中纬Zenith20双频四星GNSSRTK操作详解

中纬Zenith20接收机具有120信号通道，能同时接收GPS与GLONASS卫星信号，并预留北斗与Galileo卫星信号通道，其标准配置为两台Zenith20接收机加一个PS236手簿，接收机防尘防水级别为IP67。

进行RTK测量模式任务时，应将一台接收机设置为基准站，另一台接收机设置为移动站，并将PS236手簿设置为与移动站接收机蓝牙连接。如图8.9所示，基准站只有主机，移动站设备为一个主机与一个PS236手簿，基准站与移动站的数传电台模块内置于主机，基准站按设置的电台频道发射基准站数据，移动站应设置与基准站相同的频道接收基准站数据，PS236手簿与移动站之间通过内置蓝牙模块进行数据通讯，全部设备均为无线连接。

Zenith20的主要技术参数为：跟踪L1，L2，L2c，L5 GPS卫星信号，L1，L2 GLONASS卫星信号，SBAS：WAAS，EGNOS，MSAS载波相位；静态测量模式的平面精度为3 mm+0.5 ppm，高程精度为5mm+1 ppm，静态内存256 MB闪存，标配4 GBMicro SD卡，可以1 s的采样率连续记录1年的卫星数据；RTK测量模式的平面精度为10 mm+1 ppm，高程精度为20 mm+1 ppm；使用外置电台时，其发射功率，当电台功率切换开关19置于LOW时为2W，19置于HIGH时为35W，RTK的作用距离≤15 km；使用内置电台时，RTK的作用距离≤2 km，内置电台的发射功率最大为1 W。每台接收机标配两块可拆卸的ZBA203（7.4 V/2 500 mAh）锂电池供电，每块电池满电且使用内置电台进行RTK连续任务的时间为8～10 h。

图8.9　中纬Zenith20 GNSSRTK接收机

1—电源开/关键；2—功能键；3—记录灯；4—静态灯；5—PTK基准站灯；6—PTK移动站灯；7—卫星灯；8—数传电台灯；9—GPRS灯；10—蓝牙灯；11—接收机电源灯；12—电台开/关键；13—电台电源灯；14—频道变换键；15—频道显示窗；16—功率指示灯；17—发射数据灯；18—接收数据灯；19—发射功率切换开关；20—天线接口；21—电源与数据接口

1）PS236手簿

如图8.10所示，PS236手簿为具有GSM手机功能的掌上电脑（简称PDA），配置为806 MHz主频的Marvell PXA310 CPU，265 MB内存+4GB SD卡，480×640像素3.5 in（1 in=2.54 cm）触摸显示屏，22键键盘，微软Windowsmobile 6.1，内置蓝牙无线网络和3.5G网络模块，300万像素自动调焦数码相机，一个SD卡槽、一个miniUSB接口与一个COM接口。使用标准USB数据线连接手簿与PC机的USB接口，通过同步软件Microsoft Active-Sync实现手簿与PC机间的文件传输操作。

（1）开关机操作

按键为打开PS236手簿电源，按住键3 s为关闭手簿电源。出厂设置为30 s内无按键或无触屏操作，手簿自动关闭背景灯，再按任意键或用触笔点击屏幕为打开背景灯。电池满电时，可供连续蓝牙工作7.5 h。

图8.10　PS236手簿

（2）3个指示灯的意义

①电话指示灯：当电话功能为开时，蓝色闪烁显示。

②无线指示灯：只打开蓝牙功能时，蓝色闪烁显示。

③电源指示灯：手簿连接充电器充电时，琥珀色显示；充满电时，绿色显示；电池电量少于10%时，红色显示；电池电量快耗尽时，红色闪烁显示。

在“今日屏幕”下，触笔点击图标可以快速打开“无线管理器”对话框，用户可根据需要设置Wi-Fi、蓝牙、手机为开或关。

（3）键盘操作

PS236手簿设置有22个键，下面简要介绍常用键的功能。

①：用数字键输入电话号码后，按键为开始拨号；来电话时，按键为接听电话。

②：按左侧键执行屏幕底部左侧命令，按右侧键执行屏幕底部右侧命令。例如，如图8.10所示为“今日屏幕”，按左侧键执行“日历”命令，按右侧键执行“联系人”命令。

③：按键为锁定橘黄色键，屏幕顶部状态栏显示图标，再次按键为解除锁定，状态栏图标消失。例如，当锁定为橘黄色键时，、、、为光标移动键，按键为调整屏幕亮度，按键为打开开始菜单，等价于用触笔点击屏幕顶部的图标；按键为关闭当前显示的菜单或对话框。

