1、科力达 GPS 应用软件系列工 程 之 星(Engineering Star)用 户 手 册第三版广州科力达仪器有限公司二一年十月前言1第三版 前 言工程之星 RTK测绘软件是科力达公司开发的 GPS RTK控制采集手簿软件，其融合了南方软件多年来在野外测绘软件上的实践经验，并借鉴国际同类先进软件的相关功能，根据国内测量行业的野外生产习惯而开发的，是科力达公司专门为大地测量、工程测量和工程建设而设计的功能强大野外测绘软件。工程之星测绘软件以精益求精为原则，结合用户的需求，不断做出改进，已经历了工程之星 1.0、工程之星 2.0、工程之星 2.8等时代。随着时代的发展，图形互动、人性化操作等需求
2、显得尤为重要，科力达公司因此推出了全新的工程之星 3.0。工程之星3.0继承了上一版本的强大功能，推出了全新的操作界面，更加符合现代化测量习惯，富有时代气息。 本书主要介绍工程之星 3.0的菜单功能和野外基本的操作模式。目录1目 录第三版 前 言 1第一章 工程之星安装与概述 41.1 工程之星的安装 .41.2 工程之星软件概述 .4第二章 软件介绍 工程 62.1 新建工程 .62.2 打开工程 .182.3 文件导入导出 .182.3.1 文件导入 192.3.2 文件导出 212.4 关闭主机 .282.5 退出 .29第三章 软件介绍 输入 303.1 坐标管理库 .303.2 道路
3、设计 .413.2.1 元素模式 423.2.2 交点模式 453.3 求转换参数 .493.3.1 四参数 503.3.2 七参数 583.4 校正向导 .60 3.4.1 基准站架在已知点校正 61 3.4.2 基准站架在未知点校正（直接校正） 63 3.4.3 基准站架在未知点校正（先采点再校正） 65第四章 软件介绍配置 674.1 工程设置 .674.2 仪器设置 .68 4.2.1 移动站设置 69 4.2.2 基准站设置 70 4.2.3 主机模式设置 734.3 电台设置/网络设置 .75 4.3.1 电台设置 75目录 4.3.2 网络连接 764.4端口设置（连接仪器） .
4、81第五章 软件介绍测量 865.1 点测量 .865.2 自动测量 .905.3 控制点测量 .915.4 点放样 .955.5 直线放样 .995.6 道路放样 .102第六章 软件介绍工具 1116.1 串口调试 .1116.2 坐标转换 .112 6.2.1 坐标转换 112 6.2.2 计算转换参数 1156.3 坐标计算 .117 6.3.1 计算坐标 118 6.3.2 计算方位角 120 6.3.3 偏角偏距 121 6.3.4 偏点计算 122 6.3.5 交会计算 124 6.3.6 夹角计算 1256.4 其他计算 .127 6.4.1 面积计算 127 6.4.2 空间
5、距离 1306.5 其他工具 .1316.6 数据后处理 134第七章 软件介绍 关于 1407.1 主机注册 .1407.2 主机信息 .1427.3 软件信息 .143第八章 工程之星在 RTK中的快速应用 1448.1 GPS 坐标转化原理 .1448.2 工程之星坐标转换方法 .1458.3 快捷方式及文件 .156目录3附录 A GPS 测量概述 .161GPS系统简介 .161GPS测量方法 .162影响 RTK作业的因素 163GPS在测量工作中的应用 .164多天工程的参数沿用建议 164附录 B GPS 产品 技术规格 165风云 K9 技术指标 .165附录 C 联系方式
6、166第一章 工程之星安装与概述4 工程之星用户手册第一章 工程之星安装与概述工程之星 3.0软件（以下都简称为工程之星）是安装在 Psion工业手簿上的 RTK野外测绘软件。1.1 工程之星的安装工程之星的安装程 EGStar.exe。用户可以通过存储卡或是数据线直接把安装程序复制到 Psion手簿的Flash DiskEGStar文件夹下（如果没有 Egstar文件夹，可以自己建一个） 。需要说明的是，系统存储器或 Flash Disk是 Psion手簿 rom存储器，也就是说装在系统存储器或 Flash Disk里的程序不会因为手簿的断电而丢失。一般在 GPS出厂的时候都会给手簿预装上工
