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摘要:介绍GPS基站播发两种格式的信号的设置,CMR 、RTCM两种类型格式的匹配、及该基站的建立在工程中的应用。
关键词:基站; 数据格式; RTCM; CMR; 设置; 电台
中图分类号:TU765 文献标识码:A文章编号:
1引言
随着科技现代化,传统的测量已经逐步被取代,在测量领域,GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面,GPS的出现推进了测绘领域的新篇章,工程测量是项目施工的一双眼睛,那么GPS基站的建立就是开始实施测量的基础,GPS基站的建立通常使用同一类型的接收机与流动站作为配套使用,接收的通道及输出的数据格式相同,例如Trimble 5800系列。一般项目在实施时为了节约成本,在保证测量精度的情况下,可以使用同一基站播发两种数据格式,差分两种类型分别是载波相位差分(RTK)、伪据差分(DGPS),RTK-CMR和DGPS-RTCM,流动站接收机接收CMR格式信号作为流动站,精度能达到厘米级,DGPS接收RTCM格式的信号作为流动站,精度能到亚米级,所以两种类型的格式分别用于两种不同精度的测量。
2对CMR和RTCM的认识
2.1CMR(Compact Measurement Record)是 Trimble 公司于1996 年开始设计的一套用于 RTK的差分格式标准,RTCM是国际海运事业无线电技术委员会于 1983 年 11月为全球推广应用差分 GPS 业务设立了 SC2104 专门委员会 ,制定各种数据格式标准。
2.2发送的电文内容不同。RTCM 发送的均是原始观测值 ,而 CMR只有一项是原始观测值,在单位时间内发送的数据量减少。
2.3电文的编码方式及长度不同。
2.4对数据链的数据传输速率要求不同,CMR的带宽只有 RTCM 的一半 ,RTCM 要求数据链的带宽不低于 4800bit/ s ,而 CMR要求2400bit/ s。
2.5 CMR的定位速度远比 RTCM快,但是RTCM传输的距离更远。
2.6CMR 数据格式降低了对通信的要求,而RTCM则对通信要求很高。
3基站建立位置及软硬件配置
3.1基站建立合理位置
基准站的坐标精度要可靠准确,它是RTK 、DGPS测量的基础,根据施工区域范围的大小,测量精度的不同需要,可以选择周围无遮挡物、测区附近的控制点作为基准站,并确保流动站在有效的信号辐射范围内,保证数据传输链稳定可靠。
3.2基准站的软硬件配置
基站接收机(Timble5800)、流动站接收机(Timble5800)、流动站接收机(DGPS)、 PDL电台、 EDL电台 、接收机设置软件 、电台设置软件。
4基站配置的pdl电台的设置
用电台设置软件对基站、流动站电台进行设置。
4.1 串行接口(Serial interface)在串行接口里Baud rate(波特率)选择38400 ,mode选择Trimtalk450s其他的为默认即可
图(1)
4.2在Radio link里 Channelselect 手动选择一个频道(一般国内频道为410-430之间)作为通讯频道,Link rate 通常用9600bit/s ,Modulation为GMSK,Digisquelch为Moderate。设置完以后点击Program写入修改后设置。
图(2)
与以往基站不同的是流动站接收基站发出的RTK-CMR和 DGPS-RTCM两种格式,所以在设置电台时,基准站、流动站电台应选择相同频道、波特率、数据链速率、模式、调制方式,鉴于RTCM要求的通信较高,所以Link rate要不低于4800bit/s。
5流动站接收机(DTPS)设置
对DGPS configPort A configPort B config 进行三项设置。
5.1对DGPS config进行设置,按向下键进入DGPS config, 确定数据源 Source Select为beacon。
① DGPS三种模式分别为DGPS Auto on/off、DGPS Manual Off 、 DGPS Only,通常情况下选择DGPS Auto on/off。
② Beacon Mode设置成 Disabled mode。
5.2 对Port A Config进行设置,输入行应设置成TSIP 9600;8N1 O 输出行应设置成NMEA 9600。
5.3对Port B Config 作为连接EDL电台使用,输入行设置成RTCM 384000,下面一行8N1 O 输出行应设置成 TSIP 9600。
6基站启动设置
基站启动需要特定软件(GPS configrator)进行启动,基站端口1连接电台,利用端口2通过软件对端口1进行设置。
6.1点击Gps configrator软件选择仪器型号和端口进行连接。
6.2点击Ref对此界面进行如下设置,通过点击Here处获取基站的WGS-84坐标,然而获WGS-84坐标与实际控制点的经纬度坐标对照以后可能会存在很小的误差,所以应将其实际控制点的经纬度重新输入。
6.3点击Antenna界面设定天线类型及量高方式,并输入量测的仪器高。
6.4点击Base界面设置,勾选Output下面的RTCM,选择端口1,Version下选择GPS播发的格式,建议选择RTCM/RTK2.3,ID 作为基站的点号将在DGPS的屏幕上显示,点击应用启动完毕。
7结束语
一个基准站同时播发两個不同格式的信号RTK/DGPS时,RTK(CMR)可以作为高精度测量,精度能达到±3厘米,然而播发的另一种格式为DGPS(RTCM)可以作为一些船舶导航,疏浚开挖定位等,精度能达到亚米级,对于国外一些欠发达的地区没有信标台站,然而这种方法同时提供了准确的RTK测量,又同时提供了DGPS测量,不但节省了费用,且能满足工程测量精度的需求。
