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[摘 要]随着北斗导航系统的日渐成熟，北斗/GNSS兼容的国产高精度接收机在定位稳定性和初始化方面，明显优于GPS/GLONASS的接收机；但无论国内外任何品牌的接收机都存在设备之间的兼容性问题。本文主要论述：发挥国内品牌接收机的优势，实现不同品牌接收机之间的兼容性作业；充分利用仪器资源实现联合作业，提高工作效率和设备使用率。
[关键词]多星系统 数据链共享 兼容性
中图分类号：TN965.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0392-01
一、引言
全球卫星定位系统GNSS是为全球任何地点的拥有特定装备的用户提供连续导航服务的一个或多个卫星导航系统及其增强系统的统称。目前主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的北斗卫星导航系统。随着电子科技的飞速发展，GNSS接收机的更新换代也在日新月异地发生变化，与北斗兼容的高精度国产接收机逐渐打破了国外品牌在中国测绘行业的垄断局面。多家测绘单位在不同时期购买的不同类型的GNSS接收机，但由于多种原因只是同一种型号接收机单独作业，而不同型号接收机则不能（或没有）联合作业，造成设备资源的闲置和浪费。下面主要以中国的北斗接收机为主，探讨一下如何实现共同作业。
二、实现仪器兼容的基础
随着我国北斗卫星系统可靠性和实用性不断加强，北斗/GNSS 兼容的高精度接收机在定位稳定性和初始化时间方面，明显优于GPS/GLONASS的接收机，兼容北斗已经成为高精度应用领域的流行趋势；三系统兼容型接收机实现了组合星座兼容导航、定位、和测速；北斗系统则实现了相关产品的国产化，现已有中海达、南方等主要品牌，都采用了美国天宝的BD970主板和世界上最先进的低仰角跟踪技术，这在很大程度上提升了接收机的性能和质量；特别是北斗独有的特性：（1）三频信号：北斗使用的是三频信号，可以更好的消除高阶电离层延迟影响，提高定位可靠性，增强数据预处理能力，大大提高模糊度的固定效率。而且如果一个频率信号出现问题，可使用传统方法利用另外两个频率进行定位，提高了定位的可靠性和抗干扰能；（2）理论上GPS接收机在全球的定位精度是相当的，但北斗系统针对中国及其周边地区是特别加强过的，在国内卫星的几何条件比较好；（3）北斗的平面精度与高程精度是基本相当的，而GPS系统的水平精度确实不错，但是它的高程精度一般是水平精度的1.5倍到2倍。所以北斗产品性能和质量、价格上更具绝对优势。另外，国产接收机的随机软件，相比进口机而言，在操作方法、工作界面、术语提法、报表结构等方面，更加适合国人的习惯，相应的售后服务也更加周到；国产接收机竞争力稳步提升，打破了国外产品的垄断局面，
随着数传电台的快速发展，同时基于天宝系列技术的应用。只需架设一个基准站，如果能采用一定的技术手段和方法让多种类型接收机使用统一的数据格式、通讯协议及频率协同作业，便可实现联合测量作业，具有十分必要的现实意义和经济价值。
三、测试实施方案
基于上述问题，我们在两个三维项目中对国产南方和中海达两款接收机进行了测试应用。
3.1 接收机简介
南方银河6和中海达IRTK2接收机属多星座多频段接收技术，全面支持所有现行的和规划中的GNSS卫星信号，特别支持北斗三频B1、B2、B3，支持单北斗系统定位。
3.2 统一的物探测量手簿放样软件
中海达和南方没有适合物探测量的放样软件；但都支持用户二次开发提供丰富的数据接口，基于此对两种仪器安装了由测量中心专门为石油物探测量设计的嵌入式应用软件-物探测量手簿放样软件（Android版），可以实现物理点的放样和变观并且实现观测质量的实时检查与控制。该软件与地震勘探测量处理软件（SSOffice3.5版）实现无缝衔接。
3.3 仪器测试
3.3.1 仪器基本性能测试
两厂家在以四楼顶分别架设基站，南方仪器使用宽频电台和低频天线，中海达使用高频电台和天线。测试电台作业距离、树林、楼区等不同环境的测试，两款仪器性能稳定初始化时间短。
3.3.2 两款仪器主机+南方外挂35W电台做基站，统一使用Trimble通讯协议：TRIMTALK 450S，频率：418.05MHz协议时，进行测试，经测试南方和中海达分别作为参考站主机，中海达流动站不能收到与南方仪器匹配的外挂南方35W电台的数据链信号。
3.3.3 考虑与天宝仪器实现兼容使用，决定使用低频（TDL和ADL）电台频率（410-430MHz）、TRIMTALK 450S通讯协议，中海达更换低频外挂电台和低频电台天线。测试：基站架设在同一位置，基准站为iRTK2+外挂天宝TDL电台，协议：TRIMTALK 450S，频率：418.05MHz；发射天线高5米，距基站18公里处，不同环境下初始化良好。
