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導語：在無線電通訊技術的撰寫旅程中，學習并吸收他人佳作的精髓是一條寶貴的路徑，好期刊匯集了九篇優(yōu)秀范文，愿這些內(nèi)容能夠啟發(fā)您的創(chuàng)作靈感，引領您探索更多的創(chuàng)作可能。
關鍵詞：電力系統(tǒng)；GIS/GPS/3G；輸電線路；智能巡檢
作者簡介：王廣鑫（1965-），男，山東棗莊人，山東電力集團公司棗莊供電公司，工程師；褚衍華（1985-），男，山東棗莊人，山東電力集團公司棗莊供電公司，工程師。（山東 棗莊 272102）
中圖分類號：TM7 文獻標識碼：A 文章編號：1007-0079（2013）17-0224-02
電能作為國家戰(zhàn)略能源，電力系統(tǒng)的穩(wěn)定運行關系著國家能源、國計民生，電力系統(tǒng)輸電線路實現(xiàn)電能的輸配過程是電力系統(tǒng)的重要組成部分。[1-3]2010年國家電網(wǎng)公司提出建設堅強智能電網(wǎng)，電網(wǎng)正在由傳統(tǒng)電網(wǎng)向現(xiàn)代智能電網(wǎng)轉(zhuǎn)變，這對輸電線路日常運作提出了更高要求。輸電線路的地域特征（跨度大、地域地形復雜）、氣候特征（直接暴露、四季氣候影響）、巡視人員因素（工作量大、考核困難），[4]對輸電線路的巡檢維護工作造成了不利影響。
目前國內(nèi)外的線路巡檢方法主要包括直接標記法、條形識別法、射頻采集法、信息采集法，近年來又出現(xiàn)了直升機巡檢、機器人巡檢方法。[5-10]分析當前巡檢方式主要是半自動化巡檢模式，解決了巡檢到位、信息存儲的問題，但一定程度上增加了系統(tǒng)基礎建設投入、人員巡視工作量。[11]由于巡檢過程中工作人員個人因素影響尤為突出，如何在線路現(xiàn)場提取海量的線路信息，快速對信息進行上傳、分析，提高巡檢質(zhì)量，是擺在輸電線路巡檢作業(yè)人員面前的一大問題?，F(xiàn)場標準化作業(yè)是國家電網(wǎng)公司力行實施的安全生產(chǎn)長效機制，以確保生產(chǎn)過程作業(yè)標準化，提高作業(yè)質(zhì)量。如何對輸電線路作業(yè)標準化進行管理、[12，13]實現(xiàn)標準化作業(yè)也是輸電線路巡檢工作的重要內(nèi)容。
現(xiàn)代GIS、GPS技術日益成熟，[14-16]微處理器技術飛速發(fā)展，[17]3G無線通訊技術日新月異，如何將現(xiàn)代科技融入到輸電線路巡檢管理中，提高輸電線路巡檢質(zhì)量，建設智能輸電線路巡檢管理系統(tǒng)，是輸電線路智能化的重要步驟。本文針對輸電線路巡檢的實際工作，對基于GIS/GPS/3G無線通訊輸電線路智能巡檢管理系統(tǒng)進行研發(fā)，開發(fā)低成本輸電線路移動巡檢設備，錄入線路巡檢信息，通過3G無線通訊網(wǎng)絡發(fā)送到服務器終端，服務器接受并分析數(shù)據(jù)，并提供客戶端供信息查詢、消缺工作部署、信息反饋，實現(xiàn)輸電線路智能化、標準化作業(yè)。
一、智能巡檢管理系統(tǒng)總體設計
系統(tǒng)如圖1所示，主要包括巡視移動終端、Internet無線通訊網(wǎng)絡、服務器終端三部分，其特點為：巡視移動終端自主研發(fā)、模塊化設計、可擴展性強、功能針對性強、成本低、體積小、便于攜帶；3G無線網(wǎng)絡傳輸通道信息傳輸可靠、實時性高；服務器終端對巡視數(shù)據(jù)實時處理，實施標準化作業(yè)，并提供客戶機服務，加快輸電線路故障處理速度。
服務器終端是巡檢管理系統(tǒng)的大腦，制定線路巡檢方案和標準化作業(yè)指導書，與每臺巡視移動終端建立網(wǎng)絡連接，布置巡檢任務，并對巡檢結(jié)果進行考核；無線通信網(wǎng)絡建立服務器與移動終端的網(wǎng)絡連接，實現(xiàn)實時數(shù)據(jù)交換；移動終端為裝有GIS系統(tǒng)、GPS授時定位模塊、3G無線通信模塊的移動設備，接受服務器終端線路巡檢任務，并提供測溫、測距等設備數(shù)據(jù)交換接口，巡檢人員通過移動終端輸入線路巡檢信息，移動設備將帶有時間、地點信息的線路巡檢信息發(fā)送給服務器終端。
二、巡檢移動終端
移動終端為線路實地巡檢信息錄入設備，目前移動巡檢設備設計大都基于PDA（Personal Digital Assistant），其性能較好，但功能復雜、成本高不宜大量配備，對于輸電線路巡檢任務針對性不強。輸電線路除了缺陷記錄外，更有跨越測距、接頭測溫等專業(yè)數(shù)據(jù)設備，PDA不具備設備兼容性、接口可擴展性。本文設計的巡檢移動終端如圖2所示，主要是由7部分組成：微處理器、GPS模塊、3G無線通訊模塊、外部存儲設備、擴展接口、鍵盤（觸屏）輸入模塊、顯示模塊。
（1）微處理器是移動巡檢終端的核心部件，采用ARM7系列、STM32系列微處理器芯片，速度快、性價比高，實現(xiàn)線路信息的接收、分析、處理，接收GPS標準時間、地理位置信息，運行GIS系統(tǒng)，以及控制3G無線通訊模塊與服務器終端建立連接、發(fā)送帶有時間地理位置信息的線路信息。
（2）GPS模塊，采用G91核心芯片，自動接收同步收拾定位衛(wèi)星信號進行定位，通過串口向微處理器發(fā)送當前可用衛(wèi)星數(shù)目、信號是否可用、經(jīng)緯度地理位置、標準格林時間等信息。使用內(nèi)置GPS天線，更方便攜帶。
（3）3G無線通訊模塊在微處理器AT指令的控制下通過Internet網(wǎng)絡與服務器建立連接，實現(xiàn)巡檢線路作業(yè)任務信息交換。
（4）外部存儲設備實現(xiàn)微處理器數(shù)據(jù)緩存，對輸電線路巡檢信息進行存儲，在3G模塊失去信號時提供輸電線路信息、時間、地理位置信息存儲空間，3G模塊重新獲取信號時微處理器讀取外部存儲設備信息進行續(xù)傳。
（5）擴展接口，微處理器預留接口，線路交叉線路、安全距離測距設備連接接口，線路接頭測溫等其他輸電設備巡檢設備接口，增強了巡檢移動終端的可擴展性。
（6）鍵盤（觸屏）輸入、顯示模塊，線路巡檢工作人員通過顯示模塊接收線路巡視任務工作單，通過鍵盤（觸屏）輸入線路巡檢信息，屏幕實時顯示移動終端所在地時間、地理位置信息，實現(xiàn)線路桿塔導航。
三、信息通信網(wǎng)絡
當今無線通訊技術迅速發(fā)展，3G無線通訊技術已經(jīng)成為無線通訊技術的主流，針對輸電線路地域性的特點，3G無線通訊技術為輸電線路巡檢系統(tǒng)提供了穩(wěn)定、可靠的高速信息通道。巡檢移動終端與服務器信息通道采用3G無線通訊，本系統(tǒng)選用的3G無線通訊模塊遵循TCP/IP網(wǎng)絡協(xié)議，也可使用GPRS通訊方式，通訊方式更為靈活。
出于對信息安全因素的考慮，國家電網(wǎng)公司辦公網(wǎng)絡使用內(nèi)部網(wǎng)絡，與國際Internet網(wǎng)絡不能直接通信，因此在服務器終端前使用防火墻（見圖3），接入國際Internet網(wǎng)絡的服務器1與接入國家電網(wǎng)公司內(nèi)部電網(wǎng)的服務器2通過防火墻連接，以保證信息傳輸?shù)陌踩浴?/p>
四、服務器終端
服務器終端為連接Internet的計算機群（見圖3），服務器1接入國際Internet網(wǎng)絡具備唯一公網(wǎng)IP，打開網(wǎng)絡端口與各個移動巡檢設備建立連接后進行數(shù)據(jù)交換，每臺移動設備具有唯一的ID編號、唯一的端口號，服務器1通過ID編號、端口號識別巡檢移動終端。服務器1接收線路巡檢信息后通過防火墻與服務器2進行數(shù)據(jù)交換，上傳線路巡檢信息或下載巡檢任務。
巡檢管理系統(tǒng)主要包括線路巡視、線路消缺兩部分（見圖4）。參照國家電網(wǎng)公司標準化作業(yè)指導書，線路巡視分為正常巡視、故障巡視、特殊巡視。為此，服務器在實現(xiàn)功能上能更好地規(guī)范作業(yè)過程，制定統(tǒng)一的作業(yè)指導書，實施統(tǒng)一的信息存儲方式，制定統(tǒng)一的考核機制。
