南方测绘S750于2007年正式推出市场,经过多年的发展,成为了市场是为数不多的高精度、高性价比、高稳定性手持式GPS,广泛应用于土地调查、电力线路勘测、森林防火、警务系统等众多领域。
S750技术参数及特点
国际专业品牌测量型GPS天线及定位主板,比导航型主板搜星更迅速稳定,定位更精确可靠
自主跟踪接入整合的SBAS(亚洲为MSAS),使得单机可达到亚米精度
高品质内置GPRS模块,可无缝接入各厂家CORS(VRS、多基站及单基站)、RTK基准站(灵锐S86、S82及其他品牌),稳定获得实时外部差分改正,实现更高精度
内置进口蓝牙设备,可与蓝牙应用设备进行数据交换、连线使用,如连接台式电脑传输数据、或连接RTK主机进行野外作业(既可做为RTK的手簿)
480x640分辨率,36英寸Full-VGA高品质彩色液晶显示器, TFT触摸屏,可在强日光下读写
配备可供野外全天候使用的易于拆卸更换的锂电池
用于工业级PDA的 *** 作系统Windows CE50,具备卓越的扩展性及出色的图形用户界面
优秀的定位及标准的输出,为第三方导航、GIS采集软件提供稳定的应用基础。
功能强大的520MHz 32位处理器、128MB内存、NVIDIA GoForce 4000多媒体芯片,更强的图形处理能力,更容易的打开、导入图形文件
秉承南方GPS应用软件的一贯专业性,为您提供导航放样、地形测图、电力寻检、农林调查、GIS采集等更专业、方便的 *** 作及更广泛的数据输出
通过连接外接天线,更可以提高对中的精准度,以方便您与其他静态接收机联测,进行高精度控制测量
软件应用:
秉承南方GPS应用软件的一贯多样性及专业性,为您提供导航放样、地形测图、电力寻检、农林调查等各种GIS的野外采集软件,针对不同行业及工作组织为其订制更专业、方便的 *** 作及更广泛的数据输出
信息采集:迅速精确的定位,灵活的快捷键存储,使您方便的在点、线、面等各种元素之间任意采集
导航放样:可根据您预先设定好的线路信息或导入的点位目标,实时进行指引,使您在野外很轻松的便可以寻找到它们
文件导出:支持CASS、CAD、ARCGIS、EXCEL等多种常用软件文件格式的输出,更好的与您的其它应用软件进行兼容性 *** 作
坐标转换:通过野外转换求取或填入已有的转换参数(四参数、七参数等)对已知点进行校对,可使您实时获得地方独立的或国家标准的平面坐标及高程
数据输出:支持国际标准定位数据NMEA格式输出,可为第三方导航、GIS采集软件提供实时定位数据
实时回传:野外人员可将数据实时回传到办公室服务器上,对信息库中需更新的信息进行标注更改,办公室人员通过监控软件亦可对野外人员进行位置、状态的查看
实用工具:内置的多功能工具包,多样且专业,满足您在野外的一切工程设计计算需要,使手持机真正成为您的野外便携性助理
配套完善:完善的办公室后处理软件配备。
系统:
*** 作系统:Microsoft Windows Embedded CE 50
处理器:Intel PXA-270 520MHz XScale, 32 bit RISC CPU
内存储器:128MB RAM /128MB M-System闪存、SD记忆卡扩展槽
媒体:
NVIDIA GoForce4000 多媒体芯片
集成扬声器、麦克风,支持录音及回放
480x640分辨率,36英寸Full VGA彩色液晶显示器,TFT触摸屏
全数字键盘录入,软键盘字符录入
数据通讯:
完整的RS232
USB On-The-Go (USB 11)
80211b/g无线LAN
蓝牙12、Class II标准
内置GPRS/GSM通讯模块(选配)
GPS指标:
接收机:L1,C/A码,带载波相位平滑
通道:单频,12通道,并行跟踪(双通道SBAS跟踪)
重捕获时间:<1s
数据更新率:1Hz,可设置(最大20Hz)
冷启动:30s~45s
EVEREST多路径抑制技术
定位精度(典型值):
实时差分改正:亚米级(CEP)(外部源修正或SBAS)
后差分处理:亚米级(CEP)
静态:水平5mm+1ppm,高程10mm+1ppm