结论：根据试验结果对比，使用TDL和ADL电台，采用天宝协议，南方与中海达RTK可以实现互通互连，测量成果满足精度要求，这标志着采用天宝协议电台，可以实现这两款接收机的联合应用；
四、兼容性作业应用
4.1 一致性检验
A项目南方银河6主机+天宝TDL电台作为参考站，两种仪器进行一致性检验：x方向最大互差0.007m，y方向最大互差0.007m， H方向最大互差0.009m； B项目中海达IRTK2主机+天宝ADL电台作为参考站，一致性检验比较；x方向最大互差-0.007m，y方向最大互差0.008m， H方向最大互差-0.019m，优于卫星定位仪标称精度的两倍要求，也表明参考站与流动站之间数据链传输稳定，流动站之间一致性良好。
4.2 施工情况
A项目使用8台南方银河6接收机完成了控制网建立，各使用14台南方银河6及中海达iRTK2多星座接收机参与施工，完成9813个物理点；复测率为5.45%，复测点中误差为mx=±0.057m，my=±0.056m，mh=±0.047m，ms=±0.080m；參与控制网布设定位仪，进行了仪器静态一致性检验，取所有基线长度的平均值为标准值，计算每条基线长度与标准值之差，基线差最大0.003m，均满足规范要求，说明所使用的卫星定位仪静态对比一致性良好。
B项目使用8台中海达IRTK2接收机完成了控制网建立，生产中使用了14台中海达IRTK2、3台南方银河6、7台GS10接收机，完成81697个物理点，复测率为4.96%，复测点中误差为mx=±0.065米，my=±0.063米，mh=±0.030米，ms=±0.091米；符号规范要求。
4.3 数据处理
静态观测数据经转换成通用格式后，使用TBC3.60软件处理；外业观测数据用SSOffice3.52进行数据处理和质量控制，无论是控制网复测基线较差、同步环、异步环闭合差检核，还是外业观测数据，均满足SY/T5171-2011《陆上石油物探测量规范》
五、结论
通过对国产仪器的测试应用，实施不同类型仪器通过统一电台参数及频段，实现了同一工区的兼容性作业，解决了国外品牌接收机不能兼容作业的技术难题；在仪器购买、配件维修等方面节约了一笔不小的开支；充分说明国产不同仪器联合作业的实现与推广具有深远的意义和潜在的价值。
参考文献
[1] 李秀山等SY/T5171-2011陆上石油物探测量规范.石油工业出版社，2011年11月北京第一版.
作者简介
*胡彦凯，1968年出生，高级技师。1987年毕业于渤海石油职业技术学院钻井专业，现从事石油物探测量工作。
[关键词]多星系统 数据链共享 兼容性
中图分类号：TN965.5 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）17-0392-01
一、引言
全球卫星定位系统GNSS是为全球任何地点的拥有特定装备的用户提供连续导航服务的一个或多个卫星导航系统及其增强系统的统称。目前主要包括美国的GPS、俄罗斯的GLONASS、欧盟的Galileo和中国的北斗卫星导航系统。随着电子科技的飞速发展，GNSS接收机的更新换代也在日新月异地发生变化，与北斗兼容的高精度国产接收机逐渐打破了国外品牌在中国测绘行业的垄断局面。多家测绘单位在不同时期购买的不同类型的GNSS接收机，但由于多种原因只是同一种型号接收机单独作业，而不同型号接收机则不能（或没有）联合作业，造成设备资源的闲置和浪费。下面主要以中国的北斗接收机为主，探讨一下如何实现共同作业。
二、实现仪器兼容的基础
随着我国北斗卫星系统可靠性和实用性不断加强，北斗/GNSS 兼容的高精度接收机在定位稳定性和初始化时间方面，明显优于GPS/GLONASS的接收机，兼容北斗已经成为高精度应用领域的流行趋势；三系统兼容型接收机实现了组合星座兼容导航、定位、和测速；北斗系统则实现了相关产品的国产化，现已有中海达、南方等主要品牌，都采用了美国天宝的BD970主板和世界上最先进的低仰角跟踪技术，这在很大程度上提升了接收机的性能和质量；特别是北斗独有的特性：（1）三频信号：北斗使用的是三频信号，可以更好的消除高阶电离层延迟影响，提高定位可靠性，增强数据预处理能力，大大提高模糊度的固定效率。而且如果一个频率信号出现问题，可使用传统方法利用另外两个频率进行定位，提高了定位的可靠性和抗干扰能；（2）理论上GPS接收机在全球的定位精度是相当的，但北斗系统针对中国及其周边地区是特别加强过的，在国内卫星的几何条件比较好；（3）北斗的平面精度与高程精度是基本相当的，而GPS系统的水平精度确实不错，但是它的高程精度一般是水平精度的1.5倍到2倍。所以北斗产品性能和质量、价格上更具绝对优势。另外，国产接收机的随机软件，相比进口机而言，在操作方法、工作界面、术语提法、报表结构等方面，更加适合国人的习惯，相应的售后服务也更加周到；国产接收机竞争力稳步提升，打破了国外产品的垄断局面，