完成線路巡檢工作后，服務器根據(jù)線路巡檢結(jié)果制定標準化缺陷消除計劃，部署線路缺陷消除任務，完成消缺工作后進行缺陷消除信息反饋，服務器對缺陷記錄進行集中存儲，記錄每條線路缺陷歷史信息，并對缺陷消除情況進行考核，檢查人員可直接調(diào)用服務器缺陷消除記錄進行現(xiàn)場核對、消缺考核。
五、結(jié)論
結(jié)合線路巡檢實際提出了一種巡視移動終端設計方案并進行了自主研發(fā)、模塊化設計，可擴展性與功能針對性強、成本低、體積小、便于攜帶。解決了普通移動巡檢成本高、功能針對性不強、擴展性不強等不足，減輕了巡檢工作人員的工作量，增加了線路工作信息維度，提高了線路巡檢工作效率。
對輸電線路的智能巡檢管理系統(tǒng)進行了研發(fā)，融入了當前最新的GIS系統(tǒng)、GPS授時定位系統(tǒng)，使用當前先進的3G無線通訊網(wǎng)絡，巡檢信息更加豐富，信息交換更加快速、及時；實施標準化線路作業(yè)，提高了作業(yè)效率；提供了線路巡檢、消缺工作考核機制，提高了輸電線路巡檢管理水平；最終實現(xiàn)了電力輸電線路智能化管理，確保了高水平、安全穩(wěn)定運行。
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關鍵詞：無線電測量；不確定度；無線電通訊；信息安全
近年來，人類社會對通信檢測的要求越來越高，我國現(xiàn)在的安全形勢非常嚴峻，根據(jù)馬斯洛的觀點，在人類的財富不斷增長時，安全性就越來越重要。因此，在我們社會當中，人們對自身的安全、信息安全等提出了越來越高的要求。在科技人員進行長期攻關后，對于無線電測量技術而言有著極大的進步，它已經(jīng)成為了我國目前研究中非常活躍的課題，但是其在發(fā)展中也存在不足，因為測量的要求越來越高，其精確度必須提升，否則，將會造成信號的嚴重偏差，無線電通訊主要是通過無線電波來進行信號傳輸?shù)?，可能受到環(huán)境因素的干擾。所以，必須采用一些措施來使信號偏差變小，從而解決相應的問題。為了攻克在通訊檢測上存在的難題，需要通過相應的手段來解決和分析，使得測量精確度能夠提升，不確定度能夠降低，使得信號能夠更好地反映出所被測量對象的狀態(tài)，這樣才能更好地為我們的生活而服務。在測量中可能出現(xiàn)無法預知的問題，要及時提出，并進行檢測，問題解決后要繼續(xù)進行測試。對于每類問題，都要進行全面測試，這樣才能使得一些之前沒有預料到的問題得以解決，避免在實際應用中發(fā)生故障。對于一些解決不了的嚴重問題，應當加強多個部門之間的溝通，努力解決。如果問題還是未解決，則可以與需求部門溝通，根據(jù)實際情況，降低一些系統(tǒng)的參數(shù)要求，使得我們測量系統(tǒng)可以滿足其要求。
1無線電通訊概述
對于無線通訊而言，其發(fā)展態(tài)勢十分良好，各種技術發(fā)展極快，同時，各個技術都有其適用范圍，因為其信號傳輸?shù)牟煌攸c，在一些通信的應用場景中可以實現(xiàn)互補，比如，3G信號可以實現(xiàn)網(wǎng)絡的全覆蓋，WLAN可以進行高速的無線通訊，UWB技術可以實現(xiàn)自適應的高速接入等工作，因此，在我們的通信設備規(guī)劃當中，應綜合運用這些技術，讓其能夠共同發(fā)展，使我國的信號傳輸手段可以均衡提升。同時，要做好頻段的規(guī)劃工作，這樣才能使無線通訊信號得到充分利用，使其安全性和準確性都得到提升。無線電信號檢測是極為重要的，它已經(jīng)成為無線電通訊應用技術中非常重要的環(huán)節(jié)，因此，應提升其檢測的準確性，降低不確定度，但從目前看，我們對于不確定性的分析并不是十分合理的，所以，有時候測量結(jié)果的準確性并不高，加強無線電測量不確定度的分析是極為重要的，有利于測量質(zhì)量的提升。在實際測量當中，利用目前的方法對于不確定的因素進行標準化測量，有利于實現(xiàn)統(tǒng)一測量，利用各個變量來對不確定因素進行精確的計算與控制，就可以有效進行產(chǎn)品檢測和成本控制。主要考慮系統(tǒng)的技術性和先進性，同時，要加強系統(tǒng)的穩(wěn)定性，考慮在系統(tǒng)發(fā)生故障或出現(xiàn)問題時，能夠讓數(shù)據(jù)進行有效保存，數(shù)據(jù)的精確度得到提升，短時間內(nèi)可以恢復到原始的狀態(tài)，有不錯的抗擾動能力。無線電測量方法設計應該能夠適應環(huán)境變化的要求，用較低的成本來實現(xiàn)系統(tǒng)的擴展性與環(huán)境的適應性，能夠在不同的場合中實現(xiàn)應用。
2不確定度的計算與應用
無線電測量需要使得兼容性增強，能夠讓技術與設備、設備與設備之間的兼容性提升，提升了系統(tǒng)的擴展要求，在此后的使用中可以進行設備方面的擴展，同時，系統(tǒng)應該是開放的，這就已經(jīng)成為了我國通信系統(tǒng)的一個主要的發(fā)展方向，系統(tǒng)的相關集成開發(fā)商可以有效利用提供的端口來進行進一步的開發(fā)，我們也可以采用國外的設備來對其進行改造與升級，這也是我國現(xiàn)代技術的發(fā)展趨勢，采用國際通用的協(xié)議與端口，可以提升兼容性，這就能使得其重構(gòu)性提升，成本降低。
2.1A類不確定度評估
在進行不確定度測量時，對其評定有不同的方法，A類不確定度的評估主要分為3種：①當進行輸入量Xi的n次獨立的等精度測量時，得到的結(jié)果是X1，X2，……，Xn，最終取算術平局值；②當測量結(jié)果是單次所得時，A類的分量可以事先的得到預先評估的u(Xi)；③當A類評估重復測量次數(shù)足夠多時，單詞測量是計算得到的標準差就可能受影響而降低，所以，需要用t分布來確定包含因子。
2.2B類不確定度評估
B類評估方式也是十分重要的，它適用可觀性較差的情況，即在輸入量無法進行重復觀測時，需要進行的評估方案，因此，其偏差比較大，對其進行操作時一定要按照相應的說明進行?；谄溆^測性對其控制性進行相關評估，這樣才能夠更加準確地得到信號值、偏差值，更好地進行信號預估，實現(xiàn)通信的準確性的提升和不確定度的降低。
2.3擴展不確定度的計算
擴展不確定度也是不確定度計算的一項重要內(nèi)容，在具體的計算中包含了3種評定方法：①當擴展不確定度是由適當?shù)陌蜃觡與合成不確定度相乘得到時，如果在合成不確定度當中，占據(jù)支配地位的分量概率呈現(xiàn)矩形分布，則k=1.65.此時，可以有效進行不確定度的估計和預算。②在A類評估中，如果合成度不高，則可能會出現(xiàn)測量值的偏差較大，如果A類的方法中所取的樣本過少，則可能會造成所得到的信號值與實際值出現(xiàn)較為嚴重的誤差，因此，因子k無法得出。③不確定度的值比較穩(wěn)定，其有效數(shù)字可以精確到兩位數(shù)，根據(jù)實際場強帶入公式即可運算出結(jié)果，其綜合評價的可靠性較高。
3結(jié)束語
無線電通訊測量技術正在高速發(fā)展，應采用更加先進的技術和管理手段，使其能夠滿足更多情況下的需要，使得通訊技術和測量技術都能夠得到發(fā)展，在更廣闊的未來都有著清晰的發(fā)展藍圖，使其能夠更好地為人民而服務。
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關鍵詞：甚高頻 機場 干擾
中圖分類號：TN911
文獻標識碼：A
文章編號：1007-3973（2012）007-081-02
甚高頻（Very high frequency，VHF）是指頻帶由30Mhz到300MHz的無線電電波。在世界上，甚高頻多數(shù)是用作電臺及電視臺廣播，又是航空和航海的溝通頻道。甚高頻語音和數(shù)據(jù)傳輸是民航空管領域中，最重要的無線電傳播手段，關系著地空通訊、飛機安全和航班正點起降，具有舉足輕重的作用。但由于社會經(jīng)濟的不斷發(fā)展，民用無線電技術的應用越加廣泛，無線電對民航甚高頻的影響越加突出；還有航班的不斷增加，甚高頻的使用趨向于飽和狀態(tài)，其它諸如設備老化、管理混亂等原因，也都影響著民航甚高頻的正常使用。而無線電干擾一直都是無線電通信中最常見的困擾。