(典型值要求最少能锁定5颗卫星,PDOP小于6,SNR最小值为39dBHz,且有合理的多路径条件等)
协议:
完全支持SBAS(MSAS\WAAS\EGNOS)
数据I/O,NMEA-0183(GGA、ZDA、GLL、RMC、GSA、GSV、VTG),TSIP
修正量I/O协议:RTCM23(1、3、9)
物理:
尺寸:284mm x 95mm x 37mm
重量:073kg(带电池)
电气:
电池:37V,2700mAh,可拆卸
在线充电:AC100-240~,05A,50-60Hz
工作环境:
湿度:5%~95% RH 非凝结状态
*** 作温度:-10摄氏度到+50摄氏度(14华氏度到122华氏度)
存储温度:-40摄氏度到+60摄氏度(-40华氏度到140华氏度)
防水防尘等级IP65,完全保护从各个方向的冲水及扬尘,防震动及撞击
公司简介
南方测绘1989年成立于广州,历经发展,已成为一家集研发、制造、销售和技术服务为一体的专业测绘仪器、地理信息软件产业集团,稳居中国测绘仪器及软件行业第一位。产品出口到全球100多个国家和地区,跻身世界行业4强。
集团现拥有遍布全国的30家省级分公司、100家地市级分公司、3家海外分公司、1家卫星导航公司、1家数码公司和1家高速铁路技术公司,并建成北京、武汉、常州和广州的5家现代化厂房,成为全球最大的测绘仪器制造基地之一。
长期以来,南方测绘专注测绘,以振兴民族测绘产业为己任,陆续实现了测距仪、电子经纬仪、全站仪、GPS、网络CORS等系列测绘仪器的国产化,取得了一系列拥有自主知识产权的技术成果,成为中国测绘仪器行业的领航者。2004年,南方测绘仪器、软件、GPS综合技术通过国家测绘局组织的专家鉴定,认定达到世界先进水平。
南方测绘全面进军地理信息产业,专业提供面向数据、面向数字城市的行业信息化综合解决方案,以“数据-系统-服务”为核心,提升地理信息价值。
南方测绘致力于推动中国地理信息产业的发展,正努力成为世界级的测量仪器和地理信息产业供应商,做行业领袖,创国际品牌。
形成测绘仪器、卫星导航、地理信息三大支柱产业
在车载系统中,除了与行车 *** 控密切相关的车体、传动及安全系统开始导入更多的电子功能外,资通娱乐系统也越来越多地应用电子技术。当这个结合信息、通信和娱乐的车载应用系统被转移到汽车市场时,也发展出其独到的应用特点。
Telematics是指整合通信与信息的新兴车载应用。在产品定位上,可以分为可携式设备和车装式设备两种。GPS导航定位在Telematics中具有关键性的地位,车载GPS系统除了可为驾驶提供导航信息外,当它与无线通信技术(如GPRS/3G)结合时,可提供定位信息给Telematics的服务供货商,当这些供货商的服务中心收到个别汽车的位置信息后,就能够为车主提供道路救援、失车找回等服务。另外,出租车、公交车或游览车也可采用GPS来发挥车队追踪及控管的功能。在客户端的GPS装置是一个单向的GPS信号接收机,它可以接收来自天空导航卫星的定位信号,这20多颗卫星可传送L1及L2两种信号,使用的频率分别为157542MHz和122760MHz,一般民用的GPS接收机只需接收L1于157542MHz的频率。
GPS定位系统利用卫星基本三角定位原理,由GPS接收装置先找到3颗以上空中卫星的所在位置,再计算每颗卫星与接收器之间的距离,即可得出接收器在三维空间中的坐标值。
进一步来看GPS接收器的系统运作流程(见图1),GPS卫星信号先由GPS天线来接收,再经由RF射频前端将高频信号转为中、低频数字信号,再传送到GPS基频组件,此组件的核心技术在于相关器的设计,也就是透过相关器来比对找出正确的卫星编号,进而对照取得多颗卫星的万年历和广播星历等资料。通道的相关器越多意味着找到卫星位置的速度越快,目前一般的GPS接收器至少提供12个通道的相关器,更高阶的接收器则具有16个,甚至是32个通道的相关器。
GPS接收器的控制功能由微处理器或微控制器来实现,此处理核心可以来自外部,也可嵌入在GPS基频组件当中。目前较初阶的GPS接收器产品常用ARM7作为核心,高阶的机种则会升级到ARM9核心。此外,这类组件也具备微处理器支持功能,例如UART和实时时钟(RTC)。
