拓普康NETG3A说明书中文.docx

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拓普康NETG3A说明书中文

NET-G3A

使用手册

前言

感谢您购买拓普康的产品。

本手册是由拓普康定位系统公司（TPS）为拓普康产品的用户准备的操作手册。

手册将帮助用户NET-G3A接收机的性能和操作方法。

手册的使用必须遵守下列规定和条款（使用条款）。

注意

在使用之前，请务必仔细阅读本手册的下列条款。

使用条款

专业用途－拓普康产品是为专业人员设计的，用户必须是专业的测量人员或是具有测量专业知识的人员。

用户在操作、检查、调校本产品以前必须很好的理解本产品的使用和注意事项。

在使用本仪器时，力求小心，轻拿轻放，勿磕勿碰，确保仪器的使用安全并穿戴安全服（安全鞋、安全帽等）。

版权－本手册中所包含信息的知识产权和版权都属于拓普康定位系统公司。

在没有经过本公司的正式书面同意前，任何人不可以使用、访问、复制、存储、打印和创建任何本手册中的图片、信息、内容或数据，也不可以出售、修改、印刷、发行或允许第三方使用相关内容，而只是作为指导如何使用产品和软件的说明书。

本书中大量的有价值的数据和信息都是TPS公司花费了大量的时间、金钱和工作的基础上获得的，并经过仔细而慎重的选择、调整和编排，所以XX不得擅自使用。

注册商标－NET-G3A、TopconTools、TopconLink、TopNET、Topcon和TopconPositioningSystems是拓普康定位系统公司（TPS）的注册商标。

Windows®是微软公司的注册商标。

Bluetooth®的字标和标志归BluetoothSIG公司所有，对于这些商标的任何使用TPS公司均已得到授权。

手册中提到的其它公司及其的产品都有自己的注册商标。

保修声明－除了在附录E中的保修条款或产品附带的保修卡之外，没有其它的保修条款。

TPS拒绝额外的为满足任何特殊用途或目的保修要求。

TPS公司及其分销商不对技术上的、编辑上的或不当删减而导致的错误负责，也不对由于使用本手册、软件及附加产品造成的意外损害或损失负责。

这些损失包括不局限于此：

时间上的损失，数据丢失或数据损坏，利益或收入的损失，产品的使用中的损失。

另外，TPS公司不对所购买的产品、软件及其连带的替代品负责。

无论如何，TPS公司不对任何买方或用户承担超出产品购买价格的损失负责。

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许可协议－对任何由TPS提供的或者是从TPS网站上下载的与产品有关的电脑程序或软件的使用都必须服从本手册中的条款。

