网络RTK和常规RTK的物探测量联合作业

付志军，张俊元，吕小彬，盛宏斌

（中国石油集团东方地球物理勘探有限责任公司装备服务处，新疆 哈密 839009）

现代测量中，由于各大卫星系统的加入，卫星信号已经从单星和双星到了三星或四星系统，RTK作业中，卫星信号已经不是问题，但差分信号成了限制测量工作效率的瓶颈。用卫星数据链路在做RTK差分时，对卫星信号要求高，且费用贵，设备要求高，现实不容易实现。物探测量常用的两种方法是网络RTK和常规RTK。网络RTK是用移动的网络信号传输差分信号，而在实际中，移动的网络信号覆盖不均匀，在城市测量中应用不错，但在偏远的物探测量工区，由于网络信号不好，施工作业就会受到很大限制。而常规RTK使用时，是用数据电台进行数据链播送，受环境条件限制，但作业不灵活，基准站位置和电台安放位置要求高，不同测量设备之间联合作业受电台限制，不容易实现，用网络RTK为主，常规RTK作业信号补充，从原理上可行，但实际中呢？本文主要对物探测量常用的两种方法联合作业进行探讨。

1.现有物探测量概述

1.1 现有物探测量作业方式

网络数据链路：基准站数据通过公共移动网络发送差分信号数据到Cores服务器，服务器再通过移动网络发送到流动站，流动站接收差分信号后进行数据解算，得到该处位置。

常规数据链路：基准站数据用数据链数字电台通过一定协议发送差分数据，流动站用客户端电台接收数字差分信号，然后进行数据解算，得到该处位置。

由于以上两种方式各有优缺点，第一种，在公共网络覆盖比较全的地方，可以方便地在一定范围内进行全天候施工，也不用刻意去选择基准站位置，如果在Cores站范围内可以不设立基准站，直接施工。但它存在的问题是对移动网络信号严重依赖，对测量数据服务器严重依赖。在城市附近测量比较有优势。第二种也比较灵活，也是一直以来在用的方法，用数据电台发送差分信号，移动站接收解算，直接得到测量数据，但此方法必须用数据电台播发数字信号，对电台信号要求高，如果在城市和山区就得用中继站进行转发信号，得浪费很多人力物力。

如果把两种数据链路结合，就是我们现在所说移动基站式网络RTK。把基准站数据发送到服务器，由Cors服务器接收，如果网络信号正常，流动站接收网络信号，如果网络信号不正常，则流动站接收电台信号，这样施工就会方便很多。这种方法有三种方式可以实现，一种是基准站在发送网络差分信号的同时，再连接电台进行电台差分信号的发送，另一种是电台直接接收网络信号后直接转换为电台信号进行发送。第三种就是，在施工移动网络不好的地方通过网络运营商增加网络信号加强基站，全部用网络信号，由于最后的方案费用成本都比较高，还要网络运营商配合，所以暂不讨论。

表1 几种差分方式对比

1.2 现有物探测量的作业设备

现有主流GPS设备主要有进口设备和国产设备，进口设备主要是TRIMBLE和徕卡等，国产设备主要是南方、华测、中海达、思南、合众思壮等等。参与测试与施工的设备除了合众思壮、思南与徕卡外，其他的都做过联机测试。

现有数据电台为，TRIMARK3、华信电台、DL6（DATA LINK6）、TDL450、HPB450、中海达的全能星等。

1.3 作业设备的参数统一

由于要与TRIMBLE设备进行联合作业，电台应该设为低频电台，除TRIMARK3、TDL450、HPB450为低频电台外，其他电台均为全频电台，测试将以低频为主。

由于各种电台大部分能共同支持的空中波特率为9600，播发格式为TT450S，奇偶校验为无。而电台与主机的通讯协议因主机与电台和主机不同而定，都可以设置。

在TRIMBLE系列主机中，支持的广播格式有CMR+、CMRx、CMR、RTCM2.3、RTCM3.0几种，而国产设备中支持的广播格式有点 RTCM2.3、RTCM3.0、RTCM3.2。其中，只有RTCM2.3和RTCM3.0为共同有的格式，前一种格式较老，且不支持双星。所以我们设置时将基准站和流动站统一设置为RTCM3.0。