甚高頻通訊系統(tǒng)是低空通信信號的基礎，因此其安全性和可靠性顯得尤為重要，特別是隨著民用航空的不斷發(fā)展，空中航班密度不斷增加，地空工作人員與機組人員之間的實時通話的要求也隨著提高。所以研究影響機場甚高頻系統(tǒng)工作的因素和注意事項，具有非常重要的顯示意義。
1 無線通信系統(tǒng)干擾類型分析
長期以來，機場無線干擾的產(chǎn)生原因是復雜多樣的，但主要還是由于發(fā)射器和接收器的不完備造成的各種頻率系統(tǒng)之間的干擾。發(fā)射器在發(fā)射有用信號的同時，由于自身原因，還會產(chǎn)生雜波、諧波等無用信號，進而影響了其它無線電系統(tǒng)的正常運行。特別是由于設備老化、站點設置不合理等原因，更加劇了無線電通訊的干擾。而這些對飛機的安全產(chǎn)生了不利的影響。以下先介紹幾種主要的無線電干擾形式。
1.1 同頻干擾
所謂同頻干擾，即指在無線電通訊中，無用信號的載頻與有用信號的兩者載頻相同，并且對接收同頻有用信號的接收機造成了一定的干擾。在民航空管領域中，頻道的地區(qū)復用是一種常見的現(xiàn)象，既為了提高無線電頻率的利用率，允許兩個站點在一定距離之外使用相同頻率的無線電信號。這就需要各站點計算好相隔距離，并合理使用無線電通訊。解決同頻干擾最好的方法是各相同頻率臺站之間保持一定的距離，一般最小的安全距離必須是VHF電臺輻射半徑的5倍距離以上，便能有效的防止無線電的同頻干擾。但是由于實際工作的需要，為保證無線電信號的無間隙覆蓋，往往會在不同地區(qū)設置VHF站點并設置相同的頻率，這也導致了同頻干擾的產(chǎn)生。
而解決這一問題的有效方法是發(fā)射機發(fā)射功率不宜過大。在相鄰相行政區(qū)邊界地區(qū)2-3km處，用同軸電纜傳輸覆蓋，降低發(fā)射功率、采用加大接收天線增益的辦法來提高接收點的方法來解決；也可以采用相鄰發(fā)射臺的載頻采用2/3行頻（10KHz）偏置，或3mHz、4m Hz（錯開幾mHz）偏置，可降低對同頻保護度要求。
1.2 互調(diào)干擾
由于無線電的非線性作用，當接收器同時接收到多個信號的時候，這些信號產(chǎn)生的組合頻率有可能搞好等于或接近有用信號的頻率而順利通過接收器，其中尤以三階互調(diào)干擾最為嚴重。比如有4個無線電頻率，其中f1-f3為發(fā)射頻率，而f4為接收頻率，如果剛好滿足f1+f2-f3=f4，在這種情況下，頻率f1、f2、f3產(chǎn)生的組合頻率，便會對頻率f4造成干擾；另一種情況是當有3個頻率，其中f1′、f2′為發(fā)射頻率，f3′為接收頻率，并且2f1′-f2′=f3′，此時f1′、f2′產(chǎn)生的組合頻率也會對f3′造成干擾。
解決互調(diào)干擾最有效的方法便是合理地分配頻率資源，拉開各個發(fā)射機之間距離，通過計算合理分配各分離甚高頻天線的頻率，合理分配共用系統(tǒng)的頻率。但是，目前甚高頻頻率資源相對緊張，而且還涉及了航空、航海與無線廣播幾方面的共同使用，特別是可安放基站的有利制高點也有限，從而導致了發(fā)射器過度的擁擠在一起，造成了無線電的空間污染。為此，國家無委[1998]101號文件也強制規(guī)定了發(fā)射機應加裝單向器或單向器與濾波器的組合器件，并頒布一系列無線電設備的技術標準，有效的降低了甚高頻使用中的互調(diào)干擾現(xiàn)象。
1.3 鄰頻干擾
所謂鄰頻干擾，即指無線電發(fā)射器的鄰頻道功率落入接收鄰頻道接收器通帶內(nèi)而造成的無線電干擾。當鄰頻無線電的載波干擾比C/I小于某個特定值時，就會直接影響到塔臺和飛機之間的地空通話質(zhì)量，嚴重時甚至會產(chǎn)生掉話現(xiàn)象，塔臺與飛機之間無法建立聯(lián)系。由于頻道的功率具有一定的范圍性，當一部分落入到擾的接收機的通帶內(nèi)，選擇再好的接收器也無法克服該問題。鄰頻干擾一般只能靠避開頻率來解決。比如相近的發(fā)射頻率為100mHz，則應盡量避開99.5mhz以上，100.5mHz以下頻率。另外也應注意倍頻干擾，比如100mHz，2倍頻即200mHz會有干擾。也可以采用壓制性干擾的方法大功率的發(fā)射器會對小功率設備造成壓制性干擾。
1.4 帶外干擾
帶外干擾是指由于發(fā)射設備產(chǎn)生的諧波或雜波落入有用信號的通帶內(nèi)所造成的干擾。隨著民用無線電的不斷發(fā)展，社會上相繼出現(xiàn)了很多大功率無線電臺，而且廣播和民間無線電的頻率與民航甚高頻的專用頻段相近，且功率設置大，還有由于社會上使用的部分無線電臺由于設備老化或節(jié)約成本的考慮，很多無線電發(fā)射器濾波功能不好甚至沒有按要求設置濾波器，從而產(chǎn)生了功率強大的諧波和雜波，嚴重影響了機場的通訊質(zhì)量，嚴重干擾塔臺對空指揮通信。這已成為近年來對民航無線電頻率造成干擾的最大原因之一。解決這一干擾的有效途徑是通過廣泛宣傳，并且無線電管理部門加強檢查力度，將產(chǎn)生干擾的非法電臺清除，保障機場的通訊質(zhì)量。
2 機場無線電干擾解決對策
無線電干擾的現(xiàn)象一直是普遍存在，但我們也可以根據(jù)對干擾的產(chǎn)生根源和干擾的實際情況進行分析，找到一些消除或降低無線電干擾的方法的。筆者根據(jù)自身工作經(jīng)驗，提出以下幾點機場無線電干擾的解決對策：
(1)應通過嚴密的監(jiān)控和仔細的計算，找出機場所用頻率內(nèi)存在的互調(diào)干擾的隱患。對同頻段之間的鄰頻干擾，可以采用增加天線之間的間隔和加裝腔體帶通濾波器，可以對干擾信號進行有效衰減對外界電磁波干擾。同時民航空管中心也必須加強內(nèi)部的臺站管理工作和設備維護工作，定期對無線電發(fā)射器、接收器等相關設備進行檢查維護，并及時掌握各設備運行狀態(tài)，對對投產(chǎn)時間比較久的設備按照規(guī)定及時提出設備更新計劃。避免因自身設備問題和管理問題導致雜波、諧波出現(xiàn)而帶來的無線電干擾。
(2)機場應根據(jù)自身實際情況，引進或設計符合機場需要的無線電通訊管理系統(tǒng)。由于民航的快速發(fā)展，導致甚高頻頻率使用出現(xiàn)了飽和現(xiàn)象。而現(xiàn)代計算機系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫技術是提高管理效率最為有效的方法，可以對日常工作中的頻率、路由以及設備進行集中高效的管理。
(3)加強與地方無線電管理部門的聯(lián)系，應請求無線電管理部門督促地方廣播電臺規(guī)范發(fā)射功率，嚴禁超標發(fā)射，并強制關閉一些非法的民用所設頻點。
無線電干擾歷來是民航空管系統(tǒng)所面臨的難題，隨著社會經(jīng)濟的日益發(fā)展，民用無線電干擾的現(xiàn)象勢必日益加重、無線電環(huán)境越加復雜，民航甚高頻通信系統(tǒng)所受到的干擾也將不斷增加。這首先需要我們從內(nèi)部做起，嚴格按照相關要求進行操作。也應積極配合相關部門在社會上開展無線電使用的宣傳教育工作，推動民用無線電管理的法規(guī)普及，為民航的安全和發(fā)展保駕護航。
參考文獻：
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【關鍵詞】 短波通訊
一、引言
經(jīng)過技術改造的短波通訊設備，多年來在沒有通訊社會依托的北非撒哈拉沙漠石油管道工程施工通訊中被采用。本設備采用了目前應用較多的自適應選頻技術、誤碼差錯控制等現(xiàn)代控制技術。實踐證明，采用現(xiàn)代短波通訊技術能夠提供高質(zhì)量、高可通率通訊線路，可以說短波通訊比衛(wèi)星通訊更為可靠。
二、短波通訊的概念與應用
短波通訊是指利用頻率為3MHZ―30MHZ（波長為10-100米）的電磁波進行的無線電通訊。短波通訊能實現(xiàn)幾千公里甚至上萬公里距離的信息傳送。因此從20世紀初一直到60年代中期，短波通訊一直是遠距離通訊特別是洲際通訊的主要手段。短波通訊可以傳送電報、電話、傳真、低速數(shù)據(jù)和語言廣播等多種信息。在衛(wèi)星通訊出現(xiàn)之前，短波在國際通訊、防汛救災、海難求援以及軍事通訊等方面發(fā)揮了獨特的重要作用。短波通訊也稱為高頻（HF）無線電通訊，它被廣泛應用于政府，軍事、外交、氣象、石油勘探商業(yè)等部門用以傳送語言、文字、圖象、數(shù)據(jù)等信息。