7、程之星软件，用户在需要软件升级的时候直接覆盖以前的工程之星就可以了。1.2 工程之星软件概述运行工程之星软件，进入主界面视图如图 1-1所示：图 1-1工程菜单主界面窗口分为六个主菜单栏和状态栏菜档栏集成着所有菜单命令，内容分为六个部分：工程、输入、配置、测量、工具、关于，六个部分在接下来将分六五个章节分别介绍。菜单窗口状态栏快捷按钮快捷按钮第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 5状态栏显示的是当前移动站接收机点位的测量坐标信息和差分解的状态，及平面和高程精度情况,中间的信号条表示数据链通讯状态数据链前面的数字表示当前的电台通道。主窗口的右上角电池标志和文件标志代表的是手簿的电池信息和当前的参
8、数信息，点击可以看到详细信息。中间的菜单栏分别有子菜单，单击看以呈现出子菜单，然后选择子菜单就可以进入所需要的界面。第二章 软件介绍工程6 工程之星用户手册第二章 软件介绍工程单击工程，出现图 2-1所示的工程子菜单界面：图 2-1工程菜单工程菜单中包括四个子菜单：新建工程、打开工程、文件导入和导出、关闭主机、退出。以下分别对各个子菜单的操作和使用的具体情况进行说明。工程之星是以工程文件的形式对软件进行管理的，所有的软件操作都是在某个定义的工程下完成的。每次进入工程之星软件，软件会自动调入最后一次使用工程之星时的工程文件。一般情况下，每次开始一个地区的测量施工前都要新建一个与当前工程测量所匹配
9、的工程文件。2.1 新建工程一、详细操作操作：工程新建工程第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 7图 2-2 新建工程单击新建工程，出现新建作业的界面，如图 2-3所示：图 2-3 输入工程名首先在工程名称里面输入所要建立工程的名称，新建的工程将保存在默认的作业路径 “ Flash DiskEGJobs”里面，然后单击“确定 ”，进入参数设置向导，如图 2-4：第二章 软件介绍工程8 工程之星用户手册图 2-4 工程设置顶部有五个菜单：坐标系、天线高、存储、显示和其他。坐标系统。坐标系统下有下拉选项框，可以在选项框中选择合适的坐标系统，也可以点击下边的“浏览”按钮，查看所选的坐标系统的各种参数
10、。如果没有合适所建工程的坐标系统，可以新建或编辑坐标系统，单击“编辑”按钮，出现如图 2-5所示，图 2-5 坐标系统选择编辑单击“增加”或者“编辑”按钮出现图 2-6所示界面第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 9图 2-6 坐标系统编辑输入参考系统名，在椭球名称后面的下拉选项框中选择工程所用的椭球系统，输入中央子午线等投影参数。然后在顶部的选择菜单（水平、高程、七参、垂直）选择并输入所建工程的其他参数，并且点击“使用*参数”前方框，方框里会出现，表明新建的工程中会使用此参数。如果没有四参数、七参数和高程拟合参数，可以单击“OK，则坐标系统已经建立完毕。单击“OK进入坐标系统界面。四参数是同
11、一个椭球内不同坐标系之间进行转换的参数。在工程之星软件中的四参数指的是在投影设置下选定的椭球内 GPS坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。工程之星提供的四参数的计算方式有两种，一种是利用“工具/参数计算/计算四参数”来计算，另一种是用“控制点坐标库”计算。两种计算方式的具体方法请查看相关章节的说明。需要特别注意的是参予计算的控制点原则上至少要用两个或两个以上的点，控制点等级的高低和分布直接决定了四参数的控制范围。经验上四参数理想的控制范围一般都在 57 公里以内。四参数的四个基本项分别是：X 平移、Y 平移、旋转角和比例。校正参数是工程之星软件很特别的一个设计，它是结合国内的具体测量工作而设
12、计的。校正参数实际上就是只用同一个公共控制点来计算两套坐标系的差异。根据坐标转换的理论，一个公共控制点计算两个坐标系误差是比较大的，除非两套坐标系之间不存在旋转或者控制的距离特别小。因此，校正参数的使用通常都是在已经使用了四参数或者七参数的基础上才使用的。如图 2-7所示：第二章 软件介绍工程10 工程之星用户手册图 2-7 四参数的设置高程拟合参数。GPS 的高程系统为大地高（椭球高） ，而测量中常用的高程为正常高。所以 GPS 测得的高程需要改正才能使用，高程拟合参数就是完成这种拟和的参数。计算高程拟和参数时，参予计算的公共控制点数目不同时计算拟和所采用的模型也不一样，达到的效果自然也不一
