摘要:本文闡述了通過(guò)對(duì)RTK設(shè)備的基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的PDL數(shù)傳電臺(tái)及配置集進(jìn)行設(shè)置,使PDL電臺(tái)傳輸協(xié)議、頻率及差分?jǐn)?shù)據(jù)格式統(tǒng)一,最終實(shí)現(xiàn)了多個(gè)施工單位、多臺(tái)不同機(jī)型RTK設(shè)備,只需架設(shè)一個(gè)基準(zhǔn)站,便可實(shí)現(xiàn)聯(lián)合測(cè)量作業(yè),較好地整合了測(cè)量設(shè)備資源,節(jié)約了成本,提高了作業(yè)效率。
關(guān)鍵詞:GPS RTK;不同品牌;PDL電臺(tái);頻率;差分?jǐn)?shù)據(jù)格式
1 引言
隨著GPS定位技術(shù)的快速發(fā)展與不斷完善,這一技術(shù)已普遍用于各種形式的工程項(xiàng)目(特別是水工工程)的控制測(cè)量及工程放樣等工作內(nèi)容,并在這些領(lǐng)域中已經(jīng)或正在逐步取代傳統(tǒng)的測(cè)量手段。GPS技術(shù)具有高精度,選點(diǎn)靈活、費(fèi)用低,不愛(ài)天氣條件影響,測(cè)量時(shí)間短,數(shù)據(jù)處理高度自動(dòng)化等優(yōu)勢(shì),憑借著這些傳統(tǒng)測(cè)量手段不具備的優(yōu)勢(shì),在大型和特大型工程項(xiàng)目中,GPS技術(shù)發(fā)揮著日益重要的不可或缺的作用。
某人工島項(xiàng)目以聯(lián)合體的形式組建,施工單位較多,涉及到多家單位間的工序交叉和合作,在工程測(cè)量中由于不同施工單位所用儀器設(shè)備不盡相同,若各自單獨(dú)設(shè)立基準(zhǔn)站進(jìn)行測(cè)量,勢(shì)必會(huì)造成測(cè)量資源的浪費(fèi)。因此,使不同品牌、不同型號(hào)的RTK設(shè)備實(shí)現(xiàn)聯(lián)合測(cè)量是十分有必要的。本文通過(guò)對(duì)RTK設(shè)備的基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的PDL數(shù)傳電臺(tái)及配置集進(jìn)行設(shè)置,使PDL電臺(tái)傳輸協(xié)議、頻率及差分?jǐn)?shù)據(jù)格式統(tǒng)一,最終實(shí)現(xiàn)了多個(gè)施工單位、多臺(tái)不同機(jī)型RTK,只用架設(shè)一個(gè)基準(zhǔn)站,便可進(jìn)行聯(lián)合測(cè)量作業(yè),較好地整合了聯(lián)合體間的測(cè)量資源,節(jié)約了成本,提高了作業(yè)效率。
2 RTK技術(shù)概述
RTK技術(shù)是一種采用載波相位觀測(cè)值進(jìn)行實(shí)時(shí)差分定位的GPS相對(duì)定位技術(shù)。其測(cè)量定位的基本原理是,在已知坐標(biāo)的基準(zhǔn)站上架設(shè)GPS接收機(jī)接收衛(wèi)星信號(hào),通過(guò)數(shù)據(jù)鏈將基準(zhǔn)站觀測(cè)值、坐標(biāo)等信息播發(fā)出去,流動(dòng)站在跟蹤采集GPS衛(wèi)星信號(hào)的同時(shí),通過(guò)接收來(lái)自基準(zhǔn)站的數(shù)據(jù),在系統(tǒng)內(nèi)按差分技術(shù)進(jìn)行實(shí)時(shí)處理,獲得厘米級(jí)三維定位成果。衛(wèi)星定位、無(wú)線通信、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等高新技術(shù)的交叉發(fā)展和融合,使衛(wèi)星定位技術(shù)向著實(shí)時(shí)、高精度、高可靠性的方向不斷發(fā)展,同時(shí)也使RTK的作業(yè)模式越來(lái)越靈活。
GPS RTK常見(jiàn)的作業(yè)模式有電臺(tái)模式、網(wǎng)絡(luò)模式、單基站模式及現(xiàn)下時(shí)興的CORS系統(tǒng)模式等。電臺(tái)模式采用無(wú)線電超高頻UHF、甚高頻VHF播發(fā)差分信號(hào)。目前,各種機(jī)型的RTK電臺(tái)普遍使用PDL數(shù)傳電臺(tái),數(shù)傳電臺(tái)(data radio)是指借助DSP技術(shù)和無(wú)線電技術(shù)實(shí)現(xiàn)的高性能專業(yè)數(shù)據(jù)傳輸電臺(tái)。PCC公司的新品PDL(Position Data Link)采用新型的無(wú)線MODEM,廣泛應(yīng)用于各種差分系統(tǒng)中。
3 RTK設(shè)備實(shí)現(xiàn)互聯(lián)的各項(xiàng)設(shè)置
3.1 PDL電臺(tái)的設(shè)置