其余数字键的功能与普通手机相同，执行中纬应用程序GeoMaxSurvey时，常使用触笔点击屏幕操作软件功能。

（4）安装同步软件与PC机连接

将Zenith20标配光盘放入PC机光驱，鼠标左键双击配套教学资源包中的“软件\ActiveSync\Active-Sync.msi”，按屏幕提示完成同步软件ActiveSync的安装，用标准USB线连接PS236与PC机的USB接口，即可自动实现PS236与PC机的同步连接，其界面如图8.11所示。

2）接收机

两台接收机的硬件配置是完全相同的，具体哪一台作为基准站或移动站，可以使用接收机面板的电源键与功能键设置，也可以在PS236启动GeoMax Survey软件进行设置。

图8.11　ActiveSync同步软件自动启动连接界面

（1）接收机按键操作

①开机：按键，除蓝牙灯与电源灯外，所有指示灯都点亮，3次蜂鸣声后接收机开机。

②关机：开机状态下，按住键不放，3次蜂鸣声后松开按键为关机。

③切换工作模式：接收机的工作模式可以设置为静态（Static）、基准站（Base）或移动站（Rover）。使用接收机按键设置其工作模式的方法是：在关机状态下，同时按住键和键6 s，待接收机上所有灯开始交替闪烁时松开按键，再按键，可使工作模式在静态（Static灯亮）、基准站（Base灯亮）与移动站（Rover灯亮）模式之间切换，切换至所需工作模式后，按键确定。

④切换数据链：在开机状态下，按键可使数据链在电台（绿灯亮）、网络模块（绿灯亮）与蓝牙（绿灯亮）之间切换，切换至所需数据链后，按键确定。

上述③④项设置也可以在PS236手簿中操作GeoMaxSurvey软件进行。

（2）LED显示面板

LED显示面板的作用是显示接收机的当前状态，其功能与意义见表8.4。

表8.4　接收机LED显示面板的功能与意义

续表

3）放样测量案例

下面介绍以图5.19所示的A，B，C 3个已知点计算坐标转换参数、放样1号点的方法。在MS-Excel中，每行按“点名，编码，x，y，H”格式输入图5.19所示9个点的坐标数据，并另存为PcxyH.csv文件，结果如图8.12所示。用USB数据线连接PS236手簿与PC机，将PcxyH.csv文件复制到手簿内存根目录下。

（1）启动GeoMaxSurvey程序

可将基准站安置在已知点上，也可将基准站安置在地势较高、视野开阔、距离放样场区小于2 km范围内的任意未知点上。假设已将基准站接收机安置在未知点上，且两台接收机均已开机。

图8.12　用MS-Excel创建坐标文件PcxyH.csv

按键打开PS236手簿电源，触笔点击屏幕左上角的图标，在弹出的开始下拉菜单中点击图标启动GeoMaxSurvey软件，进入图8.13（b）所示的菜单界面。

（2）新建任务

在菜单界面下单击图标，在弹出的快捷菜单下执行“新建任务”命令，进入图8.13（d）所示的界面；单击“任务名称”栏，点击屏幕底部的图标打开软键盘，再点击软键盘输入任务名；设置“坐标系统”列表为“Xian-80”；“时区”列表的缺省设置为8：00，我国新疆为6：00时区，其余地区均为8：00时区，结果如图8.13（e）所示；点击屏幕底部的图标关闭软键盘，单击按钮返回菜单界面。

单击图标，执行“坐标系管理”命令，进入图8.13（g）所示的界面，输入测区统一3°带的中央子午线经度（本例为114°E）与y坐标加常数500 000 km，单击按钮进入如图8.13（h）所示的界面，再单击按钮返回菜单界面。(https://www.daowen.com)

（3）导入坐标文件到当前任务

在菜单界面下单击图标，执行“导入/当地点坐标导入”命令，进入图8.13（j）所示的界面；点选单选框，单击按钮进入图8.13（k）所示的界面；设置“类型”列表为“All Files（.）”，在内存根目录下单击“PcxyH.csv”文件名，进入图8.13（l）所示的界面；再单击按钮完成操作。

查看导入当前任务文件坐标数据的方法是：菜单界面下单击图标，执行“元素管理器/点管理器”命令，进入类似图8.18（c）所示的界面，单击按钮返回菜单界面。

图8.13　启动GeoMaxSurvey、新建任务、导入坐标文件数据到当前任务的操作过程

（4）GeoMaxSurvey的界面及其操作方法

①主界面的切换方法。GeoMaxSurvey具有“菜单”与“地图”两种界面，单击屏幕右下角的按钮，在弹出的快捷菜单下执行“地图”命令为切换至图8.14（b）所示的“地图”界面，屏幕显示当前任务坐标库中所有点的展点图；再单击屏幕底部的按钮，可设置地图中点的显示信息；再单击屏幕右下角的按钮，在弹出的快捷菜单下执行“菜单”命令为返回至图8.14（a）所示的菜单界面。