13、样，具体的使用说明请参阅“3.2 控制点坐标库” 。高程拟合参数共为六个参数。在如图 2-8所示：图 2-8 高程拟和参数设置第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 11七参数。七参数是分别位于两个椭球内的两个坐标系之间的转换参数。在工程之星软件中的七参数指的是 GPS测量坐标系和施工测量坐标系之间的转换参数。工程之星提供了一种七参数的计算方式，在“工具/坐标转换/计算七参数”中进行了具体的说明。七参数计算时至少需要三个公共的控制点，且七参数和四参数不能同时使用。七参数的控制范围可以达到 10公里左右。七参数的基本项在包括：三个平移参数、三个旋转参数和一个比例尺因子，需要三个已知点和其对应的大地
14、坐标才能计算出。图 2-9七参数设置垂直平差参数。此参数为 Trimble手簿测量软件的参数，工程之星 3.0加入垂直平差参数，即可以直接兼容 Trimble的 DC参数文件。第二章 软件介绍工程12 工程之星用户手册图 2-10 垂直参数设置天线高。输入移动站的天线高，并勾选”直接显示实际高程” ，这样在测量屏幕上显示的便是测量点的实际高程，如果不勾选的话，屏幕上显示的是天线相位中心即天线头的高程。在此设置了天线高以后，在进行测点存储时，当天线高不变的情况下不需要另外输入天线高。如图 2-11所示：图 2-11 天线高设置天线高的量取方式有三种：直高、斜高和杆高直高：地面到主机底部的垂直高度
15、+天线相位中心到主机底部的高度第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 13斜高：橡胶圈中部到地面点的高度杆高：主机下面的对中杆的高度此处点击“详细”按钮可以进行天线高的计算，如图 2-12所示，工程之星会读出主机的天线信息，输入测量的高度，选择相应的测量方式点击“计算”,便可以得出直高。图 2-12 天线高计算存储。图 2-13为存储设置对话框，此界面有三项设置分别为：存储类型设置、存储点屏幕显示、属性设置。第二章 软件介绍工程14 工程之星用户手册图 2-13存储设置存储类型设置是设置软件存储测量点类型，其类型有以下三种：一、一般存储：即对点位在某个时刻状态下的坐标进行直接存储。 （点位坐标每
16、秒刷新一次。 ）操作方式有快捷键操作和菜单操作。二、平滑存储：即对每个点的坐标多次测量取平均值。在存储条件选择平滑存储，然后平滑存储下面设置平滑存储次数。图 2-14平滑存储设置图 2-15正在进行平滑处理第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 15三、偏移：类似于测量中的偏心测量，记录的点位不是目标点位，根据记录点位和目标点位的空间几何关系来确定目标点。例如要测量 A点，但在 A点不能或不便进行GPS测量（如房屋内或遮蔽物下） ，这时就要用到偏移存储了。如果在 B点可以测量，又知道 AB之间的距离和方位角和 AB之间的高差，那么通过偏移存储就可以测出 A点的坐标了。图 2-16偏移值输入的对话
17、框一般存储模式分常规存储和快速存储两种模式，常规存储是指按照正常的程序，按“A”存储后界面会显示存储的点位信息，快速存储是指按“A”存储之后，不显示点位信息界面，点直接存储到坐标管理库中。“点编码模式”是设置测量点的属性(即点存储时点名下面的那一项)。如图 2-17,“通用”表示默认点的属性为在此输入的值;“同上一编码”是指编码和上一测量点的编码一致;“同点名”表示点的属性和点名设置相同。第二章 软件介绍工程16 工程之星用户手册图 2-17 点编码设置显示。显示是指在测量界面上所显示出来的点位信息，如图 2-18所示图 2-18 显示设置显示在界面上的内容，可以有点名编码和高程，可以多选，也
18、可以选择不显示字体符号，是指显示在界面上的点位的字体的大小以及点位的样式。显示的数量，主要是指在界面上显示多少个点，可以是测量的最后一个点也可以输入要显示的测量点的个数。网格线及网格坐标，网格线是把界面分成几个网格，这样可以直观的看到点位的大第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 17概位置信息。连接所有的测量点，显示在界面上的点是否需要用直线连接起来。其他。图 2-19 其他设置卫星截止角。由于低高度角的卫星信号穿透电离层和对流层引起的折射大，并且由于多路径效应，使得低高度角卫星的信号在接收时有衍射作用，所以 GPS测量时对观测到的卫星必须加以选择，软件在这里可以对卫星的使用进行限制，以屏蔽低