用户在遵守这些条款的情况下使用这些软件，必须独家使用，不可转让。

在没有TPS公司书面授权的情况下，不可以复制、传输给它人使用。

这个许可直到终止前一直有效，您在任何时候都可以通过销毁软件和手册而终止协议。

在您没有遵守这些条款中的任何一项时，TPS公司有权终止协议。

您必须同意在您中止使用产品时，同时销毁软件和手册。

本手册中所有版权和内容属于TPS公司。

假如您不能够遵守这些条款，请立即归还未使用的软件和手册。

保密－本手册中的内容和软件是TPS公司的独家所有和保密的。

您必须严格保密，甚至比保护您自己最有价值的商业秘密还要严格。

这并不是限制您的雇员了解那些使它们正确操作，而只是提醒你必须要求员工保守我们的秘密。

如果您被迫透露了任何保密信息，您必须立刻通知TPS公司，使我们有时间采取保护和补救的措施。

网站和其它声明－在TPS的网站上、任何广告上、或是TPS的任何文献上，或者是由某位员工或TPS的独立承包人做出的声明都不能改变这些条款。

安全－对于拓普康产品的不正确操作可能导致对人员或财产的伤害，或造成仪器故障。

产品只允许在TPS公司授权的服务中心进行维修。

用户应该注意并遵守附录E中的安全警告。

其它－TPS公司可以在任何时间对以上条款进行修改、替换或取消。

以上条款不与法律冲突，并受加利福尼亚州法律的支配和解释。

手册约定

本手册采用下述约定：

示例描述

文件退出点击文件菜单后再点击退出菜单项。

连接表示对话框或者窗口的名称。

频率表示对话框、窗口中的输入区域或标签。

Enter按下或点击标有Enter的按钮或按键。

注释

有助于系统、维护和设置的注释性信息。

提示

有助于系统、维护和设置的补充信息。

注意

对系统运行、性能和观测，或人身安全有影响的补充信息。

当心

对系统运行、性能、数据完整、个人健康具有潜在负面影响的操作注意事项。

警告

将导致系统损坏、数据丢失、失去保修或人身伤害的操作注意事项。

危险

在任何情况下绝对不要进行该项操作。

第1章产品介绍

拓普康定位系统公司的NET-G3A接收机（第1-2页图1-1）是一款用于参考站系统的性能最先进、结构最紧凑的多频GNSS接收机。

多功能、多用途的NET-G3A接收机是专为精密定位领域而设计的永久参考站和半永久参考站而设计。

精密定位领域指的是用于测量、建筑、商业地图测绘、土木工程、精准农业、地面工程和农业的机械控制、航空摄影测量、水道测量及任何与前述有关的设备、子系统、组成部分以及软件的使用领域。

NET-G3A可以接收和处理多种卫星信号（包括最新的GPSL2C、GPSL5、GLONASSC/AL2、和GALILEO信号），提高测量与定位的精度，这一优点在困难的作业环境下表现的特别明显。

NET-G3A的下述特性，可以满足任何对时间和位置有高精度要求的测量和应用。

•GNSS

•多频率接收

•时标脉冲（1PPS）输出和外接事件输入

•外接频率输入和内部频率输出

•网络连接

NET-G3A的其它一些特性，如多路径抑制技术，使得接收机在遮挡严重、信号较弱的的环境下跟踪卫星。

NET-G3A满足了快速、简便数据采集的多功能、高精度、可用性及高集成度的要求。

图1-1NET-G3A接收机

工作原理

使用合适的GPS接收机进行测量，可以为用户提供精确的定位结果，这是任何测量工程所需要的。

下面内容对全球导航卫星系统（GNSS）和接收机功能进行了概述，以助于您理解和应用GNSS原理，并最大限度的利用好您的接收机。

GNSS概述

当前，全球导航卫星系统（GNSS）有下述三种星座系统，整个GNSS系统为任何装备了GNSS接收机的近地用户提供了全球、全天候、24小时的定位、测速和定时服务。

•GPS--全球定位系统（GPS）是由美国国防部掌控的星基无线电导航系统。

有关GPS星座的当前状况，请访问http:

//tycho.usno.navy.mil或http:

//www.navcen.uscg.gov网站。

•GLONASS--全球卫星导航系统（GLONASS）是由俄联邦国防部掌控的与GPS类似的导航系统。

有关GLONASS星座的当前状况，请访问http:

//www.glonass-center.ru/frame.html网站。

•GALILEO--伽利略导航卫星系统（GALILEO）是由欧盟掌控的全球导航卫星系统。

与GPS和GLONASS系统不同，GALILEO系统是一个民用系统，并且还处在建设过程中。

有关GALILEO星座的当前状况，请访问http:

//www.galileo-网站。

尽管这三个系统在技术细节上有许多差别，但它们都有三个基本组成部分：

•空间部分－GPS、GLONASS和GALILEO的卫星轨道高度距地面约为12,000英里，每颗卫星都配备了时钟和无线电设备。

这些卫星播发数据信息（星历、历书、时间与频率的改正等）。

•控制部分－分布在地球上的地面站监控卫星并向卫星上传数据，以确保卫星正常地发送数据。

这些数据包括星钟改正和新的星历（卫星位置作为时间的函数）。

•用户部分－使用GNSS接收机并用相应的卫星系统定位的民用和军方用户。

计算绝对位置

当计算绝对位置时，固定的或移动的接收机要确定它在地心坐标系统下的三维坐标。

为了计算位置坐标，接收机观测出仪器到至少四颗卫星之间的距离（称为伪距），观测的伪距经过了钟差（接收机时钟相对于GPS时间的偏差）改正和大气影响产生的信号延迟改正。