准备几张有数据流量的4G信号的SIM卡，包月的流量不必过大，每月大约500M，十几块钱的物流数据卡就够用。

2.不同作业方式和不同作业设备联合作业测试

2.1 华测CHC i80型接收机两种方法对比

将CHC i80与DL6电台和主机相连，和平常我们架设基准站一样连接，只是在设置时，在设置上先打开测地通，新建工区工作模式，工作方式选择手动启动基准站，数据接收方式选内置网络+外挂电台，然后启动基准站，前提是所用控制点要有网络信号。

流动站如果采用网络，用网络方式启动，如果网络信号不好，则切换成电台模式，而其他型号设备则用电台模式。这样实现了联合作业。

将基准站主机设为网络模式，启动基准站，用中海达生产的HDL全能星电台进行中继，并将接收到的网络信号转换为电台信号进行发射，流动站接收网络信号或者电台信号，实现联合作业。

相比第一种方法，第二种方法必须要用到全能星电台，并且电台内要和其他GPS主机一样有SIM数据卡，会产生一定流量。但这种方法基准站架设比较灵活，只要有网络信号都可以，比如营地，而全能星电台可以随时移动到工地高的有网络的地方。

用HPB450和TDL450作中继测试都能够进行中继。但是所有电台必须将接收频道和转发频道调为不同频才能实现电台信号中继。

2.2 其他设备的测试情况

用TRIMBLE R10做基准站测试时由于国内没有服务器，不成功，R8GNSS和R7GNSS只能手簿连接网络，但是网络和电台信号不能同时发射，用网络配合全能星电台也可以实现网络和电台共同施工。如果没有全能星电台，只能电台和网络二选一，但基准站稳定性比较好。

用中海达和南方做基准站都进行了测试，网络和电台信号都没问题，和CHC i80测试一样，但是由于各厂家的服务器不同，不同厂家的设备不能互相登录其他厂家的服务器。

全能星电台只能和华测、中海达设备测试，用网络主机和电台连接时，电台只能和本厂家主机进行连接，有的电台和天宝中继也配合不好。

3.联合作业的实践情况

3.1 连北测区情况

2019年上半年在吐鲁番火焰山地和村庄、戈壁等非常典型的物探测量工区，在此工区施工中，用CHC i80做基准站，架设在营地发展的控制点上，用全能星电台架设在靠近县城的山上，再用TRIMARK做中继，流动站有南方、CHC i80 TRIMBLE R7GNSS和R8GNSS，用此方法联合作业，用时1个多月高效顺利完成了测量作业。最后和南方网络服务器测试通后，用南方基准站还能很好服务于X6手持机的打井进口测量作业。

3.2 四川山地二维测量施工情况

在四川山地的施工经验来看，由于工区沟壑纵横，所以部分地区无网络信号。常规RTK全部利用数据电缆与电台进行连接，将基站采集的卫星数据和文件通过电台进行播发，流动站通过内置电台进行接收，从而进行正常的差分定位作业；而网络RTK在数据传输过程中全部是网络数据，为了解决网络盲区的问题，将网络数据，电台数据二者进行交互应用，中海达全能星电台能够稳定接收网络信号并将网络信号转化为电台信号播发，满足我们对本工区电台的要求。这样便实现了工区范围内差分数据链信号的无缝覆盖，并以此来减少发展基准站和中继站的设站次数。

4.结语

网络RTK和常规RTK各有优势，但我们还是需要根据工区情况、项目具体情况选择合理的测量方法，如在西北地区很多地方无网络信号，那么常规RTK方法即为最合适的方法，在东部地区CORS站密集的区域，网络RTK成为最合适的方法，如果设备型号多、网络信号复杂，用网络和常规电台信号方法都适用，这样一个施工项目避免几种不同设备架设几种不同的基准站，对设备和人力造成浪费。