三、現(xiàn)有短波通訊的缺點
短波通訊的質(zhì)量隨時都受電離層特性的影響，電離層時高時低經(jīng)常變動。是一種不穩(wěn)定的時變媒體。而且具有多種復雜的時變因素，如晝夜、季節(jié)的變化，太陽黑子活動等。都會對電離層造成影響。從而導致信號傳輸質(zhì)量的不穩(wěn)定，產(chǎn)生干擾以及數(shù)據(jù)傳輸誤碼等。此外，短波通訊受帶寬限制，信道非常擁擠，信道之間的相互干擾十分嚴重，而且現(xiàn)有短波通訊無法抵御竊聽和各種有意干擾。
四、現(xiàn)代短波通訊中的新技術
近年來，為了克服現(xiàn)有短波通訊存在的缺點，現(xiàn)代短波通訊系統(tǒng)采用了許多新的技術，以求在發(fā)射功率不大的情況下，使系統(tǒng)性能達到高質(zhì)量水平。
4.1 時實選頻技術
時實選頻系統(tǒng)目前有兩類：一是自適應頻率管理系統(tǒng)，它在短時間內(nèi)對全頻段快速掃描和探測，不斷預報各頻率可用情況。二是融探測與通訊為一體的頻率自適應系統(tǒng)，安采用收發(fā)雙方可靠呼應技術，線路質(zhì)量分析（LQA）技術和自動線路建立（ALE）技術，使短波通訊頻率隨信道條件變化而自適應地變化，確保信道始終在質(zhì)量最佳信道上進行。自適應選頻能充分利用頻率資源降低傳輸損耗，減少多徑影響，避開強噪聲與電臺干擾。提高通訊鏈路的可靠性。因此，現(xiàn)代短波模擬通訊已普遍采用了自適應時實選頻技術。
4.2 自適應技術
自適應技術是指實時或頻繁地利用各種探測技術，根據(jù)探測結(jié)果自動調(diào)整設備參數(shù)，達到最佳通訊效果。短波自適應通訊的核心是自動選擇最佳的工作頻率，自動選用無線電信道和自適應數(shù)據(jù)傳輸。應用自適應選頻、收發(fā)、調(diào)制解調(diào)、編碼、均衡以及天線等多種自適應技術。在嚴重干擾條件下，短波通訊自動改變工作頻率、數(shù)傳速率、調(diào)制方式、編碼和糾錯、編碼方式，最大限度地降低誤碼率。自適應技術克服了多種時變帶來的復雜影響，提高了現(xiàn)代短波通訊中數(shù)據(jù)傳輸?shù)馁|(zhì)量。
4.3 跳頻技術
跳頻（FH）是指載頻按照數(shù)字碼系統(tǒng)規(guī)定的時頻圖形，使頻率相應跳變的一種擴頻技術，可以對抗多徑干擾，鄰近頻道干擾，人為瞄準式干擾，可以提高短波通訊的保密性和可靠性，傳統(tǒng)的短波慢跳頻跳速為10H/S―100H/S。自適應技術與跳頻技術結(jié)合，實現(xiàn)自適應跳頻，能在質(zhì)量良好的信道上進行跳頻，跳頻信道駐留時間可隨意變動。
現(xiàn)代短波跳頻有兩種自適應方式：一是頻率自適應跳頻，它基于對信道參數(shù)的探測，并適應信道質(zhì)量的變化，自動在最佳頻率集上進行。二是干擾自適應跳頻，它基于對信道中干擾信號參數(shù)的估計，采用干擾自適應抑制和自動躲避干擾的跳頻。
4.4 差錯控制技術
現(xiàn)代短波通訊常用兩種差錯控制技術。一是自動請求重發(fā)（ARQ）技術，即收端進行檢錯并通知發(fā)端重發(fā)錯誤信息。因而也稱反饋糾錯，它對隨機差錯和突發(fā)差錯都有良好效果。二是正向糾錯（FEC）技術。它利用糾錯碼在收端進行自動糾錯，這需要大量的冗余碼，一般占碼元總數(shù)的25%～50%。
論文摘要：數(shù)字測圖是在測量工作中利用電子計算機技術將野外數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)與內(nèi)業(yè)機助制圖系統(tǒng)相結(jié)合，其目標是實現(xiàn)信息采集處理的數(shù)字化、自動化、信息化。數(shù)字測圖可以縮短作業(yè)時間，減輕勞動強度，提高成果精度。數(shù)字測圖系統(tǒng)主要由數(shù)據(jù)輸入、數(shù)據(jù)處理和數(shù)據(jù)輸出3部分組成，數(shù)字測圖作業(yè)模式中測記式數(shù)字測圖應用最為廣泛。大比例尺數(shù)字測圖正以其測圖精度高，成圖速度快等優(yōu)勢逐步的取代傳統(tǒng)的，以平板儀為主的模擬測圖。與傳統(tǒng)的模擬測圖相比，數(shù)字測圖的質(zhì)量控制關鍵點更多、內(nèi)容與方法更為復雜。GPS 新技術的出現(xiàn)，可以高精度并快速地測定各級控制點的坐標，在地形測量中已得到廣泛地應用。本文介紹了GPS(RTK) 配合全站儀的作業(yè)流程， 簡要闡明了其在地形測量中的應用。在利用實測數(shù)據(jù)成圖的過程中， 解決一些常見的問題， 并給出解決的辦法及依據(jù)， 同時給出一些有益的結(jié)論， 以適應實際使用的需要。
ABSTRACT：The digitized mapping technique is to combine the field data collection system with the computer assisted mapping system in surveys by computer technology.It aims to realize the information collected and processed digitally and automaticaity.The digitized mapping technique can cut short the working time，lighten the labor intensity and enhance the precision of the productions.The system consists of three parts，such as data input，data processing and data output.the survey-record digitized mapping technique is widely used in the digitized mapping working pattern.For its superiority over traditional plane-table mapping in accuracy and efficiency，the large scale digital mapping is becoming more and more popular.Compared with traditional analogue mapping，digital mapping has more quality control pivotai points，and its contents and methods are more complex.With the appearance of new technology GPS ，the coordinate of different levels controlling points may be surveyed in high precision and it has been applied widely in topographic survey.The operation process of GPS(RTK) electronic tachometer is introduced and its application in topographic survey is briefly illustrated. Solutions to some problems usually occur in the mapping process using actually measured data and some helpful conclusions are given for practical use.