卫星的位置坐标由接收机收到的导航信息中的星历数据计算获得。

如果仅使用单一的卫星系统，至少需要接收到四颗卫星信号，才能够计算出接收机的位置坐标；但如果使用混合的多个卫星系统（GPS、GLONASS和GALILEO），考虑到不同系统之间的时间差，则至少需要接收到五颗卫星信号，才能够计算出接收机的位置坐标。

计算差分位置

DGPS，又称为差分GPS，是一种相对定位技术，通过两台或更多的接收机接收到的数据采用复杂的算法进行综合处理，高精度地计算出接收机的位置坐标。

DGPS具有下述几种不同的技术模式：

•根据使用的GNSS观测数据的类型不同，分为码相位差分观测和载波相位差分观测。

•根据是需要实时出结果还是后处理出结果的不同，分为实时DGPS和后处理DGPS。

实时DGPS又可以根据差分数据源和通讯数据链的不同而做进一步的划分。

典型的DGPS测量是：

一台接收机安置在已知点上作为基准站，而其他接收机安置在未知点上作为流动站。

基准站接收机采集每一个可用GNSS卫星的码相位和载波相位观测值。

•对于实时应用，这些观测值和基准站坐标被打包成RTCM标准格式（或其他合适的差分数据传输标准格式），通过通讯数据链，广播传输给流动站接收机。

流动站接收机将这些传输数据施加到所观测的相同卫星的观测值中。

•对于后处理应用，基准站接收机和流动站接收机同步观测，并将观测数据记录在仪器的内存中（不通过通讯数据链传输）。

然后，将基准站和流动站的数据下载到计算机中，进行组合、处理等计算。

使用这种方法，一些空间相关的误差，如：

卫星轨道误差、电离层误差、对流层误差等，可以大大减小，从而获得高精度的位置坐标。

目前有多种差分定位的方法，包括：

后处理测量、实时动态测量、沿海信标台站差分、差分卫星（如OmniSTAR）、卫星广域差分增强系统（如WAAS、EGNOS、MSAS）。

实时动态测量（RTK）是实时测量中精度最高的方法。

RTK至少需要两台接收机来采集导航数据，并建立接收机之间的通信数据链。

一台接收机安置在已知点上称为基准站，另一台接收机安置在未知点上称为流动站。

基准站采集载波相位差分观测值，生成RTK改正数，并将改正数发送到流动站；流动站处理自己采集的载波相位差分观测值和接收到的改正数，高精度地计算出其相对位置。

RTK的平面精度高达1cm，其高程精度高达1.5cm。

定位质量的基本要素

要获得高质量的定位结果，需具备以下三个要素：

•精度－定位结果的精度主要取决于可见卫星数、信号完整性以及卫星的几何分布（所谓的几何精度因子，或GDOP）。

–差分GPS定位（DGPS和RTK）能有效的减小大气和轨道误差，并削弱美国国防部对GPS信号采取AS（反电子欺骗）时的影响。

–视野内卫星越多、信号越强、DOP值越小，定位的精度也就越高。

•可用卫星－可用卫星数影响位置的计算。

可用卫星越多，定位越精确。

自然界的和人造的障碍物会阻挡、中断、削弱卫星信号，降低可用卫星的数量。

可见卫星如果信号质量太差，就不能作为可用卫星参与定位计算。

•完整性－容错能力使定位结果有更好的完善性，并提高定位精度。

下面几种因素组合起来提供了容错能力：

–接收机自主完善性监测（RAIM）将侦测到有故障的GNSS卫星，并从定位计算中将它们删除。

–对于仅使用GPS或GLONASS定位的时候，需锁定5颗以上的卫星；在混合定位模式下需锁定6颗以上的卫星。

–卫星广域差分增强系统（WAAS、EGNOS等）生成并发送DGPS改正信息，数据完整性信息（例如卫星的健康状态警告等）。

–最新的星历和历书。

结论

本节概述简单概括了GPS、GLONASS和GALILEO定位的基础知识，关于更详细的信息，请访问TPS网站。

接收机概述

NET-G3A接收机采用G3跟踪技术，代表了最新的GNSS先进技术，通过简单的固件升级，就可以继续享有GNSS卫星信号增强所带来的优势，从而最大限度的保护用户的投资。