随着数传电台的快速发展，同时基于天宝系列技术的应用。只需架设一个基准站，如果能采用一定的技术手段和方法让多种类型接收机使用统一的数据格式、通讯协议及频率协同作业，便可实现联合测量作业，具有十分必要的现实意义和经济价值。
三、测试实施方案
基于上述问题，我们在两个三维项目中对国产南方和中海达两款接收机进行了测试应用。
3.1 接收机简介
南方银河6和中海达IRTK2接收机属多星座多频段接收技术，全面支持所有现行的和规划中的GNSS卫星信号，特别支持北斗三频B1、B2、B3，支持单北斗系统定位。
3.2 统一的物探测量手簿放样软件
中海达和南方没有适合物探测量的放样软件；但都支持用户二次开发提供丰富的数据接口，基于此对两种仪器安装了由测量中心专门为石油物探测量设计的嵌入式应用软件-物探测量手簿放样软件（Android版），可以实现物理点的放样和变观并且实现观测质量的实时检查与控制。该软件与地震勘探测量处理软件（SSOffice3.5版）实现无缝衔接。
3.3 仪器测试
3.3.1 仪器基本性能测试
两厂家在以四楼顶分别架设基站，南方仪器使用宽频电台和低频天线，中海达使用高频电台和天线。测试电台作业距离、树林、楼区等不同环境的测试，两款仪器性能稳定初始化时间短。
3.3.2 两款仪器主机+南方外挂35W电台做基站，统一使用Trimble通讯协议：TRIMTALK 450S，频率：418.05MHz协议时，进行测试，经测试南方和中海达分别作为参考站主机，中海达流动站不能收到与南方仪器匹配的外挂南方35W电台的数据链信号。
3.3.3 考虑与天宝仪器实现兼容使用，决定使用低频（TDL和ADL）电台频率（410-430MHz）、TRIMTALK 450S通讯协议，中海达更换低频外挂电台和低频电台天线。测试：基站架设在同一位置，基准站为iRTK2+外挂天宝TDL电台，协议：TRIMTALK 450S，频率：418.05MHz；发射天线高5米，距基站18公里处，不同环境下初始化良好。
结论：根据试验结果对比，使用TDL和ADL电台，采用天宝协议，南方与中海达RTK可以实现互通互连，测量成果满足精度要求，这标志着采用天宝协议电台，可以实现这两款接收机的联合应用；
四、兼容性作业应用
4.1 一致性检验
A项目南方银河6主机+天宝TDL电台作为参考站，两种仪器进行一致性检验：x方向最大互差0.007m，y方向最大互差0.007m， H方向最大互差0.009m； B项目中海达IRTK2主机+天宝ADL电台作为参考站，一致性检验比较；x方向最大互差-0.007m，y方向最大互差0.008m， H方向最大互差-0.019m，优于卫星定位仪标称精度的两倍要求，也表明参考站与流动站之间数据链传输稳定，流动站之间一致性良好。
4.2 施工情况
A项目使用8台南方银河6接收机完成了控制网建立，各使用14台南方银河6及中海达iRTK2多星座接收机参与施工，完成9813个物理点；复测率为5.45%，复测点中误差为mx=±0.057m，my=±0.056m，mh=±0.047m，ms=±0.080m；參与控制网布设定位仪，进行了仪器静态一致性检验，取所有基线长度的平均值为标准值，计算每条基线长度与标准值之差，基线差最大0.003m，均满足规范要求，说明所使用的卫星定位仪静态对比一致性良好。
B项目使用8台中海达IRTK2接收机完成了控制网建立，生产中使用了14台中海达IRTK2、3台南方银河6、7台GS10接收机，完成81697个物理点，复测率为4.96%，复测点中误差为mx=±0.065米，my=±0.063米，mh=±0.030米，ms=±0.091米；符号规范要求。
4.3 数据处理
静态观测数据经转换成通用格式后，使用TBC3.60软件处理；外业观测数据用SSOffice3.52进行数据处理和质量控制，无论是控制网复测基线较差、同步环、异步环闭合差检核，还是外业观测数据，均满足SY/T5171-2011《陆上石油物探测量规范》
五、结论
通过对国产仪器的测试应用，实施不同类型仪器通过统一电台参数及频段，实现了同一工区的兼容性作业，解决了国外品牌接收机不能兼容作业的技术难题；在仪器购买、配件维修等方面节约了一笔不小的开支；充分说明国产不同仪器联合作业的实现与推广具有深远的意义和潜在的价值。
参考文献
[1] 李秀山等SY/T5171-2011陆上石油物探测量规范.石油工业出版社，2011年11月北京第一版.
作者简介
*胡彦凯，1968年出生，高级技师。1987年毕业于渤海石油职业技术学院钻井专业，现从事石油物探测量工作。