疏浚导航软件操作手册.docx

1、疏浚导航软件操作手册南方 GPS水上工程应用 软件系列水上工程-疏浚版操 作 手 册第一版南方卫星导航仪器有限公司二一年十月(Ver 1.01.08.1220)第一章 概述1.1 概述南方疏浚导航版软件是针对疏浚工程行业用户的使用特点和要求所推出的一款专业性软件，简化了部分操作流程，着重对疏浚导航、施工图形、施工计划的编制、施工断面绘制、水深背景数据导入、背景水深颜色分类、导航定位点数据保存与删除、图层控制和绞刀头深度指示与施工断面同步显示等功能的完善，保留了原有的对多种品牌GPS的兼容性，支持双GPS定位与定向，并重点对GPS罗经的位置、航向数据处理与图形导航功能做了全面扩展和补充，使V11

2、0 GPS罗经与导航软件的功能达到完美的系统结合，更好地为疏浚用户提供准确的位置与可靠的航向指示，以满足广大疏浚用户对系统技术的要求和施工质量控制的要求，最终实现施工质量与施工效益双赢的目的，软件功能适合各类疏浚施工船舶使用，如：耙吸船、绞吸船、抓斗船和链斗船等，其它的还有土工布铺设船、抛石船、抛砂船等。1.2 特色功能 1、坐标系统转换功能：具有通用的WGS-84坐标与北京54坐标的转换功能，同时还具备四参数和七参数的高精度转换功能，还可对地方一级独立坐标和二级独立坐标进行地方转换。（在建立新工程栏内） 2、端口连接功能：开放式端口连接选项，可连接国内外各类品牌的GPS接收机，包括GPS罗经

3、、双GPS应用、数字角度传感器等等。（在端口设置栏内）3、图形编制功能：施工区域图形设计、施工区图形编制、施工段划分编图、施工计划线绘制、断面图形编绘等等。在绘制直线、折线时可以进行端点捕捉，当绘制直线时有角度和距离显示，可编绘任意图形和文字注释，可起到更有效的施工指导作用，兼容坐标编图和鼠标绘图功能。 4、背景水深数据显示功能：可导入南方dat、南方ssd和hypack .mtx等格式的水深数据作水深背景图，供施工导航用。5、背景水深颜色分类：可按水深值设置深度分类和颜色，以不同的颜色显示已挖深度和浅点水深加以区分，更直观地显示施工区内的水深值与水深性质。导入ssd水深数据文件可以分色显示，

4、并且可以设置水深分色设置，显示不同深度颜色。6、导航船形设计功能：可依比例设计各类施工船形，根据用户自己的挖泥船特点和规格设计船形，使导航界面更加贴近用户所需的要求。7、测量点偏移设置功能：可按天线位置与挖泥机具的实际距离设置抓斗位置、耙头位置、绞刀头位置和链斗挖泥点位置，准确归算出挖泥点具体位置，为施工提供准确的施工定位，测量点的圆半径可自行定义，圆圈的颜色也可自定义。8、删除内容的选择与定义功能：对于施工导航图形与施工记录点的局部修改或删除功能，是专门为用户在施工中修改施工范围或另行划分施工区及删除过多的记录点、水深、注记、参考点、区域分界线等，为了防止无意中删除其它需要继续使用或仍需保留

5、的点、线、注记和水深等，在删除功能中增加了删除内容的选项和定义，以确保导航图形界面中的每一项内容不会被随意删除。9、导航界面图层控制功能：新增的此项功能可以显示或锁定 普通文本、水深注记、测量点、轨迹点等图层、单个删除、区域删除、全部删除。在删除时只能删除当前选择的图层元素。现在可以单个删除，区域删除，全部删除测量点和轨迹点，将轨迹线显示和轨迹点显示的的功能换成图层进行控制，但前提是要选择它所在的图层，并且是在非锁定状态。图1-1 主界面10、导航图面旋转功能：为了满足部分特殊用户和基槽施工用户的特别需要，导航图面的旋转功能可为他们提供较为方便、直观的显示界面，进一步体现软件的个性化与灵活的开