Key words : RTK; electronic tachometer ; digital mapping ; CASS5.1;topographic survey;GPS
第1章 緒 論
1.1 前言
目前在我國，獲取數(shù)字地圖的主要方法有三種：原圖數(shù)字化，航測數(shù)字成圖，地面數(shù)字測圖[1]。但不管那種方法，其主要作業(yè)過程均為三個步驟：數(shù)據(jù)采集，數(shù)據(jù)處理及地形圖的數(shù)據(jù)輸出（打印圖紙、提供軟盤等）。這里我們主要講述一下地面數(shù)字化。
在沒有合乎要求的大比例尺地圖的地區(qū)或該地區(qū)測繪經(jīng)費比充足，可直接采用地面數(shù)字測圖的方法，該方法也稱為內(nèi)外業(yè)一體化數(shù)字測圖，是我國目前個測繪單位用得最多的數(shù)字測圖方法。采用該方法所得到的數(shù)字地圖的特點是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相對于鄰近的控制點的精度控制在5cm內(nèi)是可以做到的。但它所耗費的人力、物力與財力也是比較大的。
隨著測繪科學技術的發(fā)展，傳統(tǒng)的測圖方法正逐步被不斷涌現(xiàn)的新儀器、新設備、新技術、新方法所取代。GPS - RTK(以下簡稱RTK) 與全站儀聯(lián)合進行數(shù)字化測繪地形圖就是一種行之有效的新方法。
RTK與全站儀聯(lián)合測繪地形圖，可以優(yōu)劣互補。如果僅用全站儀進行數(shù)字化測圖，就必須建立圖根控制網(wǎng)，這樣須投入大量的時間、人力、財力;如僅用RTK測圖，可以省去建立圖根控制這個中間環(huán)節(jié)，節(jié)省大量的時間、人力和財力，同時還可以全天侯地觀測。由于衛(wèi)星的截止高度角必須大于13°- 15°，它在遇到高大建筑物或在樹下時，就很難接收到衛(wèi)星和無線電信號，也就無法進行測量。如果用RTK與全站儀聯(lián)合測圖，上述弊端就可以克服。即在進行地形測量時，空曠地區(qū)的地形、地物用RTK測之;村莊、城市內(nèi)的建筑物、構(gòu)筑物用RTK實時給出圖根點的三維坐標，然后用全站儀測之。這樣可以大大加快測量速度，提高工作效率。
隨著GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善， GPS 得到越來越廣泛的應用。同時，全站儀也因其數(shù)據(jù)采集自動化程度高、大大釋放勞動力等優(yōu)勢，成為勘測、設計、施工和管理不可或缺的測量工具。但隨著工程質(zhì)量要求的不斷提高，測量用戶已不再局限于只使用GPS 或全站儀中的一種，在實際測量工作中，同樣一個工程中GPS 的測量成果常為全站儀所用，全站儀測量值又常作為檢校GPS 作業(yè)的依據(jù)。用GPS 完成控制比用常規(guī)儀器要快得多。它不要站間通視，也無需龐大的作業(yè)隊伍，精度高、作業(yè)快、費用省、應用靈活。一些先進的接收機和天線技術把外業(yè)觀測時間壓縮到最短的同時，仍能獲得最優(yōu)的數(shù)據(jù)，在靈敏度、可靠性、抗干擾能力方面都有優(yōu)異的表現(xiàn)。靜態(tài)、快速靜態(tài)通過載波相位差分可以達到很高的精度(10-6D～10-8D) 。R T K 技術能實時提供觀測點的三維坐標，并達到厘米級的精度。它的普及極大地拓展了GPS 的使用空間，使GPS 從只能做控制測量的局面中擺脫出來，而開始廣泛運用于工程測量。現(xiàn)在商用R T K 接收機可實現(xiàn)20 Hz 高速獨立采樣與輸出，整周未知數(shù)初始化時間僅需8 S ， 并提供獨立檢核，內(nèi)置鋰電池可支持1 個工作日連續(xù)作業(yè)。全站儀是一種兼有電子測距、電子測角、計算和數(shù)據(jù)自動記錄及傳輸功能的自動化、數(shù)字化的三維坐標測量與定位系統(tǒng)。面對多層次的需求，各種精度等級、各種功能類型的儀器也紛紛面世。尤其是以無棱鏡測量、自動目標識別、自動跟蹤等代表新技術潮流的功能將使工作得以更高效、精確地完成。如今，已被廣泛應用于控制測量、地形測量、地籍與房產(chǎn)測量、施工放樣、工業(yè)測量及近海定位等方面。隨著電子全站儀、GPS(RTK)及電子計算機的普及，及它們在測量儀器中的比例逐漸增大，它們在數(shù)字地形圖、地籍圖的應用也在日趨廣泛。地形圖的成圖方法正在逐步的由傳統(tǒng)的白紙法成圖像數(shù)字測圖方向發(fā)展。特別是我國的東部沿海發(fā)達地區(qū)，數(shù)字測圖幾乎占據(jù)了大部分的地形圖測繪市場。在地形測量中， 傳統(tǒng)的方法是經(jīng)緯儀配合小平板儀的方法， 在小平板儀上進行展點， 再通過手搖數(shù)字化儀得到數(shù)字化圖， 由于受到人為操作誤差的影響， 誤差可達到0.12 mm 以上， 對大比例尺的地形圖的精度影響比較大。隨著GPS（RTK）系統(tǒng)的不斷改進， 已經(jīng)達到了比較滿意的精度要求， 可以滿足常規(guī)測量的要求， 尤其對于開闊的地段(主要是田野、公路、河流、溝、渠、塘等) 直接采用全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)中的實時動態(tài)定位(RTK) 測量模式進行全數(shù)字野外數(shù)據(jù)采集。對于樹木較多或房屋密集的村莊等， 采用RTK 測定圖根點， 通過全站儀的采集碎部點。
基于此， 我們在實踐中嘗試利用RTK 配合全站儀進行野外數(shù)據(jù)采集， 然后在CASS5.1 環(huán)境下進行數(shù)字化成圖， 結(jié)果顯示該方案是可行的。但是受到儀器數(shù)量的限制，有些學生對全站儀和GPS(RTK) 在數(shù)字成圖中使用的機會較少，甚至對此只是一般性的了解。所以通過本課題的完成，能夠使這些學生掌握好全站儀與GPS(RTK)集和數(shù)字成圖，為今后承擔測圖工程奠定堅實基礎。
1.2 本章小結(jié)
綜上所述，采用GPS(RTK)與全站儀聯(lián)合進行數(shù)字化測圖，它不僅可以減少作業(yè)人員和作業(yè)工序，而且可以提高采集數(shù)據(jù)的速度和質(zhì)量，從而有效地提高了工作效率。因此，它是一種行之有效的測圖方法。
第2章 儀器及軟件
2.1 GPS(RTK)簡介、系統(tǒng)組成及其基本原理[2]
2.1.1 GPS(RTK) 簡介
RTK(Real Time Kinematic) 實時動態(tài)測量系統(tǒng)，它是集計算機技術、數(shù)字通訊技術、無線電技術和GPS 測量定位技術為一體的組合系統(tǒng);它是GPS 測量技術發(fā)展中的一個新突破。RTK 定位精度高，可以全天侯作業(yè)， 每個點的誤差均為不累積的隨機偶然誤差。
實時動態(tài)測量的基本思路是: 在基準站安設一臺GPS 接收機，對所有可見GPS 衛(wèi)星進行連續(xù)的觀測，并將觀測數(shù)據(jù)通過無線電傳輸設備實時地發(fā)送給用戶觀測站(流動站); 在流動站上， GPS 接收機在接收衛(wèi)星信號的同時，通過無線電接收設備，接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)，然后根據(jù)相對定位的原理實時地計算并顯示出流動站的三維坐標及精度。
2.1.2 GPS(RTK) 系統(tǒng)的組成
GPS(RTK) 系統(tǒng)由基準站、若干個流動站及無線電通訊系統(tǒng)三部分組成?；鶞收景℅PS 接收機、GPS 天線、無線電通訊發(fā)射系統(tǒng)、供GPS 接收機和無線電臺使用的電源(汽車用12 伏蓄電瓶) 及基準站控制器等部分。流動站由以下幾個部分組成: GPS 接收機、GPS 天線、無線電通訊接聽系統(tǒng)、供GPS 接收機和無線電使用的電源及流動站控制器等部分。用框圖表示參見圖2.1：
圖2.1 RTK-GPS 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖
2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理
GPS 系統(tǒng)包括三大部分:地面監(jiān)控部分、空間衛(wèi)星部分、用戶接收部分，各部分均有各自獨立的功能和作用，同時又相互配合形成一個有機整體系統(tǒng)。對于靜態(tài)GPS 測量系統(tǒng)， GPS 系統(tǒng)需要二臺或二臺以上接收機進行同步觀測，記錄的數(shù)據(jù)用軟件進行事后處理可得到兩測站間的精密WGS -84 坐標系統(tǒng)的基線向量，經(jīng)過平差、坐標轉(zhuǎn)換等工作，才能求得未知的三維坐標?，F(xiàn)場無法求得結(jié)果，不具備實時性。RTK 實時相對定位原理如圖2.2 所示：
