科力达K9产品手册.docx

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科力达K9产品手册

科力达GPS产品系列

风云K9

产品手册

广东科力达仪器有限公司

二○○八年六月

第一章风云K9概述

§1.1关于风云K9

广东科力达仪器有限公司一直致力于把国际先进的GPS测绘勘测技术与产品普及到国内测量用户手中。

风云K9是科力达公司最新研制的一体化蓝牙RTK仪器，其本身具有二大独创和四大特色。

风云K9主机集成了天线、主板、电台、接收天线、蓝牙模块、电池等组件，移动站完全一体化，只需手簿操作即可工作。

风云K9GPS系统结合了最新的GPS　RTK接收机的先进技术并以精巧的外观，迷人的色彩给你带去时尚的测量模式。

风云K9依靠先进的GPS接收机技术在设计上着重于更高的稳定性，更低的功耗，更小的体积，更轻的重量。

风云K9在防水、防尘方面有独特的设计。

电池和内置电台都安放于主机的底部，更有效的防水防尘。

图1-1风云K9移动站主机

§1.2三大独创

1、BuildingBlockSystemStructure（BBSS）积木式结构

风云K9的电台以积木嵌套的方式内嵌于主机底部，即插即用的积木式模块设计，可以更换成GSM，GPRS数据链模块而无需整机更换，可升级性高。

2、AutoRover自动选频

移动站数据链可以自动搜索基准站差分信号，并且可以自动切换通道，无需人为设置。

移动站开机，手簿和主机蓝牙连通后，移动站会自动搜索基准站的电台通道并锁定。

测量中途，如果基准站电台通道发生变化，移动站会自动搜索，并且重新锁定与基准站相匹配的通道来接收差分信息。

3、按键操作简单易学

只需操作两个按键，就可以实现开机，关机，切换测量模式，仪器初始化等各种操作。

仪器的启动简单到只需开机即可，手簿与主机之间蓝牙自动连接，更加“傻瓜化”和“人性化”。

§1.3四大特色

1、一体化设计与抗干扰的完美结合

一体化设计是世界同类产品的潮流，彻底摆脱“线”制，模块化的设计有效解决机器内部的干扰问题。

2、专业设计的数传电台，误码率低，方便写频

掌握核心的数传电台技术，主体性能达到国外先进水平，方便写频，为客户解决串台问题，误码率在10-7。

3、工业级模具三防设计（防尘、防水、防震）

专业的模具、高强度的工业外壳材料以及具有很强防水能力的防水圈，使得K9的野外性能更优越。

4、双接口（USB、串口）高速传输，64MFLASH内存（最大可达128M）

除了一般仪器用的COM口外，风云K9采用USB的串行口连接技术方便大容量静态数据的传输。

内置64MFLASH内存，可以满足静态连续一秒间隔采集80小时以上，若采集间隔增大，存贮时间还将成倍增加。

§1.4技术特色

1、科技传承　融会贯通

核心的RTK数据链技术，主体性能达到国际先进水平；无线的蓝牙通讯方式；工业级的三防设计等先进RTK技术在K9中得到应用，使得主机的稳定性得到有效的保障。

2、设计独到

灵巧设计内部结构，中置UHF天线使得UHF天线电磁中心和双频天线电磁中心相融合，在减少了串扰的同时又大大改善了主机的结构并减小了体积。

严密的电子屏蔽，更有效的避免串扰。

3、服务今天，面向明天

风云K9系统稳定的电台数据通讯模式使其成为RTK测量领域经济、可靠的解决方案，从而服务于当前RTK测量勘测领域。

同时，风云K9可选配的基于VRS网络RTK技术的GPRS/GSM电台模块的配置能使测量用户自信的面对明日的挑战。

4、注重品质，精益求精

设计上注重细节，轻巧无线的接收机单元，重量仅为0.8kg，使得流动站极为轻巧、便捷；接收机的低功耗使得单块电池就能满足长时间工作。

仪器箱和内衬包可拆可分、内部空间任意组合方便了测量用户的携带，配备激光对点器、专业测高尺、专用的工业手薄。

第二章风云K9主机

§2.1主机外型

图2-1风云K9主机外型（移动站）

主机呈圆柱形，主机前侧为按键和指示灯面板，仪器底部内嵌有电台模块和电池仓部分。

移动站在这部分装有内置接收电台；基准站为外接发射电台，该部分起接口转换的作用。

图2-2风云K9主机底部

§2.2接口

图2-3风云K9底部接口（移动站）

说明：

主机接口如图2-3所示，图中右边接口是移动站外接电源接口，用来连接外接电源，为两针接口；如果是基准站主机，就是基准站电台接口，用来连接基准站外置发射电台，为五针接口。

