时间：2023-07-27 16:14:54
导语：在无线电通讯技术的撰写旅程中，学习并吸收他人佳作的精髓是一条宝贵的路径，好期刊汇集了九篇优秀范文，愿这些内容能够启发您的创作灵感，引领您探索更多的创作可能。
关键词：电力系统；GIS/GPS/3G；输电线路；智能巡检
作者简介：王广鑫（1965-），男，山东枣庄人，山东电力集团公司枣庄供电公司，工程师；褚衍华（1985-），男，山东枣庄人，山东电力集团公司枣庄供电公司，工程师。（山东 枣庄 272102）
中图分类号：TM7 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）17-0224-02
电能作为国家战略能源，电力系统的稳定运行关系着国家能源、国计民生，电力系统输电线路实现电能的输配过程是电力系统的重要组成部分。[1-3]2010年国家电网公司提出建设坚强智能电网，电网正在由传统电网向现代智能电网转变，这对输电线路日常运作提出了更高要求。输电线路的地域特征（跨度大、地域地形复杂）、气候特征（直接暴露、四季气候影响）、巡视人员因素（工作量大、考核困难），[4]对输电线路的巡检维护工作造成了不利影响。
目前国内外的线路巡检方法主要包括直接标记法、条形识别法、射频采集法、信息采集法，近年来又出现了直升机巡检、机器人巡检方法。[5-10]分析当前巡检方式主要是半自动化巡检模式，解决了巡检到位、信息存储的问题，但一定程度上增加了系统基础建设投入、人员巡视工作量。[11]由于巡检过程中工作人员个人因素影响尤为突出，如何在线路现场提取海量的线路信息，快速对信息进行上传、分析，提高巡检质量，是摆在输电线路巡检作业人员面前的一大问题。现场标准化作业是国家电网公司力行实施的安全生产长效机制，以确保生产过程作业标准化，提高作业质量。如何对输电线路作业标准化进行管理、[12，13]实现标准化作业也是输电线路巡检工作的重要内容。
现代GIS、GPS技术日益成熟，[14-16]微处理器技术飞速发展，[17]3G无线通讯技术日新月异，如何将现代科技融入到输电线路巡检管理中，提高输电线路巡检质量，建设智能输电线路巡检管理系统，是输电线路智能化的重要步骤。本文针对输电线路巡检的实际工作，对基于GIS/GPS/3G无线通讯输电线路智能巡检管理系统进行研发，开发低成本输电线路移动巡检设备，录入线路巡检信息，通过3G无线通讯网络发送到服务器终端，服务器接受并分析数据，并提供客户端供信息查询、消缺工作部署、信息反馈，实现输电线路智能化、标准化作业。
一、智能巡检管理系统总体设计
系统如图1所示，主要包括巡视移动终端、Internet无线通讯网络、服务器终端三部分，其特点为：巡视移动终端自主研发、模块化设计、可扩展性强、功能针对性强、成本低、体积小、便于携带；3G无线网络传输通道信息传输可靠、实时性高；服务器终端对巡视数据实时处理，实施标准化作业，并提供客户机服务，加快输电线路故障处理速度。
服务器终端是巡检管理系统的大脑，制定线路巡检方案和标准化作业指导书，与每台巡视移动终端建立网络连接，布置巡检任务，并对巡检结果进行考核；无线通信网络建立服务器与移动终端的网络连接，实现实时数据交换；移动终端为装有GIS系统、GPS授时定位模块、3G无线通信模块的移动设备，接受服务器终端线路巡检任务，并提供测温、测距等设备数据交换接口，巡检人员通过移动终端输入线路巡检信息，移动设备将带有时间、地点信息的线路巡检信息发送给服务器终端。
二、巡检移动终端
移动终端为线路实地巡检信息录入设备，目前移动巡检设备设计大都基于PDA（Personal Digital Assistant），其性能较好，但功能复杂、成本高不宜大量配备，对于输电线路巡检任务针对性不强。输电线路除了缺陷记录外，更有跨越测距、接头测温等专业数据设备，PDA不具备设备兼容性、接口可扩展性。本文设计的巡检移动终端如图2所示，主要是由7部分组成：微处理器、GPS模块、3G无线通讯模块、外部存储设备、扩展接口、键盘（触屏）输入模块、显示模块。