6、放界面。11、导航界面下的断面显示功能：对自带绞刀桥梁角度传感器或另配安装角度传感器的绞吸船，该软件都可以对其读取角度数据，连续计算和显示绞刀头的实时深度，并与实际施工断面同步显示绞刀头深度和摆动方向，为绞吸船提供先进的定位和监控功能，可更有效和更准确地控制施工和船舶操控，实现施工导航的三维显示与三维控制，是促进和提高施工质量与施工效益的最有效的手段。图1-2 断面显示功能12、固定偏差设置功能：该功能是为了消除坐标系延伸或通用坐标系转换所产生的固定偏差而特设的一项偏移校正，目的是提高定位系统与当地坐标系重合精度，确保施工导航定位的实际精度和施工质量。13、测线记录文件名的日期功能：新版软件在

7、记录时会自动冠以当前日期显示、记录，线号顺序也会自动排列，方便用户根据施工日期选择显示施工的记录，解决了打开旧的工程，测量线文件名无日期而不方便查对的问题。14、导航界面的比例缩放功能：在一定的比例显示中容易产生字符过大，线条和注记都不能按比例缩小，造成图面凌乱，整洁度不好，该功能的完善解决了图形显示凌乱问题，现在当各种文字显示缩小到一定程度后会用方框表示，或以点表示。15、线条绘制定义和标绘助航标识功能：新增绘制线条图标颜色和助航标识添加与选择功能，在绘制线条选择，线条宽度的工具栏内，可以设置画线和各种布线的线条宽度和颜色，可在施工导航图面上标绘助航标识和添加施工现场的临时灯标或灯鼓标识，供

8、施工、航行实地参照，以确保施工安全。16、水深数据导入类型：新增导入水深数据还包括：中海达图形文件、hypack的mtx水深文件，并增加了导入图形数据时，可以重新设置线型，并解决了修改工程后图形丢失的问题。17、测量点数据合并保存功能：新增“测量数据合并保存”功能在点击保存后可为下次打开该工程文件时提供更快的速度。图1-3测量数据合并保存功能18、导航界面背景字符大小调整功能：新增的背景字符大小调整功能快捷键可为用户提供随时调整背景水深字符大小、测量点圆圈大小和施工区内注记大小等功能，通过移动调整滑杆直到背景字符大小合适为止，以弥补所导入的水深、数据、标识等字符在转换、导入过程中因原始比例不同

9、所产生的显示比例偏小的因素，达到合适的字符显示比例，可根据个人要求任意放大或缩小，直到自己满意为止。图1-4背景字符大小调整功能图1-5 字符调整界面第二章 安装与界面2.1软件运行环境要求自由行软件运行环境要求如下：1. 主机：与IBM兼容的微机或者笔记本机586以上2. 操作系统：WINDOWS 98/ME/2000/Xp3. 硬盘：不小于10GB的空间4. 内存：256MB以上5串口不少于一个，要进行水深测量需要可以扩充的PCMCIA插槽或者USB口2.2 软件的安装用户在购买水上GPS测量系统时，应注意查收配件是否齐全，配件包括一张光盘、一个软件狗以及软件的操作手册，水上GPS测量系统

10、的所有软件全部压缩在一个软件包内，在安装时会解压至指定的目录内。图2-1 安装界面将软件光盘插入光驱，执行光盘上的SETUP.EXE ，点击“下一步”按钮，设置安装的路径。默认的安装路径是C:Program南方测绘，也可以点击“更改”按钮选择安装的路径。选定后点击“下一步”按钮，进入到安装界面，点击“安装”按钮，显示安装的进度，安装结束后将提示安装成功，然后点击“完成”按钮，结束安装程序。然后安装加密狗的驱动程序，并将软件狗插到USB接口上，最后在开始菜单中或桌面上执行“自由行”图标即可运行该程序。2.3 软件的卸载如果在计算机中已存在自由行软件，因为故障而使自由行软件不能正常运行，或者需要更

