GPS-RTK配合GPRS通信模块的网络RTK在客运专线中应用

摘要：本文主要介绍GPS-RTK配合GPRS通信模块的网络RTK的配置与操作步骤，并结合实际作业过程中的一些经验和体会，对其优势与应用做一简单介绍，为以后的GPS-RTK作业提供方便。

关键词：网络RTK，基准站 ， 流动站

Abstract: this paper mainly introduces the gps-rtk GPS with GPRS communication module network configuration and operational procedure RTK, and combining with the actual process of some of the experience and the experience, the advantage and application to do a simple introduction, for the following GPS-RTK surveying provide convenient.

Keywords: network RTK, benchmark stand, bachelors

中图分类号：P228.4文献标识码：A 文章编号：

随着全球定位系统（GPS）技术的快速发展，RTK技术也日益成熟，实时动态(Real Time Kinematic)测量技术的出现使得GPS工程应用成为可能，其速度快，效率高，相对成本低，然而它对基站无线电信号的依赖导致有效距离较小，且容易受到地形和建筑物的限制。GPS-RTK配合GPRS通信模块的网络RTK技术的出现标志着高精度实时定位技术的发展进入了一个崭新的阶段，网络RTK使得一个地区的所有测绘工作成为一个整体，同时，它将大大扩展RTK作业范围，使得GPS的应用更加广泛，可靠性和稳定性进一步提高。用户在不用购置基准站设备的情况下即可进行厘米级的定位。而基站的服务半径也得以大大增加（可达30~50KM）。因此，GPS-RTK配合GPRS通信模块的网络RTK不止是GPS史上的一次飞跃，更是施工生产上的一剂催化剂。

一 网络RTK较常规PDL电台的优势

网络RTK流动站GPS接收机利用移动无线数据终端，通过GPRS网络和因特网登录到具有静态IP地址的参考站服务器，实时获取参考站的差分数据和已知坐标，进行差分相对定位，获得厘米级的坐标与高程。在石武客运专线上网络RTK是利用RTK的蓝牙功能与手机的蓝牙相连接，借助移动的信号台来传递信号，以蓝牙作为媒介来实时进行数据交换和传递，只要有手机信号的地方就能进行测量。这种利用移动无线数据终端设备传输数据明显优于常规的无线电台，下表将对两种方式进行详细比较

二 网络RTK的配置与操作

现已Trimble R6 GPS接收机为例介绍网络RTK的配置与操作

1，网络RTK基准站的配置

基准站拨号简表：

如图所示，类型：互联网连接

基准站工作模式：作为服务器工作

IP端口：5000或者4000，尽量设置高一些

使用连接：GPRS，连接名为“GPRS手机上网设置”中的拨号连接名称其他均为默认。

GPSBase软件配置：

打开软件后点击add connection后按步骤操作，如图：

点击完成。在Trimble reciver处右击选择insert module，点击Raw Date Analysis如图：

右击Raw Date Analysis选择insert module点击RTCM Single Station，以下按步骤操作后进入如下图：

到此GPSBASE配置就好了。配置好的GPSBASE可看到健康的卫星示意图和数据传输的速率与数据量。

2，网络RTK流动站的配置

流动站拨号简表：

如图所示，类型：互联网连接

IP地址：与基准站一致（基准站启动后会自动获得一个IP地址）

IP端口：与基准站一致

使用连接：GPRS，连接名为“GPRS手机上网设置”中的拨号连接名称其他均为默认。

流动站电台：

如图所示，类型：互联网连接

拨号简表：与新建的拨号简表一致

3，网络RTK蓝牙手机GPRS的配置

蓝牙配置：

“start”＞“settings”＞“connections” ＞“Add a new modem connection” ＞“select a modem”选“Bluetooth”＞“new partnership”扫描蓝牙手机＞“Dialup networking” ＞“save”

“start”＞“settings”＞“connections” ＞“Manage existing connections” ＞“Edit”＞“select a modem”选“Bluetooth”出现下图

