GPRS/CDMA数据链RTK在铁路测量中的优势及相关设置

屈凯锋

(中铁第一勘察设计院陕西铁道工程勘察有限公司，陕西宝鸡 721001)

1 GPRS/CDMA数据链RTK在铁路测量中的意义

传统的RTK作业方式主要依靠电台发射差分信号，要求基准站和流动站之间的天线必须满足“电磁波通视”，即电磁波能从基准站通过直射、绕射和反射等传播方式有效地到达流动站，若基准站的发射天线和流动站的接收天线均没有足够的高度，电磁波在传播过程中不断被地面吸收而迅速衰减，严重地限制了RTK的有效工作半径。随着我国高速铁路的快速发展，铁路选线条件极为苛刻，途经区域的地形条件越来越复杂，丘陵区，山区所占的比重越来越大，传统的电台RTK在丘陵区，山区有效工作半径较小，往往1 km以外就不能正常收到差分信号，这样严重的影响了铁路测量的工作效率，增加了工人的劳动强度。而GPRS/CDMA数据链RTK是依靠移动和联通的公网进行数据传输，只要数据链处于移动基站范围之内，通信就可以正常进行，不受距离、区域、环境的影响。因此，GPRS/CDMA数据链RTK在铁路测量中有着非常重要的意义。

2 与传统电台RTK相比GPRS/CDMA数据链RTK的优势

1)传输距离不受环境和距离影响。传统的数传电台受环境和距离的影响非常严重，当参考站和流动站之间受到城市中的高楼、野外高山阻挡时，测量工作无法顺利进行。GPRS/CDMA数据链由于依靠移动和联通的公网进行数据传输，只要数据链处于移动基站范围之内，通信就可以正常进行，不受距离、区域、环境的影响。移动和联通的通信网络基本已覆盖全国各地，相当多的省份覆盖率接近100%，而且移动和联通的覆盖面可以互补，两个网络都没有覆盖的地方，已经很少，并会越来越少。对于特殊测量环境时，GPRS/CDMA数据链更能体现它的优势。例如:测量点处于地下、山洞。

2)寿命长，不衰减。传统的数传电台使用一到两年后，传输距离明显变短，使用户的测量范围变得越来越小，这个问题一直困扰着厂家和测量单位。GPRS/CDMA数据链的使用从根本上改变了这个局面，并且随着网络状况的改进，数据的传输质量还会有所提高。随着3G时代的来临，数据的传输质量还将大大提高。

3)不用申请单独无线电频点。近年来，随着无线通讯事业的发展，空中的频点资源越来越少，同时，免费的无线电爱好者频段，使用的用户越来越多，干扰越来越大。测量用户从费用上考虑，使用数传电台时，很少使用付费频段，这样，在使用免费频段时，由于干扰的增大，明显影响了数据的传输质量。随着空中的频点资源的耗尽，免费频段还将越来越窄，问题加剧。同时，当测量点距离机场、港口、军事目标等较近时数传电台禁止或限制使用，测量工作无法进行。GPRS/CDMA数据链由于使用的是移动或联通的公网频点，回避了这个问题。

4)使用方便。GPRS/CDMA数据链尽管使用的是新兴技术，但从用户使用的角度来看，同传统的数传电台相比，并没有增加用户使用的难度。同时，软件管理上，WEB服务器的信息发布，使用户更加方便地配置参考站同流动站的对应关系，查阅数据链的工作状态。硬件上，断线重拨等功能的使用，使现场数据链的使用者不需要对数据链进行过多的干预。

5)成本低效率高。GPRS/CDMA数据链的一次性采购成本只是数传电台的几分之一。数传电台使用几年后，由于不断衰减，可能要更换。GPRS/CDMA数据链在没有硬损伤的前提下，基本不用更换。在使用费用上，GPRS/CDMA数据链在做包月之后，测量单位月花费平均在50元以内，最高不超过100元。随着通讯公司资费的下调，费用还会降低。另外，通过在黔张常项目丘陵山区试验，采用传统电台RTK技术进行铁路客运专线放线工作，若选择1台基准站，两台流动站，人员配备5人，平均1 d能放中线1 km左右。而同样的人员，在地形条件相同的条件下，采用GPRS/CDMA数据链RTK，平均1 d能放中线接近4 km，由此可看出，采用GPRS/CDMA数据链RTK放线的工作效率可提高4倍以上。采用电台RTK放线，由于电台在山区“电磁波通视”极差，所以沿线路必须加密控制点，平均每1 km就要加密一对控制点，大大增加了测量的成本，而采用GPRS/CDMA数据链RTK放线则不受控制点密度的影响，平均8 km一对就能控制精度了，而且，大大的减少了外业作业时间，提高了测量效率，降低了项目成本，确保了工期，取得较好的经济效益和社会效益。

