用于灵导航软件:-麦宏科技GPS-详细内容

孙永德

[摘 要]近年随着地震勘探技术的不断提高，对物理点精度要求也不断提高，尤其在震源施工的工区中，要求每台震源车都安装GNSS接收机来实時获得激发点的准确坐标。目前我们使用的的震源控制系统主要有VE464系统和VE432系统两种。VE464系统当前安装的GNSS为Trimble SPS855，使用效果良好；在VE432系统中当前安装的GNSS为达恒公司生产的MV2 GNSS，从近期施工工区来看，这一GNSS接收机存在接收信号距离短、固定解获得时间较长且容易丢失等问题使用效果较差，针对此问题我们对Trimble R7进行了针对性的研究通过对输出数据的分析设置、数据线的制作等步骤成功实现了R7与VE432系统的连接试验，并应用于生产，取得了良好是效果。

[关键词]激发点精度；GNSS；SPS855；MV2；VE464；VE432；数据连线；输出设置

中图分类号：G856 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）30-0017-02

1 震源GNSS分析

为了更准确的获得激发点坐标信息，在震源施工的工区中每台可控震源车都安装GNSS接收机，施工过程中为震源提供实时导航和定位坐标信息。在配备VE464系统的震源车上（NOMAD 65）安装的是天宝SPS855 GNSS接收机，目前使用效果良好，但这一GNSS系统的电源连线因为外界温度等一些原因有时对主机造成一定的损伤；在配备VE432系统的震源车上（SM 26）安装的是达恒公司的MV2 GNSS接收机；通过博乐二维、中卫二维两个工区的使用效果来看， MV2存在以下两个问题：

1、RTK取得固定解时间太长而且很容易丢失固定解；

2、流动站接收参考站差分信号距离太近，满足不了当前生产需要。

因为MV2 GNSS存在以上缺点，对正常生产施工产生一定的影响，所以我们对Trimble R7进行分析研究，作为震源GNSS的可能性，如果可用，R7可以作为MV2 GNSS施工的备用仪器，或者直接替代MV2。

2 Trimble R7输出数据分析与设置

2.1 输出数据分析

对R7输出数据端口进行分析判断选择所需端口。震源导航、定位所需数据为NMEA语句格式的数据，R7可以输出此格式数据，根据目前地震采集所需数据内容分析，可作为震源导航、定位系统中的GNSS使用。R7输出端口共三个PORT1、PORT2、PORT3，其中端口1和端口2都可以输出NMEA格式数据，端口2可以输出1PPS信号，端口2和端口3为电源口。 R7既可以输出NMEA格式数据也可以输出1PPS信号（图1）。

2.2 输出数据设置

我们通过Configuration Toolbox 软件进行输出数据设置，将R7GNSS的2口与计算机的串口连接。

1、串口的选择（图2）；

2、文件选择，按下图中，选择接收机内部的CURRENT文件（图3）；

3、文件设置、端口设置，按照图4选择或者取消选择；

4、脉冲输出设置，1PPS信号秒脉冲输出设置输出频率为1Hz（注意R7GNSS的1PPS信号只能从PORT2输出）（图5）；

5、NMEA数据输出设置：GGA、VTG、ZDA、GSA，这是最重要的一步设置，不论是导航所需坐标信息还是定位坐标都是通过这一设置来输出的（图3）；

6、启动文件设置，在上述设置完成以后会生成一个设置文件，这一步设置的目的是R7主机在下次重新启动前在没有错误操作的前提下默认按这个设置文件来启动，在整个工区甚至下一个工区都不用再进行输出设置。

2.3 输出数据验证

为了验证R7GNSS 的数据输出是否正常，可用计算机的超级终端查看，在超级终端内，将串口的波特率设置为9600，8，N，1；超级终端显示ZDA与GGA数据的坐标信息内容，即为正常，如果没有任何数据输出说明设置无效或者错误。

3 数据线的制作

针对数据需求我们制作了R7与VE432系统的数据连线，首先对R7输出针口进行定义，定义完成之后根据各个针口所需数据内容进行数据线的制作连接（图7）。

另外：针对SPS855 GNSS接收机电源线根据温度等外部环境的变化使用出现不稳定的现象，我们对SPS855的数据线进行改进，单独制作了一根SPS855外接电源线，防止在使用过程中因为电源问题造成的仪器损伤。

4 Trimble R7与VE432系统连接测试

R7与432系统的连接只需要在流动站部分进行安装，R7与DSD箱体之间单线连接，R7与DPG之间没有数据交换，参考站是单独架设的。

这一连接的工作原理是：

1、状态指示：在参考站架设完成以后，流动站接收到差分信号，差分指示灯闪烁，则参考站到流动站数据传输正常；流动站与DSD箱体连接，箱体显示屏显示“GPS CONNECTED”表示流动站与箱体连接正常，“DIFFERENTIAL ON”表示差分已收到，LAT：****.****，N

LON：*****. ****，E表示以经纬度形式显示的坐标格式。

2、数据传输：流动站的坐标是持续以NMEA格式的数据形式发送给DSD箱体的，可以得到连续的点位坐标信息，可以提供导航使用（SM26震源车没有安装导航平板电脑）。震源车到达点位并激发完成以后，DSD箱体把该点位的坐标信息、震源出力等各项信息打包发送给DPG。至此就完成了GNSS的定位功能。

5 应用效果分析

连接试验成功以后，我们在已知点上对已安装在震源车上的流动站进行检核，检核坐标如表1：

从检核坐标可以看出坐标较差较小，震源车流动站测出的高程差距较大是因为流动站设置的天线高对NMEA格式的数据输出是无效的，所以这里所测量的高程需要减掉流动站天线高度。

表2为敦煌二维工区某测线实际施工炮点返回坐标与测量RTK放样坐标的一个统计比较。无论是从检核结果还是从生产数据来看，R7输出数据均为正常RTK放样数据，而R7 RTK放样数据精度完全可以满足物探生产需要，所以此结果可以作为激发点的最终坐标成果使用。

6 结束语

在此试验之前我们还对R7与VE464系统之间进行了连接试验（图8）。

R7与VE464系统的连接测试没有成功，主要的原因是TDMA电台的单独代码类型与R7 GNSS不通用。

在敦煌二维工区中，MV2因为接收距离近、难获得固定解等原因使用效果仍然较差。因此R7与VE432连接试验成功以后，直接应用于本工区的生产中。

对R7用于生产下面有几点建议：

1、做一个专门的支架来固定流动站的主机和天线，个别数据线接口采取一定的固定措施或者直接更换接触不良的端口，防止震源震动过程中因为接触不良出现连接断开的问题。

2、对R7卫星天线采取一定的防震处理，防止震动对天线造成损坏。

3、R7输出的NMEA数据是不包含流动站天线高的，内业处理要注意把天线高减掉才是我们需要的高程数据。

参考文献

[1] VE464user_v3.0_0311464_20130122.

[2] VE432user_说明书.

[3] R7GNSS-5700_364_UserGuide.

[4] MV2-O系列GPS接收机用户手册.

[5] SPS855_460A_GetStartedGde_CHI.