图8.14　GeoMaxSurvey软件界面功能与操作方法

②菜单界面命令执行方法。在菜单界面下，有（文件）、（键入）、（配置）、（测量）、（坐标计算）、（仪器）6个图标，执行图标命令的方法：单击图标，在弹出的快捷菜单下再单击需要执行的命令。在菜单界面下，单击左下角的按钮，退出GeoMaxSurvey软件并返回Windows Mobile今日界面。

③辅助图标。只要手簿与接收机已实现蓝牙连接，屏幕中下部就会显示3个辅助图标——、、。其中，图标右侧竖线相隔两个数字的意义是：竖线左侧数字为已锁定卫星数，竖线右侧数字为可视卫星数，当竖线两侧的数字相同时，表示所有可视卫星均被锁定；图标右侧的数值为最近一次输入的移动站接收机天线高。在绝大部分界面中，屏幕都能显示这3个辅助图标。

单击图标进入图8.14（c）所示的星图界面，图中黑色G字符开头的卫星为已锁定的GPS卫星，红色字符为可视GPS卫星；以黑色R字符开头的卫星为已锁定的GLONASS卫星，红色字符为可视GLONASS卫星。单击屏幕底部的按钮，可设置追踪卫星高度角限值。单击图标可查看已蓝牙连接接收机的类型、序列号、软硬件版本等信息。单击图标进入图8.14（d）所示的移动站天线高输入界面，完成天线高输入后，单击按钮返回最近界面，且新输入的天线高值显示在图标右侧。

（5）设置基准站

单击图标，执行“手簿端口配置”命令，进入图8.15（b）所示的界面；在手簿端口列表中选择“蓝牙”，单击按钮，进入图8.15（c）所示的界面；单击按钮开始搜索手簿附近10 m范围内的蓝牙设备，搜索到的蓝牙地址为对应接收机的序列号，结果如图8.15（c）所示。由于在图8.9中是设置序列号为“GMZ201A10020”的接收机为基准站，单击该蓝牙图标，在弹出的快捷菜单中执行“绑定”命令，再单击按钮返回菜单界面。

单击图标，执行“基准站参数/基准站选项”命令，进入图8.15（f）所示的界面。一般使用图示的出厂设置，单击“连接方式”列表框，选择“内置”为使用内置电台（或选择“外置”为使用外置电台，选择“网络RTK-内置”为使用内置网络模块），单击按钮返回菜单界面。

图8.15　蓝牙连接基准站、设置与启动基准站的操作过程

单击图标，执行“基准站参数/基准站电台”命令，进入图8.15（h）所示的界面，只能设置内置电台通道号。内置电台有8个通道，随便选择一个即可，但要求基准站与移动站的电台通道号应相同，完成电台通道号选择后，单击按钮返回菜单界面。

单击按钮，执行“启动基准站接收机”命令，进入图8.15（j）所示的界面，输入基准站天线高、点名、代码，单击按钮返回图8.15（l）所示的菜单界面。

当基准站安置在已知点时，应勾选“已知测站坐标”复选框，进入图8.15（k）所示的界面，输入已知点的三维坐标，单击“已知测站坐标”复选框右侧的按钮，从当前任务坐标库中调用已知点的坐标。

（6）设置移动站

单击图标，执行“手簿端口配置”命令，进入图8.16（b）所示的界面，单击序列号为“GMZ201A10015”的接收机蓝牙图标，在弹出的快捷菜单中执行“绑定”命令，再单击按钮返回菜单界面。

单击图标，执行“移动站参数/移动站选项”命令，进入图8.16（e）所示的界面，“广播格式”设置与基站的相同，“连接方式”列表只有“电台”与“网络TRK-内置”两个选项，本例设置为“电台”，表示接收基准站外置或内置电台的数据链信息，单击按钮返回菜单界面。

单击图标，执行“移动站参数/移动站电台”命令，进入图8.16（g）所示的界面，应设置与基准站相同的电台通道号；单击按钮，进入图8.16（h）所示的界面；再单击按钮返回菜单界面。只要接收到的卫星数大于4，且PDOP值满足设定值的要求，GeoMaxSurvey很快就可以显示移动站坐标的固定解。

图8.16　蓝牙连接移动站与设置移动站的操作过程

（7）采集已知点A，B，C的WGS-84坐标

将移动站安置在A点，在菜单界面下，单击图标，执行“测量点”命令，进入图8.17（b）所示的界面，使用软键盘输入点名“A-84”，意指A点的WGS-84坐标，再单击按钮开始采集当前移动站点的坐标。同法，将移动站分别安置在B，C两点，采集其WGS-84坐标，结果如图8.17（c）、（d）所示。单击按钮返回菜单界面。