主机左边为数据接口，用来连接电脑传输数据，或者用手簿连接主机时使用（基准站和移动站左边接口相同，为七针接口）。

§2.3电池的安装方法

图2-4电池仓及开启旋钮

电池盒后盖

图2-5风云K9底部电池安装

风云K9的电池安放在仪器底部，安装或取出电池的时候翻转仪器，找到电池仓，用两指轻按电池仓两边的按钮，即可将电池盖弹开，取下电池仓后再将电池拿出即可。

若要装入电池，只须将电池放入电池盒，再把电池盒按下即可装上。

§2.4指示灯和蜂鸣器

图2-6风云K9按键和指示灯

指示灯在面板的上方，从左向右依次是“状态指示灯”，“数据链指示灯”，“卫星/蓝牙指示灯”和“电源指示灯”，分别指示的作用如下表：

1、电源指示灯（锂电池：

红灯；外接电源：

绿灯）：

灯状态（红绿）

状态

不亮

未开机

长亮

使用中

闪烁

电量不足

2、卫星/蓝牙指示灯：

灯状态（红绿）

基准站主机状态

移动站主机状态

不亮

锁定卫星为零

锁定卫星为零，蓝牙未接通

绿灯每隔30秒开始连续闪烁n次

卫星锁定颗数为n

卫星锁定颗数为n

红灯长亮

手簿主机之间蓝牙连通

红灯闪

主机使用USB连接电脑进行数据传输

主机使用USB连接电脑进行数据传输

3、数据链指示灯：

灯状态（绿）

基准站主机状态

移动站主机状态

不亮

未发射差分信息

未接收到差分信息

每5秒快闪2次

正常发射差分信息

每秒闪1次

搜星少于4颗

正常接收差分信息

长亮

主机静态模式

主机静态模式

4、状态指示灯：

灯状态（红）

基准站主机状态

移动站主机状态

不亮

未开机|静态测量未开始采集

未开机|静态测量未开始采集或没收到数据链

每隔n秒闪1次

静态采集，间隔为n秒

静态采集，间隔为n秒

每秒闪1次

动态数据链正常

动态数据链正常

每秒短闪1次

动态数据链数据不足

动态数据链数据不足

特殊状态：

若电源灯长亮，卫星/蓝牙和数据链灯同时闪烁不止，表明系统出错，若多次重开机也如此，则需要与科力达公司相关人员联系。

1、错误状态：

当系统出现下列情况时，会出现系统错误，卫星灯和通讯灯会同时闪烁不止。

a、内存检测错误。

b、接收机检测失败。

c、当基准站工作在重复设站模式，却不能正确获取基准站坐标时。

2、未注册或者注册码到期状态：

卫星灯和电台灯交替闪烁，交替闪烁的时间间隔为一秒。

3、蜂鸣器的工作状态：

1）当系统出现错误状态时，卫星灯和通讯灯的红灯会同时闪烁，同时蜂鸣器有滴嗒声。

2）移动站，当没有接收到电台信号时会自动切换通道，每切换通道一次，蜂鸣器会响一次。

3）关机时，长按开关键约三秒钟，这时蜂鸣器鸣叫表示按键有响应，响三次松手即关机。

4）RTK系统在进行放样工作时，放样的某些功能操作，设置了蜂鸣提示音。

注：

面板指示灯的指示意义可能在版本升级后有所变化，具体变化情况参考版本说明，GPRS/GSM电台请参考独立说明。

§2.5按键操作说明

主机有二个操作按键：

功能键和电源键（见图2—6）其意义如下：

F功能键，负责工作模式的切换以及电台，网络的切换

I开关键，开关机以及确认

开机：

轻按电源键，主机会进入开机初始化状态。

关机：

按I键3秒以上10秒以下（响三声），所有LED均不亮的时候放开，关闭主机。

按紧F和I开机，保持按下状态直到6个灯都同时闪烁。

按F切换模式，顺序为移动站、基准站、静态、直连电台、直连网络、直连外置。

按I键重新启动（后三项直连模式在按F切换后已经打通，不需要按I）。

§2.6模式设置举例

§2.6.1正常工作模式

正常工作模式下各灯的定义如上所述。

§2.6.2状态设置模式和显示模式