参考文献:
(1)张九宴,刘晖,黄其欢. 武汉大学 GPS工程技术研究中心,常用 GPS载波相位差分电文格式分析与比较。
关键词:基站; 数据格式; RTCM; CMR; 设置; 电台
中图分类号:TU765 文献标识码:A文章编号:
1引言
随着科技现代化,传统的测量已经逐步被取代,在测量领域,GPS系统已广泛用于大地测量、工程测量、航空摄影测量以及地形测量等各个方面,GPS的出现推进了测绘领域的新篇章,工程测量是项目施工的一双眼睛,那么GPS基站的建立就是开始实施测量的基础,GPS基站的建立通常使用同一类型的接收机与流动站作为配套使用,接收的通道及输出的数据格式相同,例如Trimble 5800系列。一般项目在实施时为了节约成本,在保证测量精度的情况下,可以使用同一基站播发两种数据格式,差分两种类型分别是载波相位差分(RTK)、伪据差分(DGPS),RTK-CMR和DGPS-RTCM,流动站接收机接收CMR格式信号作为流动站,精度能达到厘米级,DGPS接收RTCM格式的信号作为流动站,精度能到亚米级,所以两种类型的格式分别用于两种不同精度的测量。
2对CMR和RTCM的认识
2.1CMR(Compact Measurement Record)是 Trimble 公司于1996 年开始设计的一套用于 RTK的差分格式标准,RTCM是国际海运事业无线电技术委员会于 1983 年 11月为全球推广应用差分 GPS 业务设立了 SC2104 专门委员会 ,制定各种数据格式标准。
2.2发送的电文内容不同。RTCM 发送的均是原始观测值 ,而 CMR只有一项是原始观测值,在单位时间内发送的数据量减少。
2.3电文的编码方式及长度不同。
2.4对数据链的数据传输速率要求不同,CMR的带宽只有 RTCM 的一半 ,RTCM 要求数据链的带宽不低于 4800bit/ s ,而 CMR要求2400bit/ s。
2.5 CMR的定位速度远比 RTCM快,但是RTCM传输的距离更远。
2.6CMR 数据格式降低了对通信的要求,而RTCM则对通信要求很高。
3基站建立位置及软硬件配置
3.1基站建立合理位置
基准站的坐标精度要可靠准确,它是RTK 、DGPS测量的基础,根据施工区域范围的大小,测量精度的不同需要,可以选择周围无遮挡物、测区附近的控制点作为基准站,并确保流动站在有效的信号辐射范围内,保证数据传输链稳定可靠。
3.2基准站的软硬件配置
基站接收机(Timble5800)、流动站接收机(Timble5800)、流动站接收机(DGPS)、 PDL电台、 EDL电台 、接收机设置软件 、电台设置软件。
4基站配置的pdl电台的设置
用电台设置软件对基站、流动站电台进行设置。
4.1 串行接口(Serial interface)在串行接口里Baud rate(波特率)选择38400 ,mode选择Trimtalk450s其他的为默认即可
图(1)
4.2在Radio link里 Channelselect 手动选择一个频道(一般国内频道为410-430之间)作为通讯频道,Link rate 通常用9600bit/s ,Modulation为GMSK,Digisquelch为Moderate。设置完以后点击Program写入修改后设置。
图(2)
与以往基站不同的是流动站接收基站发出的RTK-CMR和 DGPS-RTCM两种格式,所以在设置电台时,基准站、流动站电台应选择相同频道、波特率、数据链速率、模式、调制方式,鉴于RTCM要求的通信较高,所以Link rate要不低于4800bit/s。
5流动站接收机(DTPS)设置
对DGPS configPort A configPort B config 进行三项设置。
5.1对DGPS config进行设置,按向下键进入DGPS config, 确定数据源 Source Select为beacon。
① DGPS三种模式分别为DGPS Auto on/off、DGPS Manual Off 、 DGPS Only,通常情况下选择DGPS Auto on/off。
② Beacon Mode设置成 Disabled mode。
5.2 对Port A Config进行设置,输入行应设置成TSIP 9600;8N1 O 输出行应设置成NMEA 9600。
5.3对Port B Config 作为连接EDL电台使用,输入行设置成RTCM 384000,下面一行8N1 O 输出行应设置成 TSIP 9600。
6基站启动设置
基站启动需要特定软件(GPS configrator)进行启动,基站端口1连接电台,利用端口2通过软件对端口1进行设置。
6.1点击Gps configrator软件选择仪器型号和端口进行连接。
6.2点击Ref对此界面进行如下设置,通过点击Here处获取基站的WGS-84坐标,然而获WGS-84坐标与实际控制点的经纬度坐标对照以后可能会存在很小的误差,所以应将其实际控制点的经纬度重新输入。
6.3点击Antenna界面设定天线类型及量高方式,并输入量测的仪器高。
6.4点击Base界面设置,勾选Output下面的RTCM,选择端口1,Version下选择GPS播发的格式,建议选择RTCM/RTK2.3,ID 作为基站的点号将在DGPS的屏幕上显示,点击应用启动完毕。
7结束语
一个基准站同时播发两個不同格式的信号RTK/DGPS时,RTK(CMR)可以作为高精度测量,精度能达到±3厘米,然而播发的另一种格式为DGPS(RTCM)可以作为一些船舶导航,疏浚开挖定位等,精度能达到亚米级,对于国外一些欠发达的地区没有信标台站,然而这种方法同时提供了准确的RTK测量,又同时提供了DGPS测量,不但节省了费用,且能满足工程测量精度的需求。
参考文献:
(1)张九宴,刘晖,黄其欢. 武汉大学 GPS工程技术研究中心,常用 GPS载波相位差分电文格式分析与比较。