圖2.2 RTK 實時相對定位原理
關鍵詞：GPS-RTK技術；工程測量；放樣；應用
中圖分類號：K826.16 文獻標識碼：A 文章編號：
GPS-RTK技術(本文簡稱RTK技術)是大地測量、空間技術、衛(wèi)星技術、無線電通訊與計算機技術的綜合集成，在許多領域發(fā)揮著重大作用。RTK系統(tǒng)主要由一個基準站、若干個流動站、通訊系統(tǒng)3大部分組成。基準站包括GPS接收機(接收機通常具有數(shù)據(jù)傳輸參數(shù)、測量參數(shù)、坐標系統(tǒng)等的設置功能)、GPS天線、無線電通訊發(fā)射設備、電源、基準站控制器等設備。流動站的基本配置是GPS天線、GPS接收機、無線電通訊接收設備、電源、流動站控制器。
下面以筆者曾做過的一個實際工程為例闡述一下GPS-RTK在工程測量放樣中的應用。
一、工程概況
該工程GPS-RTK工程測量放樣采用的RTK接收機是美國的Trimble5700，Trimble5700GPS測量系統(tǒng)具有輕便、觸摸式顯示屏、全中文Windows操作系統(tǒng)和菜單功能。
Trimble5700GPS測量系統(tǒng)硬件主要包括Trimble5700接收機、ZephyrGeodetic天線、Trimmark3基準站電臺及天線、TSC-1手簿控制器、GPS主機和電臺數(shù)據(jù)通訊電纜、鞭狀天線、電源、連接電纜、對中桿及其他一些選購附屬配件。
Trimble5700GPS測量系統(tǒng)配有功能強大的隨機配套軟件系列，包括TrimbleGeomaticsOffice(TGO)后處理軟件系統(tǒng)、數(shù)據(jù)同步連接編輯軟件、TrimbleSurveyController軟件等。這些軟件包含了GPS測量及數(shù)據(jù)處理所涉及的應用模塊、接13等軟件。所有軟件均可在Windows95／98／2000／NT等操作平臺上運行，視窗式界面，直觀、友好。
二、GPS-RTK技術在工程測量中的應用
1.獲取放樣數(shù)據(jù)設置觀測基站
首先，應該獲得所有待放樣點的三維坐標。因為，現(xiàn)在建筑設計已經(jīng)全部采用CAD繪圖，故所有待放樣點的平面直角坐標均可以在CAD設計圖上準確獲取，所有待放樣點的高程在建筑設計圖上均有明確的標注，因此獲得所有待放樣點的三維坐標是一件輕而易舉的事情。
其次，是獲得幾個控制點的三維坐標，控制點的三維坐標可以從城市規(guī)劃管理部門獲得。
在獲得了三維坐標的幾個控制點中優(yōu)選一個控制點作為GPS-RTK基準站。其余控制點作為RTK校驗點。
GPS-RTK基準站應設置在已知控制點上，要求控制點應設置在地勢較高、視野開闊的位置，并要求控制點的周圍不得有高度角超過10°的障礙物，在控制點附近100m范圍內(nèi)不能有強電磁干擾(無線電臺、高壓線、微波站、自動氣象站等)，且不能有導致多路徑效應的GPS信號反射體(比如大面積水域、高大建筑物等)。
2.配置儀器
將Trimble5700GPS接收機主菜單“配置”中的“測量形式”選擇“RTK”模式，在該模式下并可對基準站和流動站及其無線電進行相關參數(shù)設置。
(1)基準站的設置基準站選項設置過程如下：①設置廣播格式。在CMR、CMR+、RTCM中選擇CMR+，這是Trimble獨有的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸更遠。②加載索引號。測站索引號設為33。主要是為在同一個測區(qū)內(nèi)有多個基準站時以免互相干擾，如果要使用Trimble同頻多基站技術則必須在每個基準站加載索引號。③設置高度截止角。用于屏蔽低仰角衛(wèi)星信號，對于基準站一般設置為5°00′700″。④選擇天線類型。Trimble5700GPS的天線類型為ZephyrGeodetic。⑤選定天線高測量方式，以便正確改正到相位中心。Trimble5700GPS天線相位中心為天線凹槽底部(Bottomofnotch)。⑥輸入基準站天線高。⑦接收機接受后退出。
基準站無線電設置主要是對基準站電臺的參數(shù)、數(shù)據(jù)傳輸率、接收機端口等進行設置。設置過程如下：①設置電臺類型為Trimmark3／SiteNet450。②設置控制器端口為COMl。③設置接收機端口為端口3。④設置波特率為38400。⑤設置奇偶校驗為無。⑥在控制器與主機連接時直接查看電臺內(nèi)部設置，然后進行“連接”，對電臺內(nèi)部參數(shù)進行設置，設置包括電臺發(fā)射頻率、基準站無線電模式等。⑦接受后退出。
(2)流動站的設置
流動站選項設置過程如下：①設置廣播格式。在CMR、cMR+、RTCM中選擇CMR+，這是Trimble獨有的數(shù)據(jù)格式，數(shù)據(jù)傳輸更遠。②加載索引號。測站索引號設為331。如果使用了Trimble同頻多基站技術則必須在每個基準站加載索引號，而且流動站對基準站要進行測站索引，這主要是為在同一個測區(qū)內(nèi)有多個基準站時以免互相干擾。③衛(wèi)星差分模式設置為關。設置高度截止角，對于流動站設置為13°00′00″。④將PDOP限制設置為6．0。⑤選擇天線類型為ZephyrGeodetic。⑥將“測量到”選擇為Bottomofantennamount(天線座底部)。⑦輸入流動站天線高度。⑧接收機接受后退出。流動站無線電設置過程如下。①Trimble5700GPS流動站都是內(nèi)置電臺，所以無線電電臺類型設置為TrimbleInternal。②當控制器與主機連接后，通過“連接”功能查看電臺內(nèi)部參數(shù)，并根據(jù)需要進行選擇，設置包括電臺頻率、基準站無線電模式等。
3.放樣
(1)啟動基準站
將基準站架設在上空開闊、沒有強電磁干擾、多路徑誤差影響小的控制點上，正確連接好各儀器電纜，打開各儀器，對基準站進行前敘內(nèi)容的配置，完畢后，在“測量”主菜單中選擇“啟動基準站接收機”，輸入基準站的坐標信息，輸入完畢后，就可以啟動基準站“開始”進行測量了。當基準站啟動完成后，控制手簿顯示屏上會提示“切斷接收機和控制器的連接”。
(2)建立新任務、定義坐標系統(tǒng)
定義要使用的作業(yè)名稱，所有的鍵入信息和觀測數(shù)據(jù)都保存在該項作業(yè)中。可以以多種方式定義坐標系統(tǒng)，建筑施工放樣時應選擇無投影／無基準，坐標顯示方式選擇“Grid”(網(wǎng)格)，水準面模型選擇“否”。因為我們在首次進入一個區(qū)域進行測量放樣之前，通常需要通過點校正方式來求得坐標轉(zhuǎn)換參數(shù)。
(3)點校正
①轉(zhuǎn)換參數(shù)已知情況下的點校正。如果已知放樣坐標所屬的坐標系統(tǒng)與WGS一84坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換七參數(shù)，則可以在測量控制器中直接輸入，建立坐標轉(zhuǎn)換關系。如果工作是在國家大地坐標系統(tǒng)下進行，而且知道橢球參數(shù)和投影方式以及基準點坐標，則可以直接定義坐標系統(tǒng)。為了確保放樣精度、避免投影變形過大、提高放樣的可靠性，在RTK測量中最好通過1～2個已知控制點進行點校正。
②轉(zhuǎn)換參數(shù)未知情況下的點校正。如果在局域坐標系統(tǒng)或任何坐標系統(tǒng)中進行測量和放樣，可直接采用點校正方式建立坐標轉(zhuǎn)換方式，平面測量和放樣至少進行3個已知點的點校正，如果進行高程測量(高程擬合)則至少要有4個已知水準點參與點校正。
(4)流動站測量放樣
用手簿控制器引導接收機開始測量后，首先，儀器進行初始化(也就是進行整周模糊度的固定)，初始化過程大約需lmin左右。初始化完成后，控制器會提示“初始化完成”，此時就可以進行RTK測量放樣了，在控制器狀態(tài)框中會顯示測量的水平精度和垂直精度。
在進行放樣之前，根據(jù)需要“鍵入”放樣的點、直線、曲線、DTM、道路等各項放樣數(shù)據(jù)。在初始化工作完成后，在主菜單上選擇“測量”圖標打開，測量方式選擇“RTK”，再選擇“放樣”選項，即可進行放樣測量作業(yè)。
放樣作業(yè)時，手簿控制器上會顯示箭頭及目前位置到放樣點的方位和水平距離觀測值，只需根據(jù)箭頭的指示放樣。當流動站到放樣點距離小于設定值時，手簿上顯示同心圓和十字絲分別表示放樣點位置和天線中心位置(見下圖)。當流動站天線整平、十字絲與同心圓圓心重合時，可以按“測量”鍵對該放樣點進行實測，并保存觀測值。
參考文獻：
關鍵詞：RTK；公路測量；應用
中圖分類號：TU7文獻標識碼：A 文章編號：