按紧F和I开机，保持按下状态直到6个灯都同时闪烁。

按F切换模式，顺序为移动站、基准站、静态、直连电台、直连网络、直连外置。

（后三项直连模式在按F切换后已经打通，不需要按I）按I键重新启动。

在工作状态，短按F显示模式。

松开F键5秒后LED灯恢复到正常工作模式。

长按F键5秒直到蜂鸣器响且LED进入数据链选择模式后松开，则开始选择数据链。

按F键选择数据链后，按I开始切换。

按I键3秒以上10秒以下，所有LED均不亮的时候放开，关闭主机；

按I键10秒以上，BAT（内置电池）和PWR灯长亮，放开后系统开始自检（主机正常工作之前需自检）。

第三章风云K9电台

§3.1电台概述

GDL25电台是空中传输速率达9600bps的高速无线半手工数据传输电台，具有较大射频发射功率，应用于风云K9的RTKGPS系统中。

§3.1.1产品简介

GDL25电台采用GMSK调制方式、9600bps传输速率，误码率低。

射频频率可覆盖450-470MHz频段范围。

GDL25的数据传输方式为透明模式，即对接收到的数据原封不动的传送给RTKGPS系统中。

GDL25电台提供的数据接口为标准的RS-232接口，可以与任何具有RS-232的终端设备相连进行数据交换。

GDL25数传电台采用先进的无线射频技术、数字处理技术和基带处理技术研发而成，精心选用高质量的元器件组织生产，保证其长期稳定可靠运行。

§3.1.2产品特点

1.射频电路采用先进的无源混频，高本振，双VCO电路结构，选择性，抗干扰性能优良，采用高精度压按晶体，工作频率稳定。

2.具有前向纠错控制，数字纠错功能强大。

3.通道数据传输速率9600bps。

4.数据调制采用GMSK方式，调制方式先进，数据传输可靠，收发数据量大。

5.存贮8个收、发通道，可以直接通过面板指示灯显示通道，直接切换通道，切换顺序为：

1→2→3→4→5→6→7→8→1通道。

6.大小两档功率切换，方便使用，工作频率可覆盖450-470MHz，可使用频带宽。

7.标准RS-232接口，可与任何具有RS-232接口的设备相连。

8.内置软件和硬件看门狗，保证电台长期可靠运行。

9.电台主体采用SMT组装，制作工艺先进，集成度高。

10.全封闭铝型材外壳，大面积散热器，散热性能好，电磁屏蔽性能好。

§3.1.3技术指标

综合指标：

频率范围：

450-470MHz通道间隔：

1MHz

通道传输速率：

9600bps存储通道数：

8个

频率稳定度：

2.0ppm调制方式：

GMSK

天线阻抗：

50

环境温度：

-20～60C

湿度：

10-90%相对湿度，无冷凝

接收机指标：

接收灵敏度：

≤0.25μV（12dBSINAD）

邻道选择性：

≥65dB

调制信号频偏：

≤±5.1KHz

互调抑制比：

≥65dB

音频失真度：

≤3%

发射机指标：

射频输出功率：

10W/25W（大功率）可切换5W（小功率）

邻道抑制比：

≥65dB

杂散射频分量：

≤4μW

剩余调频：

≤-35dB

剩余调幅：

≤2%

载频调制方式：

TWOPIN

RS-232接口：

速率：

9600bps可设置

数据流：

1位起始位、8位数据位、无校验（校验位可设置）、1位停止位

电源：

直流供电，电压：

12-15V，典型值13.8V，电源的电压会影响到发射机的射频功率的大小

功耗：

接收机待机电流：

≤100mA

发射机整机工作电流：

8A，电压：

13.8V，功率：

15W/25W

GDL25电台使用频点：

GDL25电台的8个通道频率如下表所示，可根据实际使用的通道频率进行更改，每通道间隔为1MHz（前，后四个通道分开设置）。