当打开接收机电源并完成自检时，接收机对144个通道进行初始化并开始跟踪可见的GPS、GLONASS和GALILEO卫星。

接收机的每个通道都能用于跟踪C/A-L1、P-L1及P-L2信号。

144个可用通道使得接收机在任何时间、任何地点都能同时跟踪所有可见的GPS、GLONASS和GALILEO卫星。

带有低噪声放大器（LNA）的外置GNSS天线与接收机射频部分（RF）以一根同轴电缆相连，接收到的宽带信号经过下变频、滤波、模数转换，再分配到不同的通道上。

接收机的处理器用来控制信号的跟踪过程。

一旦通道锁定信号，信号就被解调并测量必要的信号参量（载波相位与码相位）。

除此之外，广播的导航数据也从导航电文帧中解调出来。

在接收机锁定4颗以上的卫星之后，接收机有可能进行所谓的绝对定位并计算接收机的坐标（WGS-84或其它基准）以及接收机时钟相对于GPS时间的偏差。

所有这些信息可以保存在接收机选配的CF卡中，并可以下载到计算机中用后处理软件处理。

当接收机在RTK模式下工作时，原始观测数据也可以同时记录到接收机的CF卡中，这使得操作人员可以检核外业获得的实时（RTK）结果。

根据接收机的选项，NET-G3A接收机可具备下列功能：

•多路径抑制

•卫星广域差分增强系统（WAAS、EGNOS等）

•可调的锁相环（PLL）和延迟锁定环（DLL）参数

•双频或多频静态、动态、实时动态（RTK）和差分GPS（DGPS）测量模式

•时标脉冲（1PPS）输出和外接事件输入

•外接频标输入

•内置晶振器输出

•以太网连接

•自动记录数据

•设置不同的截止高度角

•设置不同的测量参数

•静态或动态测量模式

认识接收机

NET-G3A接收机的标准配置包括（注：

各国（地区）依据各自的情况不同，可能略有不同）：

•144通道的GNSS接收机

•一个外接GNSS天线的接口

•四个串口

•一个外接频率输入接口

•一个USB外接存储设备（如：

移动硬盘）口和一个USB外接仪器设备接口

•一个以太网口

•1PPS接口和事件输入口

•一个用于控制和查看数据的MINTER界面

•一个CF卡插槽

•二个电源口

虽然这是标准配置，但相应的OAF选项必须打开。

详细情况参见第1-18页“选项授权文件（OAF）”。

标准的NET-G3A包装盒内包括：

NET-G3A、一套电缆线、源适配器、TopconGPS+软件光盘、CF卡、说明书。

NET-G3A接收机

NET-G3A先进的设计为参考站网络设施提供了高效率、多功能、高可靠性的GNSS接收机。

通过GPS接收机接口指令（GRIL）和多样的硬件接口，NET-G3A接收机在下面两个方面提供了无可挑剔的适应性：

•在软件应用方面，可以通过PC-CDU和TopNET、以及用户开发的软件来控制、监测接收机的行为。

•在硬件接口方面，可以连接多种外接设备，包括：

计算机、网络设备、各种传感器、各种频率源等等

MINTER

MINTER是接收机的最基本操作界面，用于显示和控制数据的输入/输出（在1-9页图1-2）。

电池指示灯显示每个电池的状态：

状态（STAT）指示灯显示跟踪卫星的状态：

•红色闪烁—表示接收机已经开机，但还没有跟踪到卫星。

•绿色闪烁—表示接收机已经开机，并且已经跟踪到了GPS卫星。