图8.17　将移动站分别安置在A，B，C 3个已知点采集其WGS-84坐标的结果

图8.18　执行“测量/点校正”命令计算WGS-84坐标系变换为地方坐标系的转换参数

（8）计算WGS-84坐标系变换到地方坐标系的转换参数在菜单界面下，单击图标，执行“点校正”命令，进入图8.18（b）所示的界面；单击按钮，在当前任务坐标库列表中，单击A点，再单击按钮，进入图8.18（d）所示的界面；在“GPS点名称”区域单击按钮，进入图8.18（e）所示的界面；单击A-84，单击按钮，再单击按钮完成A点两套坐标的输入，结果如图8.18（g）所示。同法，选择B，C两点的两套坐标，结果如图8.18（h）所示。单击按钮计算WGS-84坐标系变换到地方坐标系的转换参数，3个公共点的坐标残差结果如图8.18（i）所示。单击按钮，进入图8.18（j）所示界面；单击按钮，进入图8.18（k）所示界面；单击按钮为用校正后的坐标系替换当前创建任务所设置的坐标系[见图8.13（e）的“Xian-80”坐标系]模板，或单击按钮为不替换当前任务坐标系模板，完成操作后返回菜单界面。

执行“测量/点校正”命令，系统自动使用四参数法解算WGS-84坐标系变换到当前地方坐标系的平移、缩放与旋转等参数，原理上只需要两个已知点就可以唯一解算，本例采用3个已知点既可提高坐标转换参数的解算精度，也可检查已知点的坐标是否输入正确。

（9）坐标放样

在菜单界面下，单击图标，执行“点放样/常规点放样”命令，进入图8.19（b）所示的界面；单击屏幕底部的按钮，单击单选框，再单击按钮，进入图8.19（d）所示的界面；在“代码”栏内，使用软键盘输入放样点的编码字符“FYD”，单击按钮，进入图8.19（e）所示的界面，列表显示了当前任务坐标库中编码为FYD的全部点名；单击1号点，再单击按钮，进入图8.19（f）所示的1点图形化放样界面；单击屏幕底部的按钮，勾选复选框，再单击按钮，屏幕显示移动站至放样点的放样角与牵引线，结果如图8.19（h）所示。

如图8.20所示，以移动站手簿夹上的罗盘仪所指的磁北方向为坐标北的参照方向，按图示方向移动对中杆，当移动站距离1点的设计位置小于2 m时，GeoMaxSurvey自动进入局部精确放样界面[见图8.19（j）]，继续按屏幕指示方向与距离移动对中杆，直至移动到1点的设计位置为止[见图8.19（k）]，在对中杆尖位置钉入铁钉即为1点的设计位置。单击按钮返回放样点列表界面，单击2号点[见图8.19（l）]，单击按钮为选择2号点继续放样。

与全站仪坐标放样比较，用Zenith20放样点位的优点是：基准站与移动站之间不需要相互通视；移动站根据PS236手簿显示的数据自主移动到放样点，无须基准站指挥；工期紧张时，可以夜间放样。缺点是：要求放样场区视野开阔，且无障碍物遮挡卫星信号。

4）关机后重新开机的设置

放样过程中，因故关闭接收机后重新开机放样时，不必重新测量已知点的WGS-84坐标求转换参数，只需重新计算平移参数即可，有下列两种方法：

（1）将基准站接收机安置在已知点

例如，将基准站接收机安置在D点，手簿蓝牙连接上基准站接收机后，在菜单界面下，单击图标，执行“启动基准站接收机”命令，进入图8.15（j）所示界面；输入基准站天线高，勾选“已知测站坐标”复选框，单击其右侧的按钮，在当前任务坐标库中点选D点已知坐标，再单击按钮，因为系统将存储该点的坐标，为避免覆盖同名点，建议将点名修改为“Base-D”，结果如图8.21（b）所示；单击按钮返回菜单界面。

图8.19　执行“测量/点放样/常规点放样”命令放样1号点的操作过程

（2）将移动站接收机安置在已知点

例如，将移动站安置在C点，在菜单界面下，单击图标，执行“测量点”命令，输入点名“Base-C”，输入天线高，单击按钮采集该点的WGS-84坐标，结果如图8.21（d）所示，再单击按钮返回菜单界面。

在菜单界面下，单击图标，执行“元素管理器/点管理器”命令，进入图8.21（f）所示的坐标库界面；单击最近采集的Base-C点，单击按钮，进入图8.21（g）所示的界面；单击按钮，再单击按钮即可，完成操作后，单击按钮返回菜单界面。

图8.20　参照手簿夹上的罗盘仪移动对中杆

图8.21　关机后重新开机的坐标校正操作