1 GPS RTK系統(tǒng)的工作原理
RTK技術(real time kinematic)即載波相位差分技術,是建立在實時處理兩個測站的載波相位基礎上的。RTK系統(tǒng)主要由一個參考站(即基準站、若干個流動站、數(shù)據(jù)通訊系統(tǒng)3大部分組成。基準站包括:GPS接收機、GPS天線、無線電通訊發(fā)射設備、電源、基準站控制器等設備。流動站的基本配置是:GPS天線、GPS接收機、無線電通訊接收設備、電源、流動站控制器。用戶站上的GPS接收機,在同步接收GPS衛(wèi)星信號的同時,通過無線電設備,接收基準站傳輸?shù)挠^測數(shù)據(jù)及坐標信息,然后根據(jù)相定位原理,實時提供用戶站的三維坐標,其精度能達到厘米級。
1.1 GPS接收機
RTK測量系統(tǒng)中至少包含兩臺GPS接收機, 其中一臺安置在基準站上,另一臺或若干臺分別安置在不同的流動站上?；鶞收緫M可能設在測區(qū)內(nèi)地勢較高,且觀測條件良好的已知點上。在作業(yè)中,基準站的接收機應連續(xù)跟蹤全部可見GPS衛(wèi)星,并將觀測數(shù)據(jù)通過數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)實時發(fā)送給流動站。
1.2 數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)
基準站與流動站之間的聯(lián)系是靠數(shù)據(jù)傳輸系統(tǒng)(數(shù)據(jù)鏈)來實現(xiàn)的。數(shù)據(jù)傳輸設備是完成實時動態(tài)測量的關鍵設備之一,由調(diào)制解調(diào)器和無線電臺組成。在基準站上,利用調(diào)制解調(diào)器將有關數(shù)據(jù)進行編碼和調(diào)制,然后由無線電發(fā)射臺發(fā)射出去。在流動站上利用無線電接收臺將其接收,并由解調(diào)器將數(shù)據(jù)解調(diào)還原,送入流動站上的GPS接收機中進行數(shù)據(jù)處理。
1.3 軟件系統(tǒng)
實時動態(tài)測量軟件系統(tǒng)應具備快速解算或動態(tài)快速解算整周模糊度、實時解算流動站的三維坐標、求解坐標系之間的轉(zhuǎn)換參數(shù)、進行坐標系統(tǒng)的轉(zhuǎn)換、解算結(jié)果的質(zhì)量分析與評價、作業(yè)模式(靜態(tài)、準動態(tài)、動態(tài)等)的選擇與轉(zhuǎn)換以及測量結(jié)果的顯示與繪圖等基本功能。
1.4 GPS RTK的數(shù)據(jù)處理
RTK的數(shù)據(jù)處理是在實時狀態(tài)下在控制器內(nèi)進行的,它根據(jù)最小二乘原理序貫遞推算法處理每一個歷元的觀測值,其關鍵之處在于實時地搜索并惟一地判定相位觀測值的初始整周未知數(shù)。常用搜索方法有消去法、模糊度函數(shù)法、整周未知數(shù)快速逼近(FARA)法。由于FARA方法采用到當前時刻為止的所有歷元觀測值,同時會自動追加觀測值,驗證解集的可靠性,因而不出現(xiàn)解發(fā)散問題,是目前較為成熟的方法。
2 GPS RTK測量在公路測量中的應用
2.1繪制大比例尺地形圖
高等級公路選線多是在大比例尺(通常是1:2 000或1:1 000)帶狀地形圖上進行。用傳統(tǒng)方法繪制成大比例尺地形圖,先要建立控制網(wǎng),然后進行碎部測量,其工作量大、速度慢、花費時間長。用GPS RTK動態(tài)測量,在沿線每個碎部點上僅需停留幾分鐘,即可獲得每點坐標,結(jié)合輸入的點特征編碼及屬性信息,構(gòu)成碎部點的數(shù)據(jù),在室內(nèi)即可由繪圖軟件成圖。采集速度快,大大降低了測圖的難度,省時又省力。
2.2工程控制測量
用GPS建立控制網(wǎng),最精密的方法應屬靜態(tài)測量。對大型建筑物,如特大橋、隧道、互通式立交等進行控制,宜用靜態(tài)測量。而一般公路工程的控制測量,則可采用GPS RTK動態(tài)測量。這種方法在測量過程中能實時獲得定位的坐標。當達到要求的點位精度,即可停止觀測,大大提高了作業(yè)效率。由于點與點之間不要求必須通視,使得測量更簡便易行。在公路設計路線上作控制測量時,選擇合適的數(shù)據(jù)鏈方案,RTK技術就可在長邊動態(tài)測量中大顯身手。當邊長超過20 km時,流動臺觀測15~30 min后,就會發(fā)現(xiàn)解開始趨向穩(wěn)定,如果連續(xù)10 min內(nèi)3維坐標分量的最大變動不超過±5×10-6D,且最后5 min內(nèi)的互差小于2×10-6D,用戶可根據(jù)精度決定是否繼續(xù)觀測,從技術上杜絕成果返工的可能性。
2.3公路中線測設
設計人員在大比例尺帶狀地形圖上定線后,需將公路中線在地面標定出來。采用GPS RTK測量,只需將中線樁點的坐標輸入GPS手簿中,系統(tǒng)就會定出放樣的點位。由于每個點測量都是獨立完成的,不會產(chǎn)生累積誤差,各點放樣精度趨于一致。
2.4公路縱、橫斷面測量
公路中線確定后,利用中線樁點坐標,通過繪圖軟件,即可繪出路線縱斷面和各樁點的橫斷面。由于所用數(shù)據(jù)都是測繪地形圖時采集來的,因此不需要再到現(xiàn)場進行縱、橫斷面測量,從而大大減少了外業(yè)工作。如果需要進行現(xiàn)場斷面測量時,也可采用實時GPS測量。與傳統(tǒng)方法相比,在精度、經(jīng)濟、實用各方面都有明顯優(yōu)勢。
2.5 施工測量
GPS RTK系統(tǒng)既有良好的硬件,也有極為豐富的軟件可供選擇。利用道路測設專用程序,使設計—測設—施工一體化。首先由任何道路設計軟件計算出道路工程項目中關鍵的幾何點坐標,并定義它們的平面和高程基準值。這些信息(包括設計模型)均可存于專用記憶卡上。在野外,根據(jù)設計基準給出的測站與偏差值完成有關樁位的測設與標定。在整個作業(yè)過程中,軟件進行點位坐標的計算,并引導放樣作業(yè)的全過程。
2.6機械化施工作業(yè)指揮系統(tǒng)
目前,隨著微電子技術的進步,GPS RTK接收機的性能正在不斷發(fā)展,集成化GPS RTK接收機已經(jīng)問世,它能實時地提供每秒10次厘米級GPS定位成果輸出,而點位成果的時間延遲不超過0.03 s。當它充當參考站時,能夠為不同用戶提供多路多項信息輸出服務。因而不同的設備流動站用戶可各取所需。當它用來充當流動站時,利用內(nèi)裝式軟件控制系統(tǒng),無需人工干預自動進行整周未知數(shù)的動態(tài)初始化解算,搜索時間小于1 min?？梢栽O想,在大型筑路施工機械上安裝這種定位系統(tǒng)后,僅需輸入道路的設計資料,GPS RTK會引導機械去相應的部位進行施工,這中間的一切輔助測量工作全部可省略。作業(yè)精度完全由GPS RTK控制,記錄并呈現(xiàn)在施工監(jiān)理面前。
2.7 變形監(jiān)測
變形監(jiān)測網(wǎng)應具有毫米級精度,比一般工程控制網(wǎng)精度高一個數(shù)量級。同濟大學在上海浦東和浦西區(qū)布設了一個GPS試驗網(wǎng)。實踐表明,如果用較長的觀測時間,分幾個時段進行觀測,并采取強制對中、觀測時天線指北等措施,長度不超過4 km的基線向量可達到±(2~3) mm的精度。隨著研究深入,GPS廣泛用于變形監(jiān)測是完全有可能的。
3 結(jié)束語
3.1 RTK技術的成功應用,使線路測量工作變得簡單、輕松,拓展了GPS的應用領域。
3.2 GPS RTK在公路勘測設計與施工放樣中有著廣泛的應用前景,是值得重視與開發(fā)的技術。
3.3 集成化的GPS RTK在道路機械化施工過程中,可有效地提高施工速度與質(zhì)量,使全自動化施工成為可能。
3.4 數(shù)據(jù)通訊是GPS RTK作業(yè)中的薄弱環(huán)節(jié),如何選擇調(diào)制解調(diào)器的配置方案是使用者首先應考慮的問題。
4 結(jié)束語
傳統(tǒng)的公路勘測工作辛苦,而且繁瑣,存在著勘測周期長、工作效率低等諸多問題。最大限度地減輕公路勘測工作量、提高公路勘測效率和勘測精度,一直是公路勘測工作者孜孜以求的目標。目前,GPS技術的發(fā)展和普及為公路勘測技術的騰飛奠定了堅實的基礎。RTK技術是大地測量、空間技術、衛(wèi)星技術、無線電通訊與計算機技術的綜合集成,在許多領域發(fā)揮著重大作用。在現(xiàn)代公路勘測中,定測階段和施工階段主要是利用GPS實時動態(tài)載波相位差分定位技術來完成傳統(tǒng)測量方法中的圖根加密控制、像控點測定、帶狀圖測繪以及施工放樣測量等工作,并在統(tǒng)一坐標系下提供點位的三維數(shù)據(jù)信息。
