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1、数字测土第三节第1页，共43页，编辑于2022年，星期六本节内容1.1 1.1 数字测图系统的概述数字测图系统的概述1.2 1.2 数字测图的硬件系统数字测图的硬件系统1.3 1.3 课后作业课后作业第2页，共43页，编辑于2022年，星期六1.1 数字测图系统的概述数字测图系统的概念数字测图系统是以计算机为核心，在硬件和软件的支持下，对地形空间数据进行数据采集、输入、数据处理及数据输出、管理的测绘系统。它包括硬件和软件两个部分。第3页，共43页，编辑于2022年，星期六1.1 数字测图系统的概述数字测图系统1.硬件系统数字测图系统的硬件主要有全站仪、GPS（RTK）、计算机（台式或笔记本电脑
2、或掌上电脑PDA）、绘图仪、扫描仪以及其它输入输出设备组成。第4页，共43页，编辑于2022年，星期六1.1 数字测图系统概述数字测图系统2.软件系统数字测图的软件是数字测图系统的关键，一个功能比较完善的数字测图系统软件，应集数据采集、数据处理（包括图形数据的处理和属性数据以及其它数据格式的处理）、图形编辑与修改、成果输出与管理于一身，且通用性强、稳定性好，并提供与其它软件进行数据转换的接口。第5页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统数字测图硬件系统示意图第6页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统 数字测图的硬件系统包括计算机硬件和采集测量数
3、据的仪器设备（如全站仪、GPS等）。一、计算机硬件 计算机硬件由中央处理器（CPU）、内存储器、输入设备、输出设备、总线等几部分组成，每一部件分别按要求执行特定的基本功能，第7页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统第8页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统一、计算机硬件1.中央处理器（CPU）2.内存储器第9页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统一、计算机硬件3.总线 计算机中的各个部件，包括CPU、内存储器、外存储器和输入输出设备的接口之间是通过一条公共信息通路连接起来的，这条信息通路称为总线。微型计算机硬件结构的
4、最重要特点是总线(Bus)结构。它将信号线分成三大类，并归结为数据总线(Date Bus)、地址总线(Address Bus)和控制总线(Control Bus)。第10页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统第11页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统一、计算机硬件4.输入设备(Input device)是指用来向计算机输入各种原始数据和程序的设备。第12页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统一、计算机硬件5.输出设备第13页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统一、计算机硬件6.外部存储设备
5、第14页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站型电子速测仪 全站型电子速测仪（Electronic Theometer Total Station）是随着电子技术、光电测距技术以及计算机技术的发展而产生的新型的测量仪器，它由电子经纬仪、光电（主要为红外线）测距、电子微处理器及数据自动记录装置等部分构成。第15页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站型电子速测仪第16页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪1.特性和功能l自检与改正功能l大容量内存l双向传输功能l程序化l智能化第17页，共43页，编
6、辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪2.分类 通常将能同时进行测角和光电测距的仪器称为全站型电子速测仪，简称速测仪。从结构形式上来分，速测仪可分为：“组合式”和“整体式”两种类型。第18页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪3.全站仪测角第19页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪4.全站仪测距第20页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪5.全站仪的数据通讯 全站仪的数据通信，是指全站仪与计算机或PDA之间经通信线路而进行的数据交换。目前全站仪与计算机的通信主要是利
7、用全站仪的输出接口，通过通信电缆以直接将全站仪的内存中的数据文件传送到计算机，也可以从计算机将坐标数据文件和编码库数据直接装入全站仪的内存中。第21页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪5.全站仪的数据通讯（1）数据的传送方式 数据的传送方式有两种：串行通信和并行通信，通常情况下，并行通信用于距离较近的情况，串行通信用于距离较远的情况。第22页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪5.全站仪的数据通讯（1）数据的传送方式 并行通信第23页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪5.全站仪的数据
8、通讯（1）数据的传送方式 串行通信全双工单工半双工第24页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪5.全站仪的数据通讯（2）同步传输与异步传输 串行数据通信有两种数据传输的方法，即同步数据传输与异步数据传输 第25页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统同步传输与异步传输第26页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪5.全站仪的数据通讯（3）全站仪的通讯参数设置 全站仪与计算机通信时，为了实现全站仪与计算机之间的正常通信，全站仪与计算机两端的通信参数设置必须一致。通信参数的设置一般包括以下几项（各仪器说明
9、书中都有具体的规定）：1）波特率 2）数据位 3）校验位 4）停止位第27页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统全站仪的通讯参数设置1）波特率2）数据位3）校验位4）停止位第28页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统一些全站仪的通讯参数厂商厂商LeicaLeicaTopconTopconSokkiaSokkiaPentaxPentaxSouthSouth接口接口针针脚脚定定义义1 1电电源源 (VDC)(VDC)2 2空空 (N.U)(N.U)3 3信号地信号地(GND)(GND)4 4接收接收 (RXD)(RXD)5 5发发送送 (TXD)