19、高度角的卫星。如图 2-16输入高度截止角为 10o，这样 10o以下的卫星将被屏蔽而不会采用。一般最高的截至角设置都在 20o以下。时区。这里的时区主要是与状态栏上的卫星时间有关，全球通过平分经度，共分为24个时区，15为一个时区，中国共跨越东五、东六、东七、东八、东九五个时区，我国统一时间所用的是东八时区（以 东 经 120 度 为 中 央 子 午 线 ） 。 不 过 为 了 在 全 国 范 围内 采 用 统 一 的 时 间 ， 一 般 都 把 某 一 个 时 区 的 时 间 作 为 全 国 统 一 采 用 的 时 间 。 例 如 ，我 国 把 首 都 北 京 所 在 的 东 8 区 的
20、时 间 作 为 全 国 统 一 的 时 间 ， 称 为 北 京 时 间坐标显示顺序。设置坐标显示的顺序，(北，东)或（东，北） 。单击“确定” ，工程建立完毕。二、简单操作（一般操作）一般我们在新建工程的时候是不需要改变上述中的所有参数的，点击“新建工程”输入工程名选择坐标系统点击“浏览”按钮看中央子午线是否正确，如果不正确返回坐标系选择界面点击“编辑”按钮进行编辑单击“确定” ，工程建立完毕，可以开始使用。第二章 软件介绍工程18 工程之星用户手册说明：工程建成之后，要改变上述的参数，可以在“配置”“工程设置”中修改2.2 打开工程操作：工程打开工程图 2-20打开工程打开一个已经存在的工程
21、，例如要打开工程 20100526，打开EGJobs2010052620100526.eg，20100526.eg 是一个系统参数设置文件，每打开工程时都必须要选择“工程名.eg”才可。2.3 文件导入导出操作：工程文件导入导出第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 19图 2-21文件导入导出说明：在作业之前，如果有参数文件可以直接导入，测量完成后，要把测量成果以不同的格式输出（不同的成图软件要求的数据格式不一样，例如南方测绘的成图软件CASS的数据格式为：点名，属性，Y，X，H） 。2.3.1 文件导入操作：工程文件导入导出文件导入如图 2-22所示第二章 软件介绍工程20 工程之星用户手册
22、图 2-22 文件导入在导入文件类型的下拉选项框中选择要导入的参数的文件类型，主要有南方加密参数文件、天宝参数文件等。 图 2-23 选择导入 DC文件打开文件选择要导入的参数文件，如图 2-24 所示点击“OK”第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 21图 2-24 DC文件导入完毕点击“导入”则参数文件导入到了当前工程中2.3.2 文件导出操作：工程文件导入导出文件导出图 2-25选择文件输出的格式及路径第二章 软件介绍工程22 工程之星用户手册打开“文件导出” ，在数据格式里面选择需要输出的格式，如图 2-26所示：图 2-26 选择数据格式如果没有需要的文件格式，点击“自定义”图 2-
23、27 自定义文件格式填入格式名和描述以及扩展名，在数据列表中依次选中导出的数据类型点击：“增加”第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 23图 2-28 自定义文件格式全部添加完之后点击“确定”或是“OK”则自定义的文件类型文件类型列表中图 2-29 选择文件格式说明：此处的编辑只能编辑自己添加的自定义的文件类型，系统固定的文件格式不能编辑。选择数据格式后，单击“测量文件” ，选择需要转换的原始数据文件，如图 2-30：第二章 软件介绍工程24 工程之星用户手册图 2-30选择需要输出的原始测量数据文件然后单击确定，出现如图 2-31：图 2-31 选择源文件完成此时单击“成果文件” ，输入转换后保存文件的名称，如图 2-32：第二章 软件介绍工程工程之星用户手册 25图 2-32输入目标文件的名称然后单击“确定”出现如图 2-33所示： 图 2-33 数据格式、源文件和目标文件设置完毕最后单击“导出” ，出现如图 2-34所示的界面，则文件已经转换为所需要的格式。第二章 软件介绍工程26 工程之星用户手册图 2-34 转换后的成果文件路径转换格式后的数据文件保存在“Flash DiskEGJobs20100526data”里面。图2-35为上面事例转换后的文件格式。图 2-35转换后的数据文件格式文件类型说明：工程都保存在 EGjobs文件夹下，如图 2-36所示：