每闪烁一次表示跟踪到了一颗GPS卫星。

•橙色闪烁—表示接收机已经开机，并且已经跟踪到了GLONASS卫星。

每闪烁一次表示跟踪到了一颗GLONASS卫星。

网络状态（LINK）指示灯显示以太网的连接状态。

•绿色—表示网络连接成功。

•灯灭—表示网络未连接。

图1-2NET-G3AMINTER

电源（PWR）指示灯显示每个电源供电的状态：

•绿色—接收机由外接电源连接到相应的电源接口来供电，供电电压正常（在6~28VDC）。

•黄色—接收机由外接电源连接到相应的电源接口来供电，供电电压正常（在6~28VDC），但该电源还没有用于给接收机供电，处在等待状态。

•红色—电源供电故障，或电源没有连接到相应的电源接口。

详情参见第5-3页的“电源故障”。

记录（REC）指示灯显示数据记录的状态。

有关用功能/记录键时记录指示灯的信息，请参见第1-11页的“功能/记录键”。

•绿色闪烁—每闪烁一次表示数据正在写入CF卡。

•橙色—表示接收机正在改变测量模式。

•橙色闪烁—表示接收机正在检查内部文件系统（在清除NVRAM或重装固件后）。

在这期间，接收机的文件系统无法被CDU（控制显示单元）应用程序访问或记录数据。

根据具体情况和内存大小，这一过程可能需要几分之一秒到数分钟。

•红色—表示接收机有故障（内存没有了剩余空间、未插CF卡、硬件故障、或OAF文件不合适）。

表1-1说明了使用功能/记录键（FN）时，记录（REC）指示灯的状态。

电台（RXTX）指示灯显示电台模块的状态。

在当前的版本中，电台（RXTX）指示灯是关闭的，预留给以后备用。

功能/记录键（FN）可以完成如下功能：

切换接收机信息模式和后处理模式、开始\停止数据记录、设置串口速率为9600等。

详细信息参见页码为3-21“MINTER操作”。

表1-1说明了使用功能/记录键（FN）时，记录（REC）指示灯的状态。

表1-1功能/记录键（FN）和记录（REC）指示灯的状态

功能/

记录键

记录（REC）

指示灯

状态

当数据记录关闭时，功能/记录键的作用是：

未按键

不亮

没有记录数据

橙色闪烁

内部文件系统测试中

红色

内存不够、数据记录时硬件故障、或无CF卡

按<1秒

FN键模式为“LED闪烁模式切换”

橙色

松开后切换信息模式

FN键模式为“观测模式”

橙色

无功能

按1~5秒

FN键模式为“LED闪烁模式切换”

绿色

松开后开始记录数据（后处理观测模式未设置）

FN键模式为“观测模式”

绿色

松开后开始记录数据（动态或静态后处理观测模式）

按5~8秒

红色

松开后将串口A的速率设为9600bps

按>8秒

不亮

无功能

功能/

记录键

记录（REC）

指示灯

状态

当数据记录开时，功能/记录键的作用是：

未按键

红色

内存不够、或数据记录时硬件故障

FN键模式为“LED闪烁模式切换”

绿色

已开始记录数据（后处理观测模式未设置）

FN键模式为“观测模式”

绿色

已开始记录数据（动态后处理观测模式）

橙色

已开始记录数据（静态后处理观测模式）

按<1秒

FN键模式为“LED闪烁模式切换”

橙色

松开后切换信息模式

FN键模式为“观测模式”