（1）微处理器是移动巡检终端的核心部件，采用ARM7系列、STM32系列微处理器芯片，速度快、性价比高，实现线路信息的接收、分析、处理，接收GPS标准时间、地理位置信息，运行GIS系统，以及控制3G无线通讯模块与服务器终端建立连接、发送带有时间地理位置信息的线路信息。
（2）GPS模块，采用G91核心芯片，自动接收同步收拾定位卫星信号进行定位，通过串口向微处理器发送当前可用卫星数目、信号是否可用、经纬度地理位置、标准格林时间等信息。使用内置GPS天线，更方便携带。
（3）3G无线通讯模块在微处理器AT指令的控制下通过Internet网络与服务器建立连接，实现巡检线路作业任务信息交换。
（4）外部存储设备实现微处理器数据缓存，对输电线路巡检信息进行存储，在3G模块失去信号时提供输电线路信息、时间、地理位置信息存储空间，3G模块重新获取信号时微处理器读取外部存储设备信息进行续传。
（5）扩展接口，微处理器预留接口，线路交叉线路、安全距离测距设备连接接口，线路接头测温等其他输电设备巡检设备接口，增强了巡检移动终端的可扩展性。
（6）键盘（触屏）输入、显示模块，线路巡检工作人员通过显示模块接收线路巡视任务工作单，通过键盘（触屏）输入线路巡检信息，屏幕实时显示移动终端所在地时间、地理位置信息，实现线路杆塔导航。
三、信息通信网络
当今无线通讯技术迅速发展，3G无线通讯技术已经成为无线通讯技术的主流，针对输电线路地域性的特点，3G无线通讯技术为输电线路巡检系统提供了稳定、可靠的高速信息通道。巡检移动终端与服务器信息通道采用3G无线通讯，本系统选用的3G无线通讯模块遵循TCP/IP网络协议，也可使用GPRS通讯方式，通讯方式更为灵活。
出于对信息安全因素的考虑，国家电网公司办公网络使用内部网络，与国际Internet网络不能直接通信，因此在服务器终端前使用防火墙（见图3），接入国际Internet网络的服务器1与接入国家电网公司内部电网的服务器2通过防火墙连接，以保证信息传输的安全性。
四、服务器终端
服务器终端为连接Internet的计算机群（见图3），服务器1接入国际Internet网络具备唯一公网IP，打开网络端口与各个移动巡检设备建立连接后进行数据交换，每台移动设备具有唯一的ID编号、唯一的端口号，服务器1通过ID编号、端口号识别巡检移动终端。服务器1接收线路巡检信息后通过防火墙与服务器2进行数据交换，上传线路巡检信息或下载巡检任务。
巡检管理系统主要包括线路巡视、线路消缺两部分（见图4）。参照国家电网公司标准化作业指导书，线路巡视分为正常巡视、故障巡视、特殊巡视。为此，服务器在实现功能上能更好地规范作业过程，制定统一的作业指导书，实施统一的信息存储方式，制定统一的考核机制。
完成线路巡检工作后，服务器根据线路巡检结果制定标准化缺陷消除计划，部署线路缺陷消除任务，完成消缺工作后进行缺陷消除信息反馈，服务器对缺陷记录进行集中存储，记录每条线路缺陷历史信息，并对缺陷消除情况进行考核，检查人员可直接调用服务器缺陷消除记录进行现场核对、消缺考核。
五、结论
结合线路巡检实际提出了一种巡视移动终端设计方案并进行了自主研发、模块化设计，可扩展性与功能针对性强、成本低、体积小、便于携带。解决了普通移动巡检成本高、功能针对性不强、扩展性不强等不足，减轻了巡检工作人员的工作量，增加了线路工作信息维度，提高了线路巡检工作效率。
对输电线路的智能巡检管理系统进行了研发，融入了当前最新的GIS系统、GPS授时定位系统，使用当前先进的3G无线通讯网络，巡检信息更加丰富，信息交换更加快速、及时；实施标准化线路作业，提高了作业效率；提供了线路巡检、消缺工作考核机制，提高了输电线路巡检管理水平；最终实现了电力输电线路智能化管理，确保了高水平、安全稳定运行。
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关键词：无线电测量；不确定度；无线电通讯；信息安全
