接收机，然后按下电源开关键30秒种。注:一定要在接收机内对数据记录卡进行格式化,这可以防止在记录数据期间取出卡时 损坏卡中的数据。警告：5700允许数据记录卡上最多存储512个文件，不论卡的容量有多大。文件名必 须是8.3格式，否则，在记录过程中往数据记录卡上复制文件会引起数据损坏或丢失。如果卡没有正确地插在插脚上，切不要用力，以免损坏插脚。此时，应该取下卡，再小 心地重新插入。北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司2.3 按钮功能5700接收机只有两个按钮，即：在本手册中表示为 的电源按钮，以及表示为.的数据按钮。电源按钮用来转换接收机的开关状态，并执行诸如删除文件或重设接收机的数据管理 功能。数据按钮用来开启或停止记录。只有当接收机开关打开并完成馈电和初始化任务后，此按钮才会有效（即接收机完全跟踪四颗以上卫星后1 表2.2动作电源按钮数据按钮打开接收机按关闭接收机按下2秒开始内部记录数据按停止内部记录数据按下2秒删除星历文件按下15秒重设接收机到工厂缺省设 置按下15秒删除应用文件按下30秒格式化袖珍闪存卡按下30秒注：语按是指按下按钮后立即释放。术语按下”是指按下后保持此状态,直 到过了规定时间。2.4 GPS5700指示灯现象接收机顶面板的五个LED（发光二极管），用来指示各种操作状态。一般而言，发光 或慢速闪烁的LED表明仪器正常操作，快速闪烁的LED表明需要引起注意，不发光的 L印表明仪器表明没有出现操作。如图2.5所示：图2.5北京市海淀区中关村东路18月】Tel:[phone] Fax:010-8）_ _ _22rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司1）指示灯在数据记录按钮下面的典型黄色记录/内存L印表示的是数据记录状态和内存使用 状态。表2.3现象含义颜色开正在记录数据橘 黄 色慢速闪记录了足够的快速静态数据。或者，如果与此同时，红色卫星跟踪烁LED稳定发光，则说明接收机处于监视模式，它正在检查要安装的 新固件。（一般出现在计算机控制下）快速闪 烁数据正在被记录，但内存容量不大。闪烁接收机处于休眠模式，在定时应用文件所指定的开始时间之前五分 钟苏醒。关数据没有被记录，或者袖珍闪存卡已满2）2星跟踪灯卫星图标恸下面的红色卫星跟踪L印用来指示卫星的跟踪状态。表2-4现象含义颜色慢速闪烁跟踪四个或四个以上的卫星红色快速闪烁跟踪三个或三个以下的卫星关没有跟踪卫星开接收机处于监视模式，并且正在检查要安装的新固件。3）无线电4无线电唐 表2.5指示灯冲标后比下面的绿色无线电L印用来指示数据输入和输出的状态。现象含义颜色慢速闪烁收到了无线电数据包或事件标记（基准站的无线电LED总是无 显示的）绿色关没有接收到来自基准站的无线电信号4）电池1信示灯和电池2指示灯两个电池图标口内的两个电池L印，指示的是两个内置电池的状态，或者连接在 端口 1和端口 2上的外接电源。每个电池的LED都缺省地指示其对应端口外部电源的状态。如果没有检测到外部电 源，则每个L印指示的是内置电池的状态。L印的颜色用来指示电源的当前状态：绿色 表明当前正在使用电池，黄色表明电池处于备用状态。如表2.6:北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司表2.6颜色含义现象含义绿电源在使用中开良好快速闪烁功率低关没有出现电源黄电源处于备用状态开良好快速闪烁功率低闪烁死关没有出现电源2.5 电池和电源的管理及充电5700接收机的电源即可以由它的两个内置电池提供 也可以由连到端口 2或端口 3 的外部电源提供。内置电池提供的容量取决于测量类型和操作条件。典型情况是，在用 内置无线电进行RTK测量期间，一个电池可以提供大约3.5小时的电力；在没有内置无 线电的情况下进行测量时，一个电池可以提供大约5小时的电力。外部电源总是优先于内置电池。当没有连接外部电源时，或者当外部电源出现故障 时，内置电池才被使用。两个内置电池依次消耗，当其中一个电池耗电完毕后，接收机 自动切换到另一个充满电的电池。如果在没有外部电源情况下，两个内置电池的电量都消耗完毕，则已经记录的数据 不会丢失。如果掉电，则当内置或外部电源恢复后，接收机将重启。例如，如果接收机 正在记录数据，则数据文件不会损坏。电源恢复后，接收机将按照先前相同的设置恢复 记录。给5700接收机馈电的电源同时也可以给接收机的内置电池充电。方法：把电源加 到电源/串行数据电缆上，把电缆接到接收机的端口 2上，然后连接电源到交流电源。如图：2.6图2.6北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司给两个内置电池充电大约需要8个小时。它们是分别充电，所以每个电池需要4 个小时。时间过充则对接收机无任何影响。2.6 电池保护和存放电池不用时会放电（低温情况下放电迅速I如果要长时间存放锂电池，在存放前要确 认它充满了电，并且应该至少保证每隔三个月重新充电一次。为了防止电池深度放电，设计时进行了如下考虑：当电池包放电到5.9伏时，5700系统 将切换电池或停止吸收电源。达到深度放电的电池不能再次充电，只能更换。以下给出了使电池性能最佳化并且延长 电池寿命的建议：1）使 用之前给所有新电池完全充电。2）不要让电池放电到5伏以下。外业工作时，当第二块电池电量耗尽时，应该结束测 量工作；不要强行继续工作。3）如果不加电源，则不要在接收机或外部充电器中放置电池。4）如果必须存放电池，在存放前要完全充电。然后至少每三个月充电一次。5）长期存放电池时，最好存放于通风干燥的环境中，电池置于塑料袋内.2.7 GPS5700 的安装GPS57 00基准站连接电台示意图2.7北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层（100083）Tel:[phone] Fax:[phone]TUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司GPS 5700流动站背包式安装图2.82.8 GPS5800接收机组成GPS5800接收机的所有操作控制装置都位于前面板，串口和接头位于单元底部。下图给出了 5800接收机的前面板视图，此面板上有三个L印和一个电源按钮。表2.7北京市海淀区中关村东路18号财智国际大厦C座7层(100083)Tel:[phone] Fax:[phone]图标名称连接r r|端口 1设备、计算机、外 部无线电、电源入lolol端口 2设备、计算机、外 部无线电X无线电无线通讯天线26rNTUO天后科技北京天拓基业科技发展有限公司2.9 GPS5800按键功能电源按钮电源状态无线电1维艰踪5800接收机只有一个按钮一电源按钮。用回 可以打开或关闭接收机并执行其它功能。如表2.8动作电源按钮打开接收机按关闭接收机按下2秒钟删除星历文件按下15秒钟把接收机重设到工厂缺省状态按下15秒钟删除应用文件按下30秒钟格式化内存按