11、新自由行软件的版本，这时需要先将原有的自由行软件进行卸载。最简单的方法是运行开始菜单程序南方水上工程软件卸载自由行，会弹出一个对话框确认是否要卸载，点确定后，就会自动卸载。此外，还有一个卸载办法是通过控制面板中的添加/删除程序中找到水上工程软件自由行，点击删除按钮，这时会弹出一个是否删除的确认对话框，点击是，即可进行自动卸载。图2-2 软件的卸载2.4 系统主界面图图2-3主界面图2-4 工具栏窗口主界面说明：左侧为定位系统信息栏，显示内容包括：时间、位置解、卫星数量、航向、航速、导航信息、经纬度、XY坐标及其它相关信息。上方为软件功能快捷工具栏，操作时可提供功能选择快捷响应，便于随时操作。大

12、窗口为导航主界面窗口，主要显示施工区图和当前船位和其它设置需要显示的内容。下部窗口为多项显示窗口，有信息提示、导航信息、放样信息、水深数据和施工断面等多项显示功能选择。图2-4 下部窗口第三章 工程和设置3.1 新工程的创建图3-1 创建工程当运行自由行软件时，会弹出如下一个对话框：图3-2 新建向导先填写施工单位、施工地点、操作人员、备注这些基本工程信息，然后点击工程文件栏中的存放位置的右边的按钮，修改工程存储位置，默认的工程存储位置在“C:南方自由行测量数据”目录下。填写完基本信息之后，点击左边的投影参数，进入到投影参数设置界面，如下图所示：图3-3 投影参数设置在椭球栏中选择测量坐标系所

13、使用的椭球，默认的椭球为“北京54”椭球；在投影方式选择框中选择所需要的投影方式，默认投影方式为“高斯投影”；在中央子午线编辑框中输入当地的中央子午线，默认的中央子午线为0，中央子午线的输入格式可以从注释栏中看到为“dd.mmssssss”；当需要对坐标系的X坐标或Y坐标进行改正时，可以将改正值分别输入到X常数和Y常数编辑框中，X常数默认值为0，Y常数默认值为500000；如果需要对坐标系进行缩放，可以在尺度比编辑框中输入比例因子，默认的比例因子为1；投影高应跟作业区域的要求输入，默认的投影高为0。设置完投影参数后，点击左边的转换参数，进入转换参数输入界面，如下图所示：图3-4 转换参数设置根

14、据实际工程作业的需要，可以使用七参数、四参数和校正参数，在输入所用的参数时，应先选中相应的参数使用复选框，再输入参数。完成转换参数输入操作以后，点击左边的仪器选择，进入到仪器选择界面。3.2 仪器选项设置仪器选项设置窗如下图所示：图3-5 仪器选择设置下图为打开仪器选项栏：图3-6 GPS1配置窗口在型号下拉框中选择所使用的GPS类型，一般每种型号的GPS对应一种数据格式，所以数据格式一般使用默认设置。3.3 端口设置与连接测试在通讯参数栏中设置GPS接入的COM端口和波特率，波特率与GPS型号有关，因此，在使用GPS时，应该先了解到所使用的GPS波特率，以保障数据通讯的通畅。数据位、停止位、

15、校验这些参数如果需要修改，要在专业的技术人员指导下进行修改，一般情况下使用默认值。如果在作业过程中，还连接了数字角度传感器、测深仪或其它设备，还须另外选择其它相应的端口栏中的使用前的复选框，然后选择仪器的型号、接入端口和波特率。图3-7 GPS1端口设置串口设置和波特率选定后点击下面的“开始”键进行端口连接测试，这时中间的窗口内能连续显示串口所接收的V110传输过来的定位信息。如下图所示图3-8GPS端口设置完成仪器设置后，选择左边的数据采集，进入到采集设置界面，如下图所示：图3-9 数据采集设置在采集条件栏中按精度从低到高的顺序为单点解、差分解、固定解，如果使用信标机，一般选择差分解；如果使