3 GPRS/CDMA数据链RTK模块设置

1)安装VRS＆P2P软件。在提供的软件安装包内找到SETUP.EXE，双击进入安装界面，按系统提示依次安装即可。2)数据模块的设置。打开之前安装好的软件，进入如图1所示的界面。首先，进入选项设置区域界面如图2所示。串口选择:下拉列表，供用户选择本设置软件使用的串口;打开串口:按钮，用来打开/关闭用户选择的串口;选项设置方式:下拉列表，提供用户使用VRS/P2P的选项，在这里我们选择DJZ模式;然后，进入用户串口设置区域界面如图3所示。用户串口设置——用来设置VRS/P2P终端与用户设备的串口通讯格式，包括“波特率”“数据位”“校验位”和“停止位”下拉列表，用户可以根据设备的实际使用情况选择对应的通讯格式，确认后点击“设置”按钮进行设置，如果设置成功，软件会返回成功提示，否则返回失败提示。如果提示失败，首先请检查本公司的VRS/P2P产品是否连接正常(设置状态);其次检查软件是否选择了正确的设置串口;如果都正确请重新设置。接着，进入用网络拨号设置区域如图4所示。

图1 VRS/P2P设置及测试界面

图2 选项设置界面

图3 用户串口设置界面

图4 网络拨号设置界面

网络拨号设置——用来设置VRS/P2P产品的接入“网络名称”“用户名”和“密码”以及“拨号”;使用不同类型的VRS/P2P产品“拨号”设置不同，注意使用GPRS类型“拨号”是“*99＊＊＊1#”;而CDMA 类型“拨号”是“#777”;接入的“网络名称”“用户名”和“密码”软件都已给出;拨号待自己选定后即可点击“设置拨号”按钮进行设置，如果设置成功，软件会返回成功提示，否则返回失败提示，如果失败请重新设置。

然后，进入P2P设置区域如图5所示。

图5 P2P设置界面

P2P设置——点对点设置有2种设置界面，用户根据自己的使用情况选择“IP登录方式”是“固定IP”还是“动态域名”，图5即是不同登录方式下的设置界面。相同部分是“端口号”和“设备ID”，不同的是选择固定IP时，只要输入“中心固定IP”，而“动态域名”需要输入“DNS服务器IP”和“域名”。设备ID号:屏蔽即是数据前不加ID号、使用即是加上ID号，这里都使用屏蔽。协议类型:分为UDP/TCP;这里都用UDP。心跳时间:UDP时都用“允许”。选择“IP登录方式”“固定IP”还是“动态域名”根据实际情况决定，使用域名需要到提供域名的网络运营商注册，确认后点击“设置P2P”按钮进行设置，如果设置成功，软件会返回成功提示，否则返回失败提示，如果失败请重新设置。

4 GPRS/CDMA数据链RTK天宝仪器设置实例

1)准备工作。a.配备天宝CDMA数据链终端3个;b.到电信营业厅办理几张CDMA的卡，选择合适的套餐，以每月工作200 h计算:选用CMR+格式流量最小:约72 M;选用RTCM2.3G格式流量较大:约300 M。

2)手簿的升级。如果你手簿的Survey Controller的版本低于12.XX，请通过附件的升级包升级到12.XX。下面以11.XX升级到12.XX为例，操作过程如下:

运行软件包中的setup.exe，选择简体中文选择安装Trimble Survey Controller＞。

如图6所示，此时注意手簿，选择OK，然后安装语言包。观察手簿，注意进度，等到进度条完全安装完毕，进入Survey Controller→“Configuration”→“Controller”→“Language”→“Chinese(Simplified)”→“yes”。然后再进入Survey Controller就成中文的了。

图6 文件发送界面

3)手簿的操作。打开手簿，配置Survey Controller在Survey Controller的界面下点击“配置”→“测量形式”→“新建”，输入形式名称“GPRS/CDMA-RTK”形式，类型选择“GPS”。点击“配置基准站选项”→测量类型选择“RTK”，播发格式选择“CMR+”，输出的附加代码复选框不选，其他选项不变。点击“接受”。点击“配置基准站电台”，类型选择“自定义电台”，接收机端口选择“端口2”，波特率选择“38400”，奇偶检验选“无”CTS已启用复选框不选。然后“接受”。点击“配置流动站选项”，把天线测量类型改成“天线底部”，其余选项使用默认值，就和基准站一致了。然后，点击“接受”。点击“配置流动站电台”→“自定义电台”→经由控制器发送复选框选上，控制器端口选择“蓝牙”→连接到电台选择模块的相应号码即可(先在“配置→控制器→蓝牙→搜索”出来模块蓝牙号)。没有蓝牙的模块，选择com1端口，用线缆连接，然后“接受”→“存储”。注意:基准站和模块之间需用数据线连接，外业操作和普通RTK操作相同。

5 结语

随着我国高速铁路的快速发展，铁路选线条件极为苛刻，途经区域的地形条件越来越复杂，丘陵区，山区所占的比重越来越大，但是工期越来越紧，传统的电台RTK在丘陵区，山区有效工作半径较小，严重的影响了铁路测量的工作效率，增加了工人的劳动强度。本文通过对GPRS/CDMA数据链和传统电台优缺点的对比，分析了GPSRS/CDMA数据链在铁路测量中的优越性，得出了在实际铁路测量工作中有效的提高了工作效率，减轻了工人的劳动强度，大幅的节约了测量成本的结论，并结合实例给出了数据模块及仪器详细简便的设置方法，有利于技术人员的快速学习和掌握。

［1］王 平.虚拟参考站——GPS网络 RTK技术［J］.测绘通报，2001(S0)：4-6.

［2］黄丁发，熊永良，袁林果.全球定位系统(GPS)——理论与实践［M］.成都：西南交通大学出版社，2006.