10、(TXD)1 1信号地信号地(GND)(GND)2 2空空 (N.U)(N.U)3 3发发送送 (TXD)(TXD)4 4接收接收 (RXD)(RXD)5 5请请求求发发送送(CTS)(CTS)6 6电电源源 (VDC)(VDC)1 1信号地信号地(GND)(GND)2 2空空 (N.U)(N.U)3 3发发送送 (TXD)(TXD)4 4接收接收 (RXD)(RXD)5 5请请求求发发送送(CTS)(CTS)6 6电电源源 (VDC)(VDC)1 1发发送送 (TXD)(TXD)2 2接收接收 (RXD)(RXD)3 3请请求求发发送送(RTS)(RTS)4 4允允许发许发送送(CTS)(C
11、TS)5 5信号地信号地(GND)(GND)6 6空空 (N.U.)(N.U.)1 1信号地信号地(GND)(GND)2 2空空 (N.U)(N.U)3 3发发送送 (TXD)(TXD)4 4接收接收 (RXD)(RXD)5 5请请求求发发送送(CTS)(CTS)6 6电电源源 (VDC)(VDC)波特波特率率110 300 600 1200 110 300 600 1200 2400 4800 96002400 4800 9600可可选选1200 2400 4800 96001200 2400 4800 9600可可选选1200 2400 4800 96001200 2400 4800 96
12、00可可选选1200 2400 4800 96001200 2400 4800 9600可可选选12001200、24002400、48004800可可选选数据数据位位7 7位二位二进进制制7 7位二位二进进制制8 8位二位二进进制制7 7位二位二进进制制7 7位二位二进进制制校校验验位位N N或或E E或或O OE EN NN NN N停止停止位位CRCR或或CR LFCR LF1 11 11 11 1第29页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪6.全站仪使用主要事项（1）仪器应由专人使用、保管。迁站、装箱时只能握住仪器的支架，而不能握住镜简，以免对仪器造
13、成损伤，影响观测精度。（2）日光下测量应避免将物镜直接瞄准太阳。若在太阳下作业应安装滤光器。（3）避免在高温和低温下存放仪器，亦应避免温度骤变（使用时气温变化除外）。在高温天气作业时，必须撑伞，否则仪器内部温度容易升到6070，从而缩短仪器的使用寿命。（4）仪器不使用时，应将其装入箱内，置于干燥处，注意防震、防尘和防潮。（5）若仪器工作处的温度与存放处的温度差异太大，应先将仪器留在箱内，直至它适应环境温度后再使用仪器。（6）仪器长期不使用时，应将仪器上的电池卸下分开存放。电池应每月充电一次。第30页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统二、全站仪6.全站仪使用的注意事项
14、（7）仪器运输应将仪器装于箱内进行，运输时应小心避免挤压、碰撞和剧烈震动，长途运输最好在箱子周围使用软垫。（8）仪器安装至三脚架或拆卸时，要一只手先握住仪器，以防仪器跌落。（9）外露光学件需要清洁时，应用脱脂棉或镜头纸轻轻擦净，切不可用其它物品擦拭。（10）仪器使用完毕后，用绒布或毛刷清除仪器表面灰尘。仪器被雨水淋湿后，切勿通电开机，应用干净软布擦干并在通风处放一段时间。（11）作业前应仔细全面检查仪器，确信仪器各项指标、功能、电源、初始设置和改正参数均符合要求时再进行作业。（12）即使发现仪器功能异常，非专业维修人员不可擅自拆开仪器，以免发生不必要的损坏。（13）其它使用要点与光学经纬仪相同
15、。第31页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 GPS定位技术是近代迅速发展起来的卫星定位技术，在国内外获得了日益广泛的应用。随着全球定位系统的不断改进，硬、软件的不断完善，GPS应用领域正在不断开拓、扩大。目前已遍及国民经济各部门，是构建“数字地球”的框架，并开始逐步深入人们的日常生活。第32页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (一)GPS系统组成1.空间部分GPS卫星星座2.地面控制部分地面监控系统3.用户设备部分GPS信号接收机第33页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GP
16、S定位 (一)GPS系统组成1.空间部分GPS卫星星座第34页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (一)GPS系统组成2.地面控制部分地面监控系统信号接收系统计算机控制中心第35页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (一)GPS系统组成3.用户设备部分GPS信号接收机第36页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (二)GPS定位与测量学中的距离交会确定点位的方法相似，GPS定位实质是利用空间后方交会来确定地面点的空间位置。第37页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2
17、 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (三)GPS定位方式和类型 1.伪距定位和载波相位定位 2.绝对定位和相对定位 3.差分定位 4.动态定位和静态定位 5.实时定位和后处理定位第38页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (四)实时动态测量的作业模式与应用 1.RTK定位技术简介 实时动态（Real Time KinematicRTK）测量技术，是以载波相位观测量为根据的实时差分GPS（RTD GPS）测量技术，它是GPS测量技术发展中的一个新突破。第39页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (四)实时动态测量
18、的作业模式与应用 2.RTK的作业模式 1）快速静态测量 2）准动态测量 3）动态测量第40页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统RTK的作业模式示意图 第41页，共43页，编辑于2022年，星期六1.2 数字测图的硬件系统三、GPS定位 (四)实时动态测量的作业模式与应用 3.RTK在数字测图中的应用 采用RTK技术进行数字测图时，仅一人背着仪器在要测的碎部点上呆上一、二秒钟并同时输入特征编码，通过电子手薄或PDA、便携机记录，在点位精度合乎要求的情况下，把一个区域内的地形地物点位测定后回到室内或在野外，由专业的数字测图软件可以编绘出所要求的数字图。用RTK技术测定点位不需要点间通视，测定范围大，速度快，精度高（12秒钟就可达到厘米级精度），仅一人就可以完成野外的数据采集工作，极大的提高了数字测图的效率。因此，RTK已经数字测图和GIS野外数据采集的主要手段之一。第42页，共43页，编辑于2022年，星期六1.3 课后作业1.计算机的硬件由哪几部分组成？2.计算机的输出、输入设备有哪些？3.全站仪主要由哪几部分组成?4.数据通信的方式有哪些？5.什么叫波特率？6.全站仪在进行数据传输之前应进行哪些设置？7.在操作使用全站仪时应注意些什么？8.GPS由哪几部分组成？9.何为RTK技术？RTK的作业模式有哪些？第43页，共43页，编辑于2022年，星期六