橙色

松开后在静态和动态后处理模式之间切换

按1~5秒

不亮

松开后停止数据记录

按5~8秒

红色

松开后将串口A的速率设为9600bps

按>8秒

不亮

无功能（继续记录数据）

电源键打开或关闭接收机。

数据和电源接口

NET-G3A有前后二个面板，

前面板有二个接口（图1-3）：

•串口（7芯ODU-MINI-SNAP）—用于接收机与外接设备的数据传输。

这是接收机的串口A。

•USB接口（Mini-B）—用于接收机与外接设备的高速数据传输，该接口位于标牌盖的里面。

图1-3NET-G3A前面板

后面板有十个接口（图1-14）：

•串口（9针D口）—用于接收机与外接设备的数据传输。

•以太网口（12针ODU-MINI-SNAP）—用于连接接收机与网络。

•1PPS接口（BNC接口）—用于通过可编程的参考时间、周期、偏移来产生1PPS信号。

该脉冲与指定的参考时间同步。

•事件输入接口（BNC接口）—用于输入与指定的参考时间同步的事件。

•GNSS天线接口（N型）—连接外置GNSS天线。

•外接频率接口（BNC接口）—用于外接频率的输入，内置频率的输出。

•电源口（5针ODU-MINI-SNAP）—用于连接接收机与外接电源。

图1-4NET-G3A后面板

CF卡槽

CF（CompactFlash）卡槽位于前面板的标牌盖后面（在1-15页图1-5），连接选购件CF卡和接收机主板来提供内存。

CF卡一旦插入后一般不再取出，卡中存储的数据可以通过串口、USB、以太网口等进行传输。

CF卡可以在当地购买到。

参见第A-16页的“NET-G3A兼容的CF卡”。

至于其他的CF卡，请和TPS技术支持部门联系。

图1-5NET-G3ACF卡槽

固定孔

NET-G3A接收机底部有四个固定孔，用于安装#8-32螺丝来永久固定接收机（图1-6），固定后可以避免接收机的移动。

图1-6NET-G3A底部固定孔

电缆线和电源部件

NET-G3A标准配置包括数据通讯线和电源线等用于设置接收机和供电。

表1-2列出了NET-G3A标准配置的电缆线。

表1-2NET-G3A标准配置的电缆线

电缆线说明

电缆线图

USB电缆

接收机USB接口至外设（手簿或计算机）的电缆。

用于高速数据传输和接收机设置。

p/n14-008070-01

串口电缆

接收机串口至外设（手簿或计算机）的电缆。

用于数据传输和接收机设置。

连接头为黑色。

p/n14-008005-03

网线接头

连接接收机和网线的接头。

p/n14-008085-01

1PPS、事件输入、外接频率输入/输出电缆

连接接收机的1PPS、事件输入、外接频率输入/输出和相应的外设

p/n14-008010-01

表1-2NET-G3A标准配置的电缆线（续）

电缆线说明

电缆线图

DTE设备互连电缆

连接接收机至外设（手簿或计算机）的电缆。

用于数据传输和接收机设置。

p/n14-008086-01

电源线

连接电源插座和充电器的电缆。

美式：

p/n14-008052-01

欧式：

p/n14-008053-01

电源适配器

将交流电转换为直流电，用于给接收机供电。

p/n22-034101-01

接收机电源线

接收机电源端口至SAE接头的电缆。

连接头为红色。

p/n14-008016-03

表1-2NET-G3A标准配置的电缆线（续）

电缆线说明

电缆线图

带保险丝的电缆

连接SAE接头至外接电源的带保险丝的电缆。

p/n14-008094-01

注：

关于NET-G3标准配置，各个地区因情况的不同可能会有所区别。

其他附件

随同下面的附件一起，NET-G3A标准配置包括有：

一个512MB的CF卡、一个装有TopconGPS+设置软件的CD、一个保险丝、和一本使用说明书。

图1-7NET-G3A附件

关于NET-G3A的可选附件，请联系Topcon当地的代理商。

注：

关于NET-G3附件的标准配置，各个地区因情况的不同可能会有所区别。

选项授权文件（OAF）

TPS公司使用选项授权文件（OAF）来打开用户所购接收机的特定功能选项。

选项授权文件使得用户可以根据个人的特定需要定制和配置