频率

通道

450-470MHz

1通道

463.125

2通道

464.125

3通道

465.125

4通道

466.125

5通道

463.625

6通道

464.625

7通道

465.625

8通道

466.625

§3.2GDL25电台外型说明

GDL25电台的外型简捷，控制面板指示灯显示电台状态，按键操作简单方便，一对一接口能有效防止连接错误。

§3.2.1GDL25电台的面板

（1）CHANNEL按键开关:

为本机切换通道用开关，按此开关可以切换1-8通道。

（2）ON/OFF电源开关键:

此键控制本机电源开关。

左边红灯指示本机电源状态。

（3）AMPPWR指示:

此指示灯亮表示本机工作在低功率状态。

（4）TX红灯指示:

此指示灯每秒闪烁一次表示电台在发射数据状态，发射间隔为1秒。

面板如下图3-1:

图3-1电台面板

§3.2.2GDL25电台的外型

1、GDL25电台的接口：

（1）天线接头：

卡口，用来连接发射天线。

（2）主机接口：

5针插孔，用于连接GPS接收机及供电电源。

图3-2天线接口和接收机接口

GDL25电台的GPS接收机接口。

如图3-3：

图3-3接收机五针接口

2、GDL25电台外型尺寸：

体积：

175mm×157mm×67mm

总重量：

1000克

3、功率切换开关:

开关调节电台功率，面板上AMPPWR灯指示电台功率高低，灯亮为低功率，灯灭则为高功率，开关如下图所示:

图3-4功率切换开关

注：

建议客户使用电台时，尽量使用低功率发射，因为高功率发射会成倍的消耗电池电量，过多使用还会降低电池的使用寿命。

§3.3GDL25电台使用注意事项

GDL25电台在具体的应用中，应注意以下几点：

§3.3.1供电电源

电源要求如下：

1、GDL25电台输入电源12-15V（典型值13.8V），射频发射功率为25W，电流7.0A以下（13.8V时）。

2、由于电源的质量影响通信的效果，所以使用的电源质量必须达到一定要求，电源的纹波系数要小于40mV，纹波系数越小，对射频频谱的影响越小，通信质量越高。

3、电台的发射功率与电源的电压有关。

4、在GDL25电台开机之前，应检查电源正负极是否连接正确，若正负极接反可能会烧坏电台。

5、建议客户使用12V/36Ah以上的外接蓄电池；使用外接稳压电源供电时，需保持10A的稳压电流。

使用蓄电池的注意事项：

1、使用12V/36Ah以上的蓄电池，如果低于以上标准，有可能影响电台的作用距离，且会降低电池的使用寿命。

2、使用蓄电池时要及时充电，不要过量使用电池电量，例如：

12V/36Ah的蓄电池可使电台15w功率正常连续工作14小时，超过此使用时间仍继续使用会影响发射效果，且会降低电池的使用寿命。

3、使用25W的电台功率发射对电池的损耗会增加，且功率的提高产生的提升作用距离的效果并不理想，一般情况下，电台用15w功率即可，在碰到较强干扰时，才选择25w功率发射。

4、客户的蓄电池在使用半年至一年后，系统的作用距离会变短，建议更换蓄电池，来保证电台的作用距离。

§3.3.2天线口负载

在任何情况下调试电台，必须为电台的天线接口安装负载，否则将可能引起电台的功放中大量能量散发不出来而造成电台的损坏。

在25W情况下，若两电台的天线相距很近进行调试，会因大信号失真而不能收发信息，必须使用假负载吸收大部分能量才能进行调试，若没有假负载或不熟悉假负载的运用，请务必使用合适的天线做负载，但注意天线相距不要太近，25W情况下，两天线距离至少相距10米以上，若仍不能收发数据，收发指示也正常，则需加大距离。