星历数据会以NMEA0183或RTCM等格式输出到主处理器,进一步与GIS地图引擎整合以显示所在街道位置,或透过无线通信接口传出位置信息,让远程服务器能够提供进一步的相关位置服务。NMEA0183是GPS惯用的一种标准通信协议,它采用简化ASCII的序列通信协议来定义数据传送的格式。当GPS采用差分定位(DGPS)的辅助定位模式,如美国的WAAS或欧洲的EGNOS系统时,则需输出RTCM或NTRIP10的协议格式。此外,由于不同的接收器所提供的原始数据格式通常会不同,当有需要针对不同型号接收器收集的数据进行统一处理时,就必须建立GPS通用数据交换格式。综上所述,一部车载GPS的硬件系统架构中,主要单元包括天线、RF前端、基频/相关器、处理器核心,此外,还包括内存、总线接口。这些单元可以采用离散式的方法来提高设计上的d性,也可采用整合式的策略,将多个单元整合为一颗系统单芯片(SoC)、单封装(SiP)或模块,以降低设计的难度及成本。
当系统工程师在进行设计时,必须在效能、成本与d性三大评量要件中进行选择。以效能来说,GPS接收器的效能指标有4项,分别是准确性、灵敏度、第一次定位时间、通道数量。当这4项效能指标都要求达到最高时,就必须强调接收器的处理器效能、相关器通道数量、内存容量及高速的对外连接接口。如此一来,产品的成本自然会大幅提升,这时大众市场未必能够接受,因此往往需要做一些必要的调整。
目前的技术已能够将GPS接收器架构中的射频及基频整合在一起,而高整合度的产品能提供更佳的成本效益。以ST的STA2056为例(见图2),它将基频与射频功能整合于小型的QFN-68封装之中。它在基频部分采用ARM7TDMI作为核心,频率可高达66MHz;在射频部分为主动天线系统,含有易与被动天线连接的接口;此外,它还内建ROM及SRAM内存。由于只需要用到少数的外部组件,因此能降低总体物料成本;其小尺寸能让产品设计更为轻薄短小,而且具有低功耗的优势。不仅如此,此类整合性产品也让工程师省下调校射频与基频整合的研究精力,可加速产品上市。GPS天线也是决定GPS效能表现的关键。GPS卫星信号的背景噪讯为-136dBW,为避免干扰,国际电信法规规定卫星传送信号噪讯不得大于-154dBW,GPS的信号实际上相当弱,因此接收天线的灵敏度必须非常高。这和天线的大小及形状密切相关。可用于GPS的天线种类包括片状天线、螺旋式天线和平面倒F型天线(PIFA)等,其中又以片状天线和螺旋式天线使用最多(见图4)。由于GPS的信号属于圆极化波,所以GPS接收天线也必须采用圆极化的工作方式。
平板天线的好处是其耐用性及相对容易制作,成本也较低,不过它具有明显的方向性,平板要面向天空才能得到较好的接收效果。这种方向性会给使用上带来极大的限制;此外,它虽然能顺利接收到正上方的卫星信号,但若没有获取到低角度的卫星信息,误差就会相对较高,精确度也会下降。
较先进的做法是采用四臂螺旋天线,它拥有全面向360°的接收能力,使天线在任何方向都有3dB的增益。这让GPS接收器能以各种角度摆放,而且能接收到低角度的卫星信号。此外,也可导入Balun的电路设计,这样可以有效隔离天线周围的噪讯,能容纳各种功能的天线并存于极小的空间中而不会互相干扰,很适合手持设备的天线设计,不过此类天线的成本仍然偏高。在车载的导航使用中,常会因为遭遇到环境上的遮蔽因素而造成导航工作无法正常运作。在高楼林立的巷道中,收信状况往往极差,当行进隧道中时,更是完全没有信号可用,这时可以透过方位推估(DeadReckoning,DR)技术来作为暂时的导航工具。
DR的技术原理是透过能感测或测量距离及方向改变的装置,来估算出汽车移动位置的改变。正向的行进距离通常采用量程计或加速度计来进行量测;转动角度则使用磁罗盘、陀螺仪或差分里程计来量测;高度上的变化则需使用气压计。整合设计实例见图5。