近年来，人类社会对通信检测的要求越来越高，我国现在的安全形势非常严峻，根据马斯洛的观点，在人类的财富不断增长时，安全性就越来越重要。因此，在我们社会当中，人们对自身的安全、信息安全等提出了越来越高的要求。在科技人员进行长期攻关后，对于无线电测量技术而言有着极大的进步，它已经成为了我国目前研究中非常活跃的课题，但是其在发展中也存在不足，因为测量的要求越来越高，其精确度必须提升，否则，将会造成信号的严重偏差，无线电通讯主要是通过无线电波来进行信号传输的，可能受到环境因素的干扰。所以，必须采用一些措施来使信号偏差变小，从而解决相应的问题。为了攻克在通讯检测上存在的难题，需要通过相应的手段来解决和分析，使得测量精确度能够提升，不确定度能够降低，使得信号能够更好地反映出所被测量对象的状态，这样才能更好地为我们的生活而服务。在测量中可能出现无法预知的问题，要及时提出，并进行检测，问题解决后要继续进行测试。对于每类问题，都要进行全面测试，这样才能使得一些之前没有预料到的问题得以解决，避免在实际应用中发生故障。对于一些解决不了的严重问题，应当加强多个部门之间的沟通，努力解决。如果问题还是未解决，则可以与需求部门沟通，根据实际情况，降低一些系统的参数要求，使得我们测量系统可以满足其要求。
1无线电通讯概述
对于无线通讯而言，其发展态势十分良好，各种技术发展极快，同时，各个技术都有其适用范围，因为其信号传输的不同特点，在一些通信的应用场景中可以实现互补，比如，3G信号可以实现网络的全覆盖，WLAN可以进行高速的无线通讯，UWB技术可以实现自适应的高速接入等工作，因此，在我们的通信设备规划当中，应综合运用这些技术，让其能够共同发展，使我国的信号传输手段可以均衡提升。同时，要做好频段的规划工作，这样才能使无线通讯信号得到充分利用，使其安全性和准确性都得到提升。无线电信号检测是极为重要的，它已经成为无线电通讯应用技术中非常重要的环节，因此，应提升其检测的准确性，降低不确定度，但从目前看，我们对于不确定性的分析并不是十分合理的，所以，有时候测量结果的准确性并不高，加强无线电测量不确定度的分析是极为重要的，有利于测量质量的提升。在实际测量当中，利用目前的方法对于不确定的因素进行标准化测量，有利于实现统一测量，利用各个变量来对不确定因素进行精确的计算与控制，就可以有效进行产品检测和成本控制。主要考虑系统的技术性和先进性，同时，要加强系统的稳定性，考虑在系统发生故障或出现问题时，能够让数据进行有效保存，数据的精确度得到提升，短时间内可以恢复到原始的状态，有不错的抗扰动能力。无线电测量方法设计应该能够适应环境变化的要求，用较低的成本来实现系统的扩展性与环境的适应性，能够在不同的场合中实现应用。
2不确定度的计算与应用
无线电测量需要使得兼容性增强，能够让技术与设备、设备与设备之间的兼容性提升，提升了系统的扩展要求，在此后的使用中可以进行设备方面的扩展，同时，系统应该是开放的，这就已经成为了我国通信系统的一个主要的发展方向，系统的相关集成开发商可以有效利用提供的端口来进行进一步的开发，我们也可以采用国外的设备来对其进行改造与升级，这也是我国现代技术的发展趋势，采用国际通用的协议与端口，可以提升兼容性，这就能使得其重构性提升，成本降低。
2.1A类不确定度评估
在进行不确定度测量时，对其评定有不同的方法，A类不确定度的评估主要分为3种：①当进行输入量Xi的n次独立的等精度测量时，得到的结果是X1，X2，……，Xn，最终取算术平局值；②当测量结果是单次所得时，A类的分量可以事先的得到预先评估的u(Xi)；③当A类评估重复测量次数足够多时，单词测量是计算得到的标准差就可能受影响而降低，所以，需要用t分布来确定包含因子。
2.2B类不确定度评估
B类评估方式也是十分重要的，它适用可观性较差的情况，即在输入量无法进行重复观测时，需要进行的评估方案，因此，其偏差比较大，对其进行操作时一定要按照相应的说明进行。基于其观测性对其控制性进行相关评估，这样才能够更加准确地得到信号值、偏差值，更好地进行信号预估，实现通信的准确性的提升和不确定度的降低。