用改頻線連接基站電臺(tái)和電腦,運(yùn)行PDLConf軟件,在軟件彈出窗口的左上角用鼠標(biāo)左鍵單擊,選擇Select Serial Port設(shè)置連接的串口;再點(diǎn)擊Select Capture Method選擇Power on Capture模式。然后點(diǎn)擊Load按鈕,會(huì)出現(xiàn)十秒倒計(jì)時(shí),在這段時(shí)間內(nèi)打開(kāi)電臺(tái)電源,軟件開(kāi)始讀入電臺(tái)設(shè)置信息。在Identification頁(yè)面中(圖1),顯示的有電臺(tái)的所有者、序列號(hào)、規(guī)格、firmware版本等信息。
在RadioLink界面中(圖2),設(shè)置電臺(tái)調(diào)制方式、空中傳輸速率、頻道、靈敏度等參數(shù)。此處的Digisquelch如果是基準(zhǔn)站設(shè)置成low,如果是流動(dòng)站則為high。
在Frequencies界面中(圖3),設(shè)置電臺(tái)的頻率與對(duì)應(yīng)的頻點(diǎn)。在這里我們可以通過(guò)修改相應(yīng)頻道的頻率來(lái)使流動(dòng)站電臺(tái)和基準(zhǔn)站電臺(tái)一致,也就是使基準(zhǔn)站所設(shè)置的頻道頻率和流動(dòng)站所設(shè)置的頻道頻率一致。
在Serial Interface界面中(圖4),設(shè)置電臺(tái)與接收機(jī)通訊的速率、傳輸協(xié)議等參數(shù)。Protocol Mode選擇透明協(xié)議Transparent w/EOTTimeout。
所有參數(shù)設(shè)置完成后需要點(diǎn)擊Program按鈕寫(xiě)入保存,以使更改的設(shè)置生效。
接下來(lái)設(shè)置流動(dòng)站電臺(tái),運(yùn)行PDLConf軟件,點(diǎn)擊Load按鈕后,馬上打開(kāi)流動(dòng)站電臺(tái),軟件會(huì)在倒計(jì)時(shí)時(shí)間內(nèi)連上接收機(jī)并讀取設(shè)置信息。具體設(shè)置信息和基站的設(shè)置一樣,需要特別注意的是,基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的頻率列表不一定要全部一樣,但是需要至少有一個(gè)頻道的頻率一致,在設(shè)置時(shí)必須保持基準(zhǔn)站所設(shè)置的頻道頻率和流動(dòng)站所設(shè)置的頻道頻率一致。另外,在RadioLink界面中(見(jiàn)圖2),此處的Digisquelch設(shè)置成high。所有參數(shù)設(shè)置完后需要點(diǎn)擊Program按鈕寫(xiě)入保存,以使設(shè)置生效。
3.2 RTK配置集的設(shè)置
通過(guò)上述電臺(tái)的設(shè)置,傳輸協(xié)議與電臺(tái)對(duì)應(yīng)的頻率已經(jīng)統(tǒng)一。在RTK作業(yè)過(guò)程中,還必須對(duì)基準(zhǔn)站與流動(dòng)站的配置集進(jìn)行設(shè)置。差分?jǐn)?shù)據(jù)格式設(shè)置成各種機(jī)型RTK都支持的CMR+格式,也就是說(shuō)基準(zhǔn)站發(fā)送的數(shù)據(jù)格式為CMR+,流動(dòng)站接收的數(shù)據(jù)格式也是CMR+。另外,也就是我們上面強(qiáng)調(diào)的:基準(zhǔn)站和流動(dòng)站的通道,即電臺(tái)所使用的頻道不一定要一一對(duì)應(yīng),但需要至少有一個(gè)頻道的頻率一致,在設(shè)置時(shí)必須保持基準(zhǔn)站所設(shè)置的頻道頻率和流動(dòng)站所設(shè)置的頻道頻率一致。
4 不同機(jī)型RTK聯(lián)合作業(yè)的實(shí)例操作
通過(guò)以上對(duì)RTK設(shè)備及電臺(tái)的各項(xiàng)設(shè)置后,我們對(duì)電臺(tái)頻率、電臺(tái)傳輸協(xié)議與差分?jǐn)?shù)據(jù)格式都進(jìn)行了統(tǒng)一,不同機(jī)型的RTK就都可以接收基準(zhǔn)站所發(fā)送的差分信號(hào),也就能夠進(jìn)行不同機(jī)型RTK的聯(lián)合測(cè)量作業(yè)。下面我們通過(guò)實(shí)例進(jìn)行驗(yàn)證:
該人工島項(xiàng)目前期,聯(lián)合體測(cè)量組對(duì)業(yè)主提供的控制點(diǎn)進(jìn)行了復(fù)測(cè),同時(shí)求得精確的基準(zhǔn)站點(diǎn)坐標(biāo)及WGS-84坐標(biāo)系統(tǒng)到當(dāng)?shù)刈鴺?biāo)系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換七參數(shù)?,F(xiàn)在我們選取了三個(gè)已知控制點(diǎn)來(lái)對(duì)不同機(jī)型RTK聯(lián)合作業(yè)進(jìn)行了測(cè)試?;鶞?zhǔn)站接收機(jī)為Topcon LEGACY-E,天線為JPSLEGANT_E。流動(dòng)站接收機(jī)為L(zhǎng)eica GX1230,天線為L(zhǎng)eica AXl202。已知RTK定位精