由此按步骤操作下去，其他设置均为默认，最后点击存储。

手机拨号：

三 网络RTK在石武客运专线及西宝客运专线上的应用

道路红线与桩基的测设

铁路定线数据的设置有两种方法，①利用TGO软件进行定线数据设置，方法可采用积木法和交点法两种。②直接在TSC控制器中输入各项道路要素，定线数据设置方式只能采用积木法。待以上工作完成后，就可进行放线工作：“测量”＞“RTK”＞“放样”＞“道路”。而将事先计算好的桩基坐标导进手簿后便可进行桩基放样：“测量”＞“RTK”＞“放样”＞“点”，并且手簿以图形的方式显示当前杆位与设计点的相当位置进行导向。待移动到设计点附近时，自动提示向前（后）、向左（右）差距及填（挖）高度。一旦就位，活动图示上双圆形点与十字交叉点重合。

沿线障碍物图测设

用RTK进行沿线障碍物图测设比用全站仪测设效率高的多，因为全站仪测设需布设较密的控制点。在石武客运专线第六标河南漯河段整个17公里的沿线障碍物图只需一天半就可测设完。在西宝客专第二标段第二项目部施工期间，用RTK协助“征地拆迁”和“三线迁改”大大推进了拆迁和施工进度。测量出的数据可便捷的导入电脑，方便成图，图形与主线的相对位置关系明了，方便查阅。

TSC控制器的应用

TSC控制器即测量手簿，在手簿上可进行积木法定线工作， 方法：“键入”＞“道路”＞“新建”＞“水平定线”＞“新建”，在“起始点”、“线”、“入螺旋线”、“弧”、“出螺旋线”等中输入各项道路要素点击存储便可。另在“坐标几何”中手簿自带的坐标正反算、距离计算、方位角计算、面积计算等的功能也是非常有用。

使用网络RTK可以为项目部节约大量的成本和工期

网络RTK只需要在一个固定的安全的地方建立一个基准站，在天气情况和手机信号正常的情况下方圆几百公里内都可以使用这个基准站，因此，在日常的工作中不需要每天重复的架设基准站，不需要每次都安排专人看守基准站，每个工区只需要一个测量人员、一台流动站、一部手机，就能完成大部分的基础放样和测量工作，在GPS不足的情况下可以保证各工区的测量放样工作及时完成。

四 网络RTK作业过程中应注意的几个问题

点校正在进行RTK测量时，GPS采集的数据为WGS-84坐标，为避免投影变形过大需进行参数转换，即将WGS-84坐标转换为基准站所在地区坐标系，而点校正正是求解坐标转换参数。点校正选取的控制点应尽量覆盖整个测区，在进行平面拟合时应至少校正3个控制点，而进行高程拟合时应至少校正4个控制点。在点校正求解坐标参数过程中，校正点的平面残差应控制在1.5cm以内，高程残差应控制在3.0cm以内，若不满足精度可在工地校正文件内通过增加或删减校正点进行修改。点校正后应保存一份点校正任务文件，只有在点校正文件的基础上新建的任务才是经过坐标转换的任务，才能用于工地测量和放样，因此，每次任务更换时应特别注意检查当前任务属性中的坐标系统是否为“当地工地坐标系统”。

由于网络RTK是利用移动通讯终端通过GPRS传输数据的，故在进行RTK测量时手机不能接听或拨打电话，否则数据传输会中断，因此建议手机专卡专用。另当因特网掉线时，数据传输会立即中断，手簿上显示无基准站数据，当重新上线时，IP号会改变，RTK需重新拨号连接，因此建议用于测量的网络最好固定IP号。

基准站架设基准站架设时应确保基准站旁无干扰源，周围比较开阔，这样便能减少基准站的误差。另基准站最好架设在测区中央且地势较高处，以利于接收GPS卫星信号和流动站的数据链信号。

初始化流动站在进行测量前要进行初始化，Timble接收机采用OTF方式，即在运动中实现初始化。在实际测量中，我们常用下列几种方法加快初始化速度：①屏蔽卫星高度截止角小于13°的卫星，即在卫星分布图上屏蔽那些分布在图形边缘的卫星。②将流动站GPS接收机或TSC手簿进行软启动，清除冗余的测量事件也可加快RTK的初始化速度。③在基坑深处、树木密集处及村庄里面卫星信号往往会被遮挡，造成信号失锁现象，这时可将GPS移至开阔的地方，待获得初始化后再慢慢靠近待测点进行测量。另中午GPS受电离层干扰大，可用卫星数少，常接收不到所需的卫星，因而初始化时间较长甚至不能初始化。

五 参考文献

天宝RTK培训教材

Trimble用户手册

天宝GPS手簿用户手册

注：文章内所有公式及图表请以PDF形式查看。