网络 RTK GPS移动单基站差分数据转发

王晓军 崔云海

大庆物探一公司仪器测量中心

摘要：本文侧重介绍网络RTK GPS移动单基站利用弹性云服务器ECS和天宝专业软件TSM来实现差分数据转发的相关内容，它是网络RTK GPS移动单基站转发差分数据的关键环节。

关键词：GPS RTK，单基站，TCP/IP网络协议，Trimble Streaming Manager，弹性云服务器ECS

前言

传统RTK采用电台模式传输信号，在山区、丛林起伏大的复杂作业环境，用传统RTK作业，电台信号传输距离受地形地貌起伏影响，传输的距离变短，传输中电台信号衰减严重，甚至盲区没有电台信号，抑制了RTK电台的有效作业半径，增加基准站和大量中继站电台也会加大数据延迟，投入人力物力多，效率低，传统RTK无法满足生产需要。

随着物探测量生产实际需要和测量工程专业人员的研发，GPS RTK网络技术在物探测量领域的应用日渐成熟。应用网络RTK切实解决了山区、丛林起伏大的复杂作业环境下电台信号传输相对较短、以及信号传输距离受地形地物起伏影响的问题，投入少，极大提高了工作效率。

GPSRTK网络工作模式是RTK与无线网络通讯技术、计算机管理技术、互联网INTERNET技术相结合的新应用。实质是利用互联网INTERNET网络信号传输方式代替传统的电台方式传输差分信号，从而得到传输距离远、抗干扰性强的数据链差分信号。

1. 网络RTK工作原理

原理：基准站接收到卫星信号获得位置信息，并将此位置信息通过网络发送到远程中转服务器，流动站主动接入网络连接到中转服务器获得基站信息，再将此信息与流动站位置信息进行联合解算（通过手簿软件解算），最终得到流动站的实时结果。网络RTK有效作业距离可以达到数十公里，在此范围30—40公里内作业非常好，固定快，精度高。这种方法的意义相当于单基站，从而舍弃电台测量这种传统的作业模式，达到测量工作的作业范围最大化且提高工作效率。

在网络单基站模式的RTK作业下，天宝基准站和流动站的数据接收和转发通过天宝公司的TSM软件实现。TSM 软件全称是Trimble Streaming Manager，是Trimble公司的开发的一套数据流的管理软件，可以实现数据流的接收并转发，功能相当于TCP/IP的网络转发器。TSM软件仅对数据接收和转发，对数据不做计算和处理，不会改变转发的数据格式。网络RTK由于利用的是互联网技术，对基站和流动站的位置并没有特殊要求，只要基准站和流动站都能有网络即可。基准站可以在设置在交通方便的地方，不需要特殊的位置。

具体操作就是用户在野外架设基站不使用电台启动基站，而是通过GPRS、2G\3G\4G\5G、WIFI等上网方式将RTK基站数据传输到一台远程服务器（可以是云服务器），接收到数据的这台服务器再通过TSM 软件将这些转发给连接到此服务器的流动站，从而实现流动站的精确定位。对接入的流动站没有台数限制，一个端口可以接多台流动站。并且可以连接多台基站，实现多基站数据的转发和 数据的分流。

针对物探测量施工特点，施工范围和工期时限等实际情况，我们通常的做法是自建基站，一个或者若干个，通过自建基站发送差分电文信号。通过INTERNET网络，基站登陆服务器把数据传输给服务器软件，然后移动站再登陆服务器从服务器获取数据

操作顺序上需要注意的一点，必须先将服务器打开并且运行TSM软件，再在野外启动基站，否则在启动基站的时候，手簿上会提示不能得到基站数据改正。

2. 网络RTK云服务器设置

需要先在互联网云计算中购买申请一个弹性云服务器ECS（Elastic Cloud Server）。推荐华为弹性云服务器ECS，性价比高。弹性云服务器ECS能实现真正的全天候运行，费用低，可操作性强。

通过远程桌面连接登录连接云服务器ECS，登陆云服务器后，将TSM软件挂到云服务器上，完成弹性云服务器的相关参数设置。

在服务器安全组中设置路由器通讯端口，用于与TSM软件实现基站和流动站端口配对。

3. 网络RTK TSM软件设置

登录购买的云服务器ECS，在登录的云服务器上安装并且运行TSM软件。先运行TSA 软件，然后再启动TSM 软件。

1. 运行软件以后，打开TSM树状图，添加路由管理模块

在左边框里面用右键选择Trimble Streaming Manager，选择insertMoudule（插入模块），在提示框中选择Router Manager。

2. 添加数据路由组

在弹出的对话框中点击ADD，新建一个设置。输入名称2285（以施工队名命名更容易管理）

3. 数据路由组中添加数据转发模块router

点右键，insert Module插入路由转发器模块Router

4. 配置数据转发器模块router

点ADD，输入名字路由转发器2105TO9150，名字可任意

5. 配置Router参数

进入Incoming选项卡，配置站点接收机的连接方式,。

进入Outgoing选项卡：此处配置该转发输出数据流方式。

Incoming 和outgoing 里面都要选择TCP/IP server，并且端口不能相同。

在network interface 里面使用默认的Any interface,这项的意义是不管本台服务器通过什么方式上网，此服务器都为在网状态，只要基站有数据往此服务器域名的2105端口传输数据，TSM 软件都能接收到。

在outgoing 里面也要指定一个端口作为发射端口，当流动站通过输入域名和9150这个端口的时候，就能获取到基站数据。

点击finish 以后TSM 软件就设置完成了。如果有多台基站也可以按这种方法设置。

4. 建议

华为弹性云服务器比阿里云服务器价格实惠，登录华为云网站，可以购买一个商用云服务器，根据生产实际需要可以建立多个基站和流动站配对数据。可以利用手机的热点和控制器手簿相连，利用手机的网络功能而实现更全方位覆盖的RTK网络。

5. 结束语

网络RTK精度与传统RTK精度一样，能满足物探测量生产需要。在物探测量施工过程中，采用网络RTK单基站模式进行测量施工，是对传统电台模式施工最有效的补充，可以节省多个中继人员费用，可操作性强。

参考文献：

[1]李征航，黄劲松。 GPS测量与数据处理。武汉：武汉大学出版社，2005.3

[2]李征航，黄劲松，独知行，张勤。GPS测量，武汉：武汉大学出版社，2013.1

[3]SYT 5171-2011 陆上石油物探测量规范,国家能源局，2011.07.28

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