里程计是每台汽车中必备的装置,GPS接收器可透过CANBus来连接里程计以进行测量,但里程计的缺点是会因使用时间过长导致准确性降低。较先进的做法是采用MEMS技术的加速度计和陀螺仪,它们的体积小,也容易进行系统整合,但是,精确度高的MEMS组件也需要较高的成本。此外,在实际应用中要提升DR系统的精确性,还要时常进行在线传感器的校准,这时就需要GPS的定位信号来修正DR传感器的参数项目。
在短时间内,DR的正确性相当高,甚至可以高于GPS,但随着使用时间的增加,DR的误差累积效应会越来越大,导航的精确度就会大幅下降,这时必须回归到GPS系统来找出绝对的位置,才能再次使用DR。DR和GPS是相辅相成的车载导航系统,但目前商品化的产品仍然不多,主要的瓶颈在于DR传感器的准确度和成本,以及与导航系统整合的算法开发方面。
用GPS Configurator工具设置使用数据线进行设置,通过数据线连接R8“串口2”
在“计算机管理”---“设备管理器”---“端口(COM和LPT)”查询串口的端口号,如图端口号为“24”
打开“GPS Configurator工具”,
Device type:Trimble R10/R8/R6/R4
PC port :COM24
点击“Connect”
连接R8后,进入“Serial outputs”端口输出设置栏中,在NMEA框中点击“Add”按钮。
Add NMEA outputs对话框中,
Type:GGA--------------不同的设备可能选择的格式不同
Port :Port2-------------一般设备通过数据线连接R8串口2
Frequency 可默认。
点击“OK”
步骤阅读
完后,在“NMEA”框中就看到数据输出格式及端口。点击“应用”
即可在“Current outputs”框中可以看到已经设置成功了。NMEA通讯协议所规定的通讯语句都已是以ASCII码为基础的,NMEA-0183协议语句的数据格式如下:“$”为语句起始标志;“,”为域分隔符;“ ”为校验和识别符,其后面的两位数为校验和,代表了“$”和“”之间所有字符的按位异或值(不包括这两个字符);“/”为终止符,所有的语句必须以来结束,也就是ASCII 字符的“回车”(十六进制的0D)和“换行”(十六进制的0A)地图采集车上有相机、激光、惯导等多种传感器设备,采集的数据为图像、激光点云、轨迹等,生成地图数据的流程中,需要将这些数据关联起来,但是这些设备都是各自独立运行的,而能完成这个任务的就是时间同步系统。
时间同步系统是以 GPS(Global Positioning System,全球定位系统)的时间信息为基础进行时间授时的。本文主要讲述时间系统中 GPS 授时原理、授时方法、授时过程以及授时中的异常情况。
2GPS 授时原理
GPS 卫星上搭载有高精度原子钟(铯原子),它能够让各个卫星之间保持高精度的时间同步,并且各自的时间起始时刻也能够对的很准。由于用户接收机与卫星存在钟差,对零点做时间参考系至少需要四颗卫星才能实现导航定位。
当用户解算出自己和卫星的钟差之后就可以校正自己本地的时钟,将其和卫星精准的时钟同步到同一个时刻,这个过程就叫授时。
原子钟的原理:原子中的电子从一个能级跃迁到另一个能级的时候,频率非常稳定,以此为钟摆就能得到非常精准的时间。
GPS 授时原理是 GPS 接收机在任意时刻能同时接收其视野范围内>=4 颗卫星信号,经解码和处理后从中提取并输出两种时间信号:
(1)时间间隔为 1S 的同步脉冲信号 PPS(Pulse Per Second,秒脉冲),其脉冲前沿与国际标准时间的同步误差<1us

(2)串行口输出的信息是与 PPS 前沿对应的国际标准时间和日期,应用最为广泛的是 NMEA-0183 协议,如$GPGGA,$GPRMC 等。
GPRMC:Recommended Minimum SpeGPS / TRANSIT Data(RMC)推荐定位信息。
协议格式:
$GPRMC,<1>,<2>,<3>,<4>,<5>,<6>,<7>,<8>,<9>,<10>,<11>hh<CR><LF>
样例数据:
$GPRMC,161229487,A,37232475,N,121583416,W,013,30962,120598,10

