胡彦凯
东方地球物理公司装备服务处华北作业部,河北任丘 062552
一、引 言
随着RTK技术的应用发展,不同型号的GNSS接收设备应运而生,设备兼容性彰显突出。因此就GNSSRTK数传电台现状及兼容性关键问题,通过统一数传电台传输协议与频率、差分数据格式进行探索和研究,通过某三维工区遇到的数据通信问题并最终找到了解决方案,实现异型电台与多星座接收机实现兼容性联合作业,并且定位精度能够满足要求,提高工作效率和设备使用率。
二、问题的提出
1、RTK应用现状
GPS接收机发送或接收数据链的主要就是GPS数据通信电台。GPS接收机从单频到双频、单星到双星及多星座系统的应用,随着用户的需求以及电子通讯技术的发展,通讯电台向数字化、小型化、轻便、多种通讯 模式发展。
目前国外GPS产品主要来自Trimble、Leica、Thales、 Ashtech、Topcon、Sokkia等公司,以 Trimmark3、PDL、SATEL电台为主;
国内以南方、中海达和华测等品牌为主,其产品系统模块中植入了除GPS和GLONASS双星系统外的CNSS北斗卫星导航系统,都采用了美国天宝的BD970主板和世界上最先进的低仰角跟踪技术,成为名副其实的多星系统。数传电台以中海达PCC、GD系列电台、UH-35、HDL全能星电台;华测DL3、DL300、DL5;南方极光S系列。华信Harxon、eRadio?外置电台为主。
2、存在的问题
但因为各种仪器及数传电台在传输协议,差分数据格式、及频率的不同不能联合作业。如同一工区配置不同的仪器,流动站只能用与基站相同型号的仪器才能使用基站的差分数据进行RTK作业,就必须要架设不同的基站,若各自单独设立基准站,势必会因多次设立基站造成资源的浪费,因此要实现设备的最优化应用就必须解决这一问题。
三、方案与措施:
东方公司是引进应用GPS RTK技术比较成熟的单位之一,因施工环境的影响还是以常规RTK电台模式为主,随着国内GNSS技术的飞速发展,采用不同的改频软件,安装统一(TRIMMARK??,TRIMTALK?,?TT450S)的传输协议、采用统一的数据格式(CMR、CMK+、4FSk、RTCM)、空中波特率、频率,实现各种数传电台及接收机可以RTK联合作业;目前我们以国产电台及接收机为主,基站采用国产电台,中继电台以国产其他电台、PDL/SATEL电台进行数据传递,同一工区只需架设一个基准站便实现了不同型号的接收机及电台的联合作业。
不同的数传电台采用不同的改频软件及传输方式,在软件权限及传输通讯方式存在一定的缺陷,同时在联机操作过程中也存在一定的危险,如操作不慎烧毁电台等。
目前数传电台主要有以下三种改频方式:
1、在电脑安装并通过专用数传改频线运行匹配的软件完成通讯参数设置,但必须是专用人员,因为联机不慎就会烧毁电台,但电脑端必须有专用的端口,目前野外应用笔记本电脑多,没有专用的端口,设置操作比较繁琐;如PDL电台需要通过电脑安装并运行PDLconf软件,对电台完成参数设置;国产Harxon电台需要电脑安装运行HX-DU8608p配置工具。
2、采用蓝牙模式用手部或智能手机通过通过蓝牙联机运行电台设置软件进行参数设置;国产TRU35电台,可通过仪器手部P9A或智能手机运行设置软件,通过蓝牙与电台联机完成参数设置;华信Harxon电台,支持手机端APP快捷自定义操作设置。
3、接通电台直接设置通讯参数;如芬兰的SATEL电台,美国PCC公司的ADL Vantage Pro 35W电台,早期的TRIMARK 3电台,操作简单作业现场随意完成各种更改设置。但SOUTH S6电台可进行手动设置、智能手机APP、PC端配置工具多种模式的参数设置。
四、案例实施
4-1、设备组成:宁夏惠安堡三维项目启动初,正值多个项目都在同时紧张施工,作业部在人员设备紧张的情况下,协调设备物资运抵项目前线,人员从不同的项目抽调集结。设备配置:2台Harxon电台,2台SouthS6电台,仪器是银河1 PIUS和银河1;
4-2、存在的问题:工区驻地是偏僻的废旧工厂交通不便,其中Harxon电台需要电脑安装HX-DU8608p配置工具(该型号不支持APP设置),通过数传电缆线联机才能完成电台调试和设置,现场即没有软件也没数传线,电脑端没有适配的端口,单位邮寄或购买至少需3-4天时间;Harxon电台可以通过智能手机安装下载的APP进行调试设置,这样就可保证2台Harxon电台完成1台参考站与中继站电台的调试。
4-3、设备调试:首先先将1台S6电台设为基站模式播发数据链,调试流动站完成了银河1 PIUS的初始化,说明银河1 PIUS调试成功,可以保证最低限度的前期基础工作;此时存在两个问题:1银河1接收机流动站电台没有基站的播发频率;2在银河1 PIUS调试完好的情况下测试Harxon电台,确定Harxon电台到底是基站和中继哪种工作模式,如都是基站模式则将Harxon电台作为基站,这样可以保证至少2台S6作为中继电台;如果都是中继模式则将1台S6设为中继,前提是如何确定Harxon的频率。原理是所有电台都要都采用统一的Trimtak 450S的数据通讯协议,410-470的Mkz频率,9600的空中波特率;所以才能进行测试;
4-3-1将S6基站从最低频率410.05逐频段播发,测试好的银河PIUS也是逐频率完成初始化后,查看Harxon是否转发数据链;最终将Harxon锁定在某一频率,2台Harxon都是中继模式,为检测转发效果开始远离基站测试,最终确定中继转发功能正常;因此将另一台S6设为中继模式,3台中继能够进步满足作业需要,数据传输问题得到有效解决。
4-3-2根据仪器性能,用智能手机通过蓝牙与仪器连接,利用主机WIFI进入主机网址,进入通讯参数设置界面,手动输入S6基站的广播频率并保存,退出后通过手部进行流动站内置单台设置,根据设定频率的通道数值选用相应的通道,完成初始化及仪器一致性检验。
五、结束语
通过上述测试证明,通过统一电台频率、电台传输协议与差分数据格式等各项参数,使用不同设备进行联合测量是可以满足精度要求的。同时提醒我们必须掌握各种电台仪器的性能,随时随地采用简捷方式,解决实际应用中的各种问题,有地整合设备资源,实现降本增效满足生产需求。
参 考 文 献
[1]李秀山 等SY/T5171-2011陆上石油物探测量规范.石油工业出版社,2011 年11月北京第一版
胡彦凯* 1968年出生,高级技师,东方地球物理勘探公司技能专家 1987年毕业于渤海石油职业技术学院,现从事物探测量技术工作.