§3.3.3电磁环境

在使用电台和架设天线之前，最好先进行电磁环境测量，以避免无线通信中的盲区、确定使用的频段内有无外界干扰及确定天线覆盖范围。

§3.3.4天线选择

天线选型的基本参数有频带宽度、使用频率、增益、方向性、阻抗、驻波比等指标，另外，天线的安装地点也很重要。

一般天线的有效带宽为3-5MHz，因此，在选择天线时，应根据使用的频段来选定。

若要进行远距离传输，最好选用定向天线及高增益天线，并且注意天线及馈线的阻抗要与GDL25电台天线接口相匹配（50）。

在天线架设时，应尽可能的高，并且远离地面，提升发射天线的高度，能较好的提高电台的作用距离。

§3.3.5接口电缆

在设备使用过程中，若要拔插连接电缆，尤其是连接GPS接收机的接口的连接电缆，为了避免由于带电拔插对终端和电台的损坏，务必关闭所有连接设备的电源，若不便于关闭全部设备的电源，至少要关闭一方的电源，以减少串口损坏的可能性。

第四章风云K9附件介绍

§4.1风云K9的仪器箱（包）

风云K9的包装和存放，使用的是两层包装：

里层用可自由拆分组合的多功能软包，可以将主机及其他配件分散后全部置入；外层是硬质仪器箱，可将多功能软包放入。

仪器软包外套硬质仪器箱，既可以满足长途运输的可靠安全，又可以保证短距离施工携带的方便快捷。

如图4-1：

图4-1风云K9的仪器箱包

风云K9的硬质仪器箱，体积小巧，坚固耐用，能有效防止撞击，方便清洗。

如图4-2：

图4-2风云K9硬质仪器箱外观

风云K9多功能软包，内置分隔条可灵活拆卸，自由组合，体积小但能轻松装下主机及其他配件，重量轻，方便携带。

如图4-3：

图4-3风云K9多功能软包

§4.2电池及充电器

标准配置中包括两种电池及充电器：

1、锂电池及电池充电器；2、数据采集手簿电池及电池充电器。

1、锂电池及锂电池充电器。

如图4-4、图4-5：

图4-4锂电池图4-5锂电池充电器

2、手簿电池及充电器。

如图4-6、图4-7：

图4-6手簿电池图4-7手簿电池充电器

§4.3数据链接收天线及发射天线

风云K9采用的是6.5db玻璃钢全向发射天线，天线的玻璃钢外壳有坚固耐用，易于清洁，防水防潮，方便携带的特点；接收天线使用的是450MHz全向天线，天线具有小巧轻便和美观耐用的特点。