3 GPS 授时方法
31 PPS 与 NMEA 关系
要讲述 GPS 的授时方法,要先了解 PPS 与 NMEA 的关系及作用,如下图所示,在 GPS 定位的情况下,PPS 会先到,NMEA 数据后到,但是不同 GPS 厂商设置的两者之间的时间间隔不尽相同,有的几毫秒,而有的几百毫秒。

PPS 与 NMEA
:PPS,上升沿为整秒零时刻。
蓝色:NMEA,GPS 时间信息,包含年月日、时分秒。
32 GPS 授时过程详解

GPS 授时系统结构图
如上图所示的 GPS 授时系统结构图:
(1)GPS 接收机在定位的情况下产生输出 PPS 脉冲信号,以及有效的 GPS 时间信息,此信息以串行通信输出,TTL/RS232 信号类型,ASCII 码,波特率 9600bps~460800bps,可配置,遵循的是 NMEA-0183 协议,此协议的数据信息有十几种之多,而提取 GPS 时间信息的语句,通常 RMC 足以满足要求。
(2)晶振可以为 MCU(Microcontroller Unit,微控制单元或者单片机)提供精确的时钟源,维持系统运行,受环境影响较大,特别是温度变化。可选用 OCXO—恒温晶振,温度特性达到 3ppb。 校园气象站由各种传感器和自动气象站监测仪组成,传感器种类可由用户在一定范围内自行选配,以满足不同用户的需要,还可以通过扩展接口选择联接个人计算机、打印机、控制器等设备,使整个系统的功能大大增强。
特点如下:
1、实时监测温度、湿度、风速、风向、雨量、气压、紫外辐射、蒸发、噪声、土壤温度、土壤湿度等多种气象参数,气象观测要素的配置方式可以根据项目的实际情况进行灵和配置,同时为了满足学生的动手实践需要,还为学生配备有干湿球温度计、最高最低温度计、玻璃钢百叶箱、电接风向风速仪、日照计等人工气象观测仪器。
校园气象站
2、微电脑气象数据采集仪具有气象数据采集、实时时钟、定时存储、参数设定、参数和气象历史数据掉电保护等功能。数据采集器采用新一代处理器32位Motorola CPU集成高精度GPS数字芯片,1微妙卫星同步支持NMEA0183 通讯协议,主动型陶瓷天线让定位更为精准,通过气象监测软件可以准确定位查看监测区域的气象环境数据,方便于移动观测气象数据,工业控制标准化设计,便携式防振结构,汉字液晶键盘人机界面,使用先进的双屏显示技术,主屏显示实时气象数据信息,辅屏显示地理状况信息包括方位、高度、天气预报资料等等,人机界面友好,便于现场实时查看气象分析数据,无需外接电脑终端设备。
3、标准RS232/485/USB通讯功能,支持标准MODBUS通讯协议,可以通过有线连接、局域网连接、光纤连接、Modem连接、GPRS移动通讯、数传电台、3G通讯、卫星通讯等多种通讯方式与气象站接收服务器组成气象监测系统。
4、自动气象站管理软件可在WINDOWS2000以上环境即可运行并支持最新WIN7 *** 作系统,实时显示各路数据,每隔10秒更新一次,每组数据自动存储(存储时间可以设定),与打印机相连自动打印存储数据,生成标准气象图文报表及统计分析曲线,存储量达数年以上,数据存储格式为EXCEL标准格式可供其它软件调用,并可以将数据上传至专业的网站进行实时更新便于查询。
5、电源供电系统有市电220V、直流5V、12V和太阳能供电系统多种方式进行选择。气象数据采集器配备有绿色节能电源管理模块系统,如使用太阳能系统方式供电,可保证连续阴雨天情况下十天无断电稳态工作。
6、采用不锈钢轻金属支架和野外防护箱,外形美观、耐腐蚀、抗干扰,可长期运行于各种恶劣的室外环境,安装支架高度包括25m能够根据规范要求安装气象传感器。
7、完善的防雷击、抗干扰等保护措施。在电子线路方面采用了防雷、噪声抑止等多种抗干扰措施,在硬件和
校园气象站
软件设计方面采用了降额设计、电磁兼容设计、野值剔除等多种可靠性设计技术,可靠运行于各种恶劣的野外环境,低功耗、高稳定性、高精度、可无人值守。
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