16、用的是RTK，根据实际作业精度的要求，可以选择差分解或固定解。在采集方式栏中，有按时间间隔、按距离间隔和手工三种采集方式，如果选择按时间间隔，并设置为3秒，那么就是每隔3秒，采集数据一次；如果选择按距离间隔，并设为5米，那么就是GPS天线位置移动距离之和是5的整数倍时，采集数据一次。如果选择手工，那么就是当按下一次空格时，采集一次数据。在水深数据采集栏中有瞬时水深、最浅水深、最深水深、平均水深方式。如果选择瞬时水深，表示当采集GPS数据瞬时的同时采集测探仪数据一次，这时采集的数据真实反映实际的水深，因此，一般作业时选择瞬时水深。现在以GPS数据采集方式为按时间间隔为3秒为例进行说明最浅水深、最

17、深水深、平均水深，最浅水深、最深水深、平均水深分别表示取3秒内测深仪输出水深的最小值、最大值、平均值，这三中方式从理论上，可以降低误差，具有一定的科学性，但由于它带有人为的优化，不能直接反映实际的水深，所以在实际作业时要根据具体要求选择。在数据文件栏中，在文件名称栏中可以输入采集数据文件名称，存储路径为所建工程目录下的data文件夹。完成以上设置后，点确定，即可建成一个新的工程。3.4 对已建工程的编辑若要对已建好的工程的参数进行核查、修改和进行其它参数设置时，可以通过主界面的设置菜单下的功能菜单进行设置，包括功能菜单如下图所示：图3-10 参数设置3.5 坐标系统设置坐标系统设置主要包括椭球

18、设置、投影设置、转换参数设置，坐标系统设置界面如下图所示：图3-11 坐标系统设置通过坐标系统设置对话框，一方面，可以查看和核对已经设置的参数，另一方面，可以对在建工程过程中未来得及填写的参数进行补充填写。此外，如果想使用转换参数中的四参数、七参数、高程拟和参数、校正参数，可以选中相应的复选框，然后点击，进入数据输入界面，输入参数。下面的表格说明了转换参数的用途：转换参数用 途四参数将标准坐标系（比如北京54坐标系）下的坐标转换到地方坐标系七参数将一种椭球基准坐标系（比如WGS-84坐标系）下的坐标转换到另一种椭球基准的坐标系(比如北京54坐标系)下高程拟和参数通过对高程的拟和求出一个修正值对

19、高程进行修正。如果对高程数据不做要求，可以不用高程拟和参数校正参数将测量坐标系进行平移，使测量坐标系与地方坐标系重合第四章 施工区图形设计与编制编制施工图形或布设计划线一般是在作业前，用常用软件AutoCAD设计好计划线，生成*.dxf文件，然后通过自由行主界面工程图形导入功能导入到自由行里面。但为了方便，自由行自带计划线设计功能，并能将设计好的图形导出在一个*.dxf文件里。下面介绍使用自由行的计划线布设功能。图4-1 计划线设计从上图的设计工具栏内可以看到画点、画直线、画圆弧、画折线，还有航道布线、区域布线、直线平行布线、复合线平行布线、垂直布线、扇形布线的布线模型等多种功能，其中画点、画

20、直线、画圆弧、画折线航道布线、区域布线都提供了鼠标制图和坐标制图两种方式，坐标制图方式是精确制图，鼠标制图为粗略制图方式。此外还提供了端点捕捉和文字注释辅助功能，当进行图形制作时，可以打开端点捕捉功能，方便鼠标制图，如果某些地方需要用文字注释说明，可以使用文字注释功能。图4-2 注释文字设置编制施工导航图和标示文字注记功能图释： 图4-3注释示意图4.1画参考点图4-4 作图方式选择如果只是想大致在图形上标记一个参考点，可以点击工具栏中的参考点工具，然后在弹出的对话框中选择鼠标作图，点击确定后，就进入到鼠标画点模式，可以连续在视图窗口画点，点单击鼠标右键退出画点模式。在已有已知需要画的参考点的