參考文獻:
【關鍵詞】無線通；卸船機；節(jié)約設備投入成本
0 前言
隨著經(jīng)濟發(fā)展，科技進步，無線通訊在各行各業(yè)得到廣泛利用，在工業(yè)控制中，通過無線技術可以對現(xiàn)場設備、儀器設施進行控制管理，大大提高生產(chǎn)效率，降低成本投入，碼頭卸船機使用卷纜控制，經(jīng)過長期運行，電纜老化，更換費用大，施工工期長，可以使用無線通訊設備替代。
1 設備現(xiàn)狀
呂四港發(fā)電公司輸煤碼頭共有3臺卸船機進行卸煤工作，卸船機使用富士PLC控制系統(tǒng)，輸煤程控使用施耐德昆騰系統(tǒng)PLC控制系統(tǒng)，兩者之間的聯(lián)絡信號是通過卸船機本體電纜卷盤內(nèi)控制電纜進行傳遞，用以實現(xiàn)輸煤皮帶與卸船機的連鎖停運功能。卸船機在皮帶上方行走時，進行電纜卷盤進行收攬和放纜工作，經(jīng)過長時間運行，卸船機電纜卷盤內(nèi)控制電纜存在虛接和斷接的情況。
卸船機與輸煤程控的聯(lián)絡信號主要包括：C1A皮帶運行信號，C1B皮帶運行信號，卸船機允許啟動聯(lián)絡信號，卸船機運行信號和卸船機故障信號。
2 存在問題
由于卸船機運行時電纜卷筒長期收放電纜的工作方式導致卸船機控制電纜折損嚴重（包括控制電纜備用芯），卸船機與輸煤程控PLC通訊已中斷，卸船機目前無法監(jiān)視C1A和C1B兩條皮帶運行狀態(tài)。一旦C1A、C1B皮帶發(fā)生故障急停，無法實現(xiàn)連鎖停運卸船機的功能，卸船機振動給料機出口可能堵煤或造成皮帶有大量煤堆積溢出，影響設備安全運行。
卸船機信號電纜與動力電纜使用的是一體式電纜卷盤，無法單獨更換電纜卷盤內(nèi)的控制電纜。整套卸船機電纜卷盤更換工作需要耗費較大的人力、物力。為保證設備安全穩(wěn)定運行，考慮采用無線通訊的方式建立起3臺卸船機與輸煤程控PLC遠程站的信號通信連接。
3 無線設備介紹
本改造使用羅斯蒙特702無線離散變送器將卸船機運行等信號轉(zhuǎn)換為無線信號，使用羅斯蒙特無線網(wǎng)關gateway 1402與所有702變送器建立連接，采集控制信號。
羅斯蒙特702無線離散變送器有兩個數(shù)字量通道，每個通道可以單獨配置為離散輸出或輸入，即DI或DO。702變送器的輸出的通道最大開關容量為直流26V個100mA。
羅斯蒙特gateway1402智能網(wǎng)關是一種自組織網(wǎng)絡，基于RS-485或以太網(wǎng)的Modbus可提供通用整合和系統(tǒng)互操作性。
4 改造方案
1）分別在三臺卸船機下部電器房戶外欄桿上安裝三臺EMERSON 702系統(tǒng)無線離散變送器，共安裝9臺。
2）在卸船機PLC柜內(nèi)拆除原聯(lián)絡信號的電纜，包括C1A皮帶運行信號，C1B皮帶運行信號，卸船機允許啟動聯(lián)絡信號，卸船機運行信號和卸船機故障信號。并重新配線將EMERSON 702離散變送器與卸船機PLC系統(tǒng)連接。
3）在碼頭控制室外墻安裝無線網(wǎng)關，組建無線交互的網(wǎng)絡，建立起輸煤程控站與卸船機離線變送器的網(wǎng)絡連接。
4）使用計算機對1402無線網(wǎng)關及702無線變送器進行配置，配置輸入輸出通道功能，配置掃描時間1秒。
表1
5）在電子間施耐德昆騰PLC柜內(nèi)，安裝一臺西門子PLC，通過modbus將西門子PLC與1402無線網(wǎng)關進行通訊，按照無線設備的地址組態(tài)，將通訊信號轉(zhuǎn)換為開關量信號送至輸煤施耐德程控PLC。
關鍵詞：直升機；衛(wèi)星通訊；中旋翼；信號遮擋；緊急通訊
直升機衛(wèi)星通訊對軍事國防方面的促進作用較為明顯，能夠有效的提高信號的傳輸效率，滿足戰(zhàn)場條件下緊急中繼通訊的要求。然而由于直升機自身的條件限制，中旋翼在旋轉(zhuǎn)過程中對衛(wèi)星通訊信號造成了較為嚴重的限制，影響了實際通訊效果，對緊急通訊造成了較為嚴重的影響。因此，如何提高直升機衛(wèi)星通訊的效率，就成為了軍隊建設工作研究的重點內(nèi)容，其相應問題的解決對我國軍事領域發(fā)展具有重要的促進作用。
1 直升機衛(wèi)星通訊的便利性分析
由于軍事領域通訊傳輸主要有短波和超短波兩種方法，短波傳輸通過地面的發(fā)射裝置發(fā)射信號，經(jīng)過中繼引導到達接收地經(jīng)過轉(zhuǎn)化來實現(xiàn)通訊。由于此種方法需要將信號進行中繼引導，受到大氣電離層的影響較大，通訊概率以及效果較低，無法滿足戰(zhàn)場情況下的通訊要求。超短波通訊，主要是在視距范圍內(nèi)進行通訊，在實際戰(zhàn)場環(huán)境中，此種通訊方法存在著較為嚴重的紕漏從而導致通訊信息被攔截破譯，影響整場戰(zhàn)爭走向[1]。
采用直升機衛(wèi)星通訊的方法能夠有效的降低信號被攔截的概率，而且通訊范圍較大，比較符合戰(zhàn)場環(huán)境下的實戰(zhàn)要求，受到了目前軍事領域的追捧，應用較為廣泛。由于是通過衛(wèi)星進行信號傳輸與接收，在很大程度上提高了信號傳輸?shù)男剩ㄓ嵸|(zhì)量得到了明顯的提升，因此相較于其他兩種通訊方法具有較為明顯的優(yōu)勢，因此目前已經(jīng)普遍替代了前兩種傳輸方式，成為目前我軍使用的主要通訊方式。
2 直升機中旋翼遮擋問題
由于直升機受到自身因素的限制，導致衛(wèi)星通訊裝置安裝位置固定，且無法進行進一步的優(yōu)化，從而導致中旋翼對衛(wèi)星通訊信號產(chǎn)生了較為明顯的影響作用。
目前直升機的衛(wèi)星通訊過程中，衛(wèi)星波束在通過中旋翼時，信號受到了較為嚴重的干擾，通訊能力降低較為明顯，而直升機不可能長時間保持迎合衛(wèi)星通訊角度的姿態(tài)來進行飛行，因此中旋翼影響通訊信號質(zhì)量問題較為突出。
直升機中旋翼具體遮擋情況受到衛(wèi)星的仰角、直升機航向以及飛行姿態(tài)等因素共同作用，由于中旋翼不斷進行有規(guī)律的旋轉(zhuǎn)，其影響也呈現(xiàn)周期性變化，通過對目前我國已有的研究資料進行分析，可以知道當直升機航向、衛(wèi)星方位相一致時衛(wèi)星通訊信號受到的影響最大，而處在低仰角位置時，衛(wèi)星方位與直升機航向夾角呈現(xiàn)180°時，受到的遮擋時間最短，這些寶貴的研究資料為下文提出具體的解決辦法提供了重要的參考價值[2]。
目前直升機衛(wèi)星通訊的信號受到中旋翼遮擋影響較大，在實際戰(zhàn)場條件下，雙方對中控權(quán)以及戰(zhàn)場通訊指揮權(quán)均極為看重，通過對美國已有的幾次戰(zhàn)爭情況來分析，可以看出美軍在實際的戰(zhàn)斗進行時，首要的工作就是摧毀敵方通訊中心，以癱瘓干擾敵方進行通訊的能力，從而將自身的現(xiàn)代化通訊手段完美運用，來達到摧毀敵方有生力量來獲取最終勝利的目的。
我國在相關領域差距較大，目前我國軍隊采用的直升機衛(wèi)星中繼通訊受到了中旋翼的影響，對我國軍隊建設以及國防安全具有重要的阻礙作用，問題亟待解決。
3 解決直升機中旋翼遮擋信號問題的方法分析
3.1 組幀多組重發(fā)策略
由于直升機實時運動，因此地面通過衛(wèi)星向直升機進行信號的傳輸過程中，充分考慮了中旋翼對信號的遮擋作用，采取組幀多組信號重發(fā)的策略來保證信號能夠有效的傳達到直升機衛(wèi)星通訊接收裝置，達到戰(zhàn)場通訊的目的。由于組幀多組重發(fā)策略發(fā)送到信號較為密集，而且重復較多，即使是被地方獲取也無法在段時間內(nèi)破譯來獲取有效的信息，因此戰(zhàn)場通訊安全程度較高，同時為了安全起見還可以采取加密傳輸?shù)姆绞?，運用多種保密方法來加強信號的傳輸，收獲了比較好的戰(zhàn)場通訊效果[3]。
3.2 中旋翼同步突發(fā)
中旋翼在旋轉(zhuǎn)過程中，在較短的時間內(nèi)產(chǎn)生了縫隙從而使得信號能夠發(fā)射出去并且通過衛(wèi)星傳輸進行接收工作，而這也是目前解決直升機中旋翼信號遮擋問題的一種思路和方法，通過在直升機中旋翼的縫隙將信號進行同步突發(fā)，可以有效的進行戰(zhàn)場通訊指揮工作，為實際的中繼通訊指揮創(chuàng)造良好的交流條件。
4 總結(jié)
綜上所述，直升機中旋翼遮擋衛(wèi)星通訊信號問題已經(jīng)嚴重干擾了我國戰(zhàn)場指揮能力以及國土保衛(wèi)工作，通過采取具有實踐性的解決策略來達到戰(zhàn)場通訊已經(jīng)能夠保障通訊需要，相信隨著科學技術的不斷發(fā)展，戰(zhàn)場通訊指揮將會邁上一個新的發(fā)展階段。
[參考文獻]
[1]董孝東.直升機衛(wèi)星通訊中旋翼遮擋問題及應對方法[J].現(xiàn)代電子技術，2014，12（07）：50-52+58.