如下图4-8：

图4-8发射天线和接收天线

§4.4各种传输线及电缆

1、全向天线电缆：

全向天线电缆用来连接发射电台和发射天线，连接发射天线的一端有对中杆接口，可以将发射天线固定于对中杆上。

另一端可用卡口与电台相连。

如图4-9：

图4-9全向天线电缆

2、多用途电缆和扩展电源电缆：

多用途电缆和扩展电源电缆组合起来形成一条“Y”形的连接线，是用来连接基准站主机（红色插口），发射电台（蓝色插口）和外接蓄电池（红黑色夹子）。

具有供电，数据传输的作用。

如图4-10、图4-11：

图4-10多用途电缆图4-11扩展电源电缆

3、串口通讯电缆：

串口通讯电缆用于连接采集手簿和电脑，再配合连接软件（MicrosoftActiveSync）来传输手簿中的测量数据。

如图4-12：

图4-12串口通讯电缆

4、多用途通讯电缆：

多用途通讯电缆有两个作用：

一、用于接收机主机与手簿连接，多用于手簿设置基准站。

二、接收机主机和电脑连接，用于传输静态数据和主机内嵌软件的升级。

如图4-13：

图4-13多用途通讯电缆

§4.5其他

其他配件包括移动站对中杆、手簿托架（见图4-14）、基座对点器、连接器和卷尺等。

图4-14手簿托架

注：

仪器配件的型号和种类有时会随仪器升级而变化，具体型号请参考实时配置单。

第五章操作说明

§5.1基准站和移动站安装

图5-1基准站和移动站的安装示意图

基准站安装：

1、在基准站架设点安置脚架，安装上基座对点器，再将基准站主机装上连接器置于基座之上，对中整平。

2、安置发射天线和电台，建议使用对中杆支架，将连接好的天线尽量升高，再在合适的地方安放发射电台，用多用途电缆和扩展电源电缆连接主机，电台和蓄电池。

3、检查连接无误后，打开电池开关，再开电台和主机开关，并进行相关设置。

移动站安装：

1、连接碳纤对中杆，移动站主机和接收天线，完毕后主机开机。

2、安装手簿托架，固定数据采集手簿，打开手簿进行蓝牙连接，连接完毕后即可进行仪器设置操作。

§5.2仪器设置

1）手工设置

不论基准站还是移动站，都可以通过手工来对工作模式进行设置，具体的方式如前所述。

2）手簿设置

手簿能对接收机进行动态转静态的设置，但不能进行静态转动态的设置。

用手簿切换静态模式，能对静态采集参数进行设置，包括：

采集间隔、卫星截止角和开始采集的PDOP条件。

而手动切换静态，静态采集参数则沿用默认设置参数。

“设置”→“仪器设置”→“静态设置”

会直接进入一个静态参数设置框，将参数填入，“确定”，程序会自动退出，仪器静态设置完毕。

注意：

基准站设置时，手簿和主机连接需要使用连接线；移动站可以用蓝牙连接，也可以使用连接线，连接时注意端口的设置。

§5.3仪器操作表现

1）静态模式

数据链灯和电源灯会长亮，等待搜星达到要求时，开始记录历元，状态指示灯会按采集时间间隔闪烁（如果不设置，默认为5秒）。

2）动态模式

基准站：

模式设置好后开机，两种条件下，基准站会自动进入发射模式1、PDOP<2.5；2、接收卫星数大于8颗且PDOP<4.5，基准站会自动进入发射状态，数据链灯每隔5秒快闪两次、状态指示灯每秒闪一次表明基准站正常发射，发射间隔为1秒。

如果需要改变发射间隔，或重设发射条件时，需将手簿用线和主机连接来设置基准站。

移动站：

动态模式下直接开机，系统会自动搜索差分信息，并锁定通道。

§5.4天线高的量测方法

仪器尺寸：

接收机高94mm，直径180mm，密封橡胶圈到底面高65mm

天线高实际上是相位中心到地面测量点的垂直高，

动态模式天线高的量测方法有直高和斜高两种量取方式：

直高：

地面到主机底部的垂直高度+天线相位中心到主机底部的高度。

斜高：

测到橡胶圈中部，在手簿软件中选择天线高模式为斜高后输入数值。

图5-3天线高量测

静态的天线高量测：

只需从测点量测到主机上的密封橡胶圈的中部，内业导入数据时在后处理软件中选择相应的天线类型输入即可。

§5.5作业方法图解

1）蓝牙连接作业

说明：

使用科力达的蓝牙手簿，可以在10米范围之内连接和控制主机，进行测量或者放样，这种模式多用在陆地上的作业。

图5-4蓝牙无线作业

2）延长线作业图

说明：

使用转接线，从主机中转接出485接口，再连接一条485转串口的延长线，可远距离连接主机，一般使用笔记本电脑进行水上作业时采用这种模式。

图5-5有线连接作业

第六章固件升级与频点设置

§6.1固件升级

说明：

K9的主机软件（也称固件，是固化到仪器中的软件）有专人作长期的维护和完善，并对主机软件进行不断的更新和修改，因此需要在主机软件更新后，对主机内部软件进行升级。

用户可以根据以下的提示下载新固件进行升级。

升级过程如下：

1.需登陆公司网站下载风云K9专用升级程序和最新升级文件。

2.用串口电缆（七针线，标配）将电脑和仪器连接好（暂不开机），运行固件升级程序，打开后的程序界面如下（图6--1）:

图6--1

3.这时先不要开主机电源，选择菜单“SerialPort”下的“Connect”连接仪器（图6--2），如果连通，软件界面会出现串口号和波特率（图6--3）。

图6—2

图6—3

4.