21、详细坐标，那么选择坐标制图，点击确定后，就进入到坐标输入界面，如下图所示：图4-5 参考点属性在相应的编辑框中输入点名、坐标、编号，如果参考点的坐标已经导入到坐标库中了，就可以通过从坐标库选择进入到坐标库进行坐标选择，输完所有信息之后，点击确定后，计算机就会自动在指定的位置画一个参考点，如果要画下一个参考点，必须重复以上操作。4.2 画直线画直线同画参考点一样，有鼠标制图和坐标制图两种方式。鼠标作图这里以及以后就不再赘述。可以点击工具栏中的画直线工具，然后在弹出的对话框中选择坐标作图，然后进入到直线属性界面，如下图所示：图4-6 直线属性在线名编辑框中输入直线的名称，在坐标框中输入直线两端的端

22、点坐标，选择表示从坐标库中调入坐标。在设置栏中还可以设置线型、线宽、颜色。4.3 画折线点击工具栏中的画折线工具，在弹出的对话框中选择坐标作图，然后进入到复合线属性界面，如下图所示：图4-7 复合线属性这里主要介绍坐标栏，在左边坐标列表中添加折线端点有两种方式：1点击添加，左边坐标列表会自动添加一行，然后分别用鼠标左键点击坐标x格和坐标y格，输入坐标。2点击选择，进入到坐标库，然后从坐标库列表中选择坐标，点击确定退出坐标管理库，左边坐标列表会自动将所选择的坐标添加进来。对左边坐标列表的坐标进行编辑：1修改坐标操作。在需要修改的坐标格单击鼠标左键，进入修改状态，可以进行删除和输入操作了。2删除折

23、线端点操作。用鼠标选择需要删除的坐标行，然后点击删除即可。3折线端点连接顺序编辑。这个主要是方便坐标输入，输入的时候可以不用担心折线端点的前后顺序，比如输入端点坐标的顺序是C,D,A,B，而折线端点连接的顺序是A,B,C,D，这就需要进行排序（C,D,A,B）(A,B,C,D)，可以选择A坐标行，通过上移操作将A坐标行移到最上面，然后选择B坐标行，通过上移将B坐标行移到A坐标行下面。4.4 画圆弧选择设计画圆弧菜单，在弹出的对话框中选择坐标作图，然后进入到圆弧属性界面，如下图所示：图4-8 圆弧属性圆弧名、圆弧圆心坐标、圆弧半径、圆弧线性设置这些按照要求输入就可以了，这里主要解释一下起始角和终

24、止角，可以从下图所示的圆弧示例中理解起始角和终止角的含义。图4-9 圆弧示例第五章 定位系统连接选项与端口设置选择“设置”菜单下面的“GPS1设置”，进入到端口设置界面图5-1 GPS配置界面5.1仪器设置端口分配是GPS1设置、GPS2设置、测深仪设置、电罗经设置、Fixbox设置的综合设置面板。端口分布的界面如下图所示：图5-2 端口分配下面分别介绍GPS端口设置、测深仪端口设置、电罗经端口设置、Fixbox端口设置的具体设置方法：5.2 GPS设置GPS1端口的设置就是在新建工程过程的新建向导的仪器选择中的GPS设置。因此，如果在新建工程完成新建向导过程中，对GPS进行了设置，上图所示的

25、GPS1端口就不必要再设置。当点击GPS1端口后面的设置后，会出现下图所示的界面：图5-3 选择南方信标机在图 53 GPS设置 界面有两个选卡GPS和端口设置，选择GPS选卡，可以看到设置的GPS型号、数据输出格式、自定义GPS。在GPS选卡中主要选择GPS型号。自定义GPS：如果所使用的GPS型号在GPS型号列表中不存在，可以在命令字符编辑框输入命令，然后用增加、修改、删除、保存对命令列表进行编辑，然后在设置名称编辑框输入自定义GPS名称，然后点击增加，这样在GPS型号下拉列表中就会有自定义GPS了。下面介绍端口设置选项卡，其界面如下图所示：在端口设置选卡中，主要设置连接端口和波特率。这里