2.3扩展不确定度的计算
扩展不确定度也是不确定度计算的一项重要内容，在具体的计算中包含了3种评定方法：①当扩展不确定度是由适当的包含因子k与合成不确定度相乘得到时，如果在合成不确定度当中，占据支配地位的分量概率呈现矩形分布，则k=1.65.此时，可以有效进行不确定度的估计和预算。②在A类评估中，如果合成度不高，则可能会出现测量值的偏差较大，如果A类的方法中所取的样本过少，则可能会造成所得到的信号值与实际值出现较为严重的误差，因此，因子k无法得出。③不确定度的值比较稳定，其有效数字可以精确到两位数，根据实际场强带入公式即可运算出结果，其综合评价的可靠性较高。
3结束语
无线电通讯测量技术正在高速发展，应采用更加先进的技术和管理手段，使其能够满足更多情况下的需要，使得通讯技术和测量技术都能够得到发展，在更广阔的未来都有着清晰的发展蓝图，使其能够更好地为人民而服务。
参考文献：
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关键词：甚高频 机场 干扰
中图分类号：TN911
文献标识码：A
文章编号：1007-3973（2012）007-081-02
甚高频（Very high frequency，VHF）是指频带由30Mhz到300MHz的无线电电波。在世界上，甚高频多数是用作电台及电视台广播，又是航空和航海的沟通频道。甚高频语音和数据传输是民航空管领域中，最重要的无线电传播手段，关系着地空通讯、飞机安全和航班正点起降，具有举足轻重的作用。但由于社会经济的不断发展，民用无线电技术的应用越加广泛，无线电对民航甚高频的影响越加突出；还有航班的不断增加，甚高频的使用趋向于饱和状态，其它诸如设备老化、管理混乱等原因，也都影响着民航甚高频的正常使用。而无线电干扰一直都是无线电通信中最常见的困扰。
甚高频通讯系统是低空通信信号的基础，因此其安全性和可靠性显得尤为重要，特别是随着民用航空的不断发展，空中航班密度不断增加，地空工作人员与机组人员之间的实时通话的要求也随着提高。所以研究影响机场甚高频系统工作的因素和注意事项，具有非常重要的显示意义。
1 无线通信系统干扰类型分析
长期以来，机场无线干扰的产生原因是复杂多样的，但主要还是由于发射器和接收器的不完备造成的各种频率系统之间的干扰。发射器在发射有用信号的同时，由于自身原因，还会产生杂波、谐波等无用信号，进而影响了其它无线电系统的正常运行。特别是由于设备老化、站点设置不合理等原因，更加剧了无线电通讯的干扰。而这些对飞机的安全产生了不利的影响。以下先介绍几种主要的无线电干扰形式。
1.1 同频干扰
所谓同频干扰，即指在无线电通讯中，无用信号的载频与有用信号的两者载频相同，并且对接收同频有用信号的接收机造成了一定的干扰。在民航空管领域中，频道的地区复用是一种常见的现象，既为了提高无线电频率的利用率，允许两个站点在一定距离之外使用相同频率的无线电信号。这就需要各站点计算好相隔距离，并合理使用无线电通讯。解决同频干扰最好的方法是各相同频率台站之间保持一定的距离，一般最小的安全距离必须是VHF电台辐射半径的5倍距离以上，便能有效的防止无线电的同频干扰。但是由于实际工作的需要，为保证无线电信号的无间隙覆盖，往往会在不同地区设置VHF站点并设置相同的频率，这也导致了同频干扰的产生。
而解决这一问题的有效方法是发射机发射功率不宜过大。在相邻相行政区边界地区2-3km处，用同轴电缆传输覆盖，降低发射功率、采用加大接收天线增益的办法来提高接收点的方法来解决；也可以采用相邻发射台的载频采用2/3行频（10KHz）偏置，或3mHz、4m Hz（错开几mHz）偏置，可降低对同频保护度要求。
1.2 互调干扰