26、简单介绍连接测试。在开始测试的时候，点击开始，如果端口设置正确，并且仪器连接正确，那么在文本框可以看到接受的数据，并且在接受字节框中的数字不断的增大。此外，还可以通过发送向GPS主机发送命令，在使用这个功能前要了解各种命令的含义。暂停显示和十六进制显示是用来控制文本框的输出数据的显示的，可以根据需要进行选择。如果使用的是双GPS，那么就需要对GPS2进行设置，对GPS2的设置和对GPS1的设置操作过程一样，不过一定要注意在GPS2的使用前面打上钩，表示使用GPS2。5.3 数据采集设置这里GPS1的数据采集设置与新建工程新建向导中的GPS数据采集设置是一样的，因此，如果使用的是单GPS，这里就

27、不需要再设置。如果使用的是双GPS定位，默认状态下GPS2是不采集数据，只起定向的作用，数据采集设界面如下图所示：图5-4 数据采集设置如果需要GPS2和GPS1都采集数据的话，可以在采集GPS2数据前的复选框打钩，采集方式可以选择和GPS1同步采集，如果GPS2采用自己的采集方式，可以把和GPS1同步采集前的钩去掉，然后在条件和方式中进行设置。5.4 存储设置存储设置可以设置存储文件名和测线号起始数以及测量点命名方式，如下图所示：图5-5 存贮设置5.5 偏移设置一般的是在完成了船形设计后，再进行偏移设置，下面用一个实际的例子来进行说明。在下面的例子中，假设使用的是双GPS。A、偏移设计通过

28、自由行主界面的设计船形设计图5-6 偏移设计在船形设计面板中，下方有船形数据、锚点数据、偏移数据三个选卡，这里选择偏移数据。偏移点的分布可以从图 56 船形偏移设计看出，“船上坐标系统原点”是一个自定义的坐标系原点，GPS1天线位置、GPS2天线位置、GPS1测量位置、GPS2测量位置由实际的GPS天线安装位置、测量点位置在船上自定义坐标系统的坐标确定。为了方便，这里将它们的位置分别假设在船的四个角上。在设计的过程中，使用了工具，直接在图中四个点上左键单击即可。在偏移数据选卡中，名称都将默认的名称改成具有实际意义的名称，并与图上的点对应起来，并在H栏中输入了天线高和测量点高，需要注意的是：这里

29、的天线高和测量点高是在船上自定义坐标系统下的高，在例子中，是以船的上表面为0准面，那么这里的天线高即天线到船面的高，而测量点都在船的上表面上。完成以上操作后，点击确定进行设计保存。B、偏移设置通过自由行主界面的设置偏移设置进入到如下界面：图5-7 偏移设置在选择下拉列表中选择相应的偏移点，这些偏移点就是上面在偏移设计中设计的点。然后点击确定，就完成了偏移设置。下方，显示测量圆的选项勾选之后，将在测量位置出现一个以指定半径，指定颜色定义的圆，方便观察船型记录位置。5.6 船形设计船形设计包括船的形状设计、锚点设计、偏移设计，是为了更好的模拟船形和确定锚点、GPS天线位置、测量点位置之间的相对空间

30、位置，可以说是直观的综合反映整个测量系统的状况。（1）、船的形状设计船的形状设计可以比较灵活，既可以精简成一个带箭头的十字丝，也可以复杂到将整个船的形状真实模拟。但不管如何设计，船上坐标系统的原点最好在设计的船的图形上。下面以一个经典的示例来说明进行船的形状设计。当通过设计船形设计进入到设计界面。如下图所示：图5-8 船的形状设计编制船形有两种方式：（1）鼠标作图：可以使用上图中工具栏的工具来手工画船形，还可以打开网格捕捉和端点捕捉功能，方便作图。如果需要删除某条线，用鼠标左键在这条线上单击，表示选中，然后点击删除即可。（2）输入坐标作图：选择船形数据选卡，点击增加，然后在光标闪动的行输入坐标，每一行代表一条线，开始X和开始Y代表线段的起始端点坐标，结束X和结束Y代表线段的终点坐标。如果想删除某行数据，先选中这行数据，然后点击删除即可。（3）锚点设计图5-9 锚点设计设计锚点可以采用两种方式：1、鼠标定锚点：可以使用工具栏中