由于无线电的非线性作用，当接收器同时接收到多个信号的时候，这些信号产生的组合频率有可能搞好等于或接近有用信号的频率而顺利通过接收器，其中尤以三阶互调干扰最为严重。比如有4个无线电频率，其中f1-f3为发射频率，而f4为接收频率，如果刚好满足f1+f2-f3=f4，在这种情况下，频率f1、f2、f3产生的组合频率，便会对频率f4造成干扰；另一种情况是当有3个频率，其中f1′、f2′为发射频率，f3′为接收频率，并且2f1′-f2′=f3′，此时f1′、f2′产生的组合频率也会对f3′造成干扰。
解决互调干扰最有效的方法便是合理地分配频率资源，拉开各个发射机之间距离，通过计算合理分配各分离甚高频天线的频率，合理分配共用系统的频率。但是，目前甚高频频率资源相对紧张，而且还涉及了航空、航海与无线广播几方面的共同使用，特别是可安放基站的有利制高点也有限，从而导致了发射器过度的拥挤在一起，造成了无线电的空间污染。为此，国家无委[1998]101号文件也强制规定了发射机应加装单向器或单向器与滤波器的组合器件，并颁布一系列无线电设备的技术标准，有效的降低了甚高频使用中的互调干扰现象。
1.3 邻频干扰
所谓邻频干扰，即指无线电发射器的邻频道功率落入接收邻频道接收器通带内而造成的无线电干扰。当邻频无线电的载波干扰比C/I小于某个特定值时，就会直接影响到塔台和飞机之间的地空通话质量，严重时甚至会产生掉话现象，塔台与飞机之间无法建立联系。由于频道的功率具有一定的范围性，当一部分落入到扰的接收机的通带内，选择再好的接收器也无法克服该问题。邻频干扰一般只能靠避开频率来解决。比如相近的发射频率为100mHz，则应尽量避开99.5mhz以上，100.5mHz以下频率。另外也应注意倍频干扰，比如100mHz，2倍频即200mHz会有干扰。也可以采用压制性干扰的方法大功率的发射器会对小功率设备造成压制性干扰。
1.4 带外干扰
带外干扰是指由于发射设备产生的谐波或杂波落入有用信号的通带内所造成的干扰。随着民用无线电的不断发展，社会上相继出现了很多大功率无线电台，而且广播和民间无线电的频率与民航甚高频的专用频段相近，且功率设置大，还有由于社会上使用的部分无线电台由于设备老化或节约成本的考虑，很多无线电发射器滤波功能不好甚至没有按要求设置滤波器，从而产生了功率强大的谐波和杂波，严重影响了机场的通讯质量，严重干扰塔台对空指挥通信。这已成为近年来对民航无线电频率造成干扰的最大原因之一。解决这一干扰的有效途径是通过广泛宣传，并且无线电管理部门加强检查力度，将产生干扰的非法电台清除，保障机场的通讯质量。
2 机场无线电干扰解决对策
无线电干扰的现象一直是普遍存在，但我们也可以根据对干扰的产生根源和干扰的实际情况进行分析，找到一些消除或降低无线电干扰的方法的。笔者根据自身工作经验，提出以下几点机场无线电干扰的解决对策：
(1)应通过严密的监控和仔细的计算，找出机场所用频率内存在的互调干扰的隐患。对同频段之间的邻频干扰，可以采用增加天线之间的间隔和加装腔体带通滤波器，可以对干扰信号进行有效衰减对外界电磁波干扰。同时民航空管中心也必须加强内部的台站管理工作和设备维护工作，定期对无线电发射器、接收器等相关设备进行检查维护，并及时掌握各设备运行状态，对对投产时间比较久的设备按照规定及时提出设备更新计划。避免因自身设备问题和管理问题导致杂波、谐波出现而带来的无线电干扰。
(2)机场应根据自身实际情况，引进或设计符合机场需要的无线电通讯管理系统。由于民航的快速发展，导致甚高频频率使用出现了饱和现象。而现代计算机系统的数据库技术是提高管理效率最为有效的方法，可以对日常工作中的频率、路由以及设备进行集中高效的管理。
(3)加强与地方无线电管理部门的联系，应请求无线电管理部门督促地方广播电台规范发射功率，严禁超标发射，并强制关闭一些非法的民用所设频点。
无线电干扰历来是民航空管系统所面临的难题，随着社会经济的日益发展，民用无线电干扰的现象势必日益加重、无线电环境越加复杂，民航甚高频通信系统所受到的干扰也将不断增加。这首先需要我们从内部做起，严格按照相关要求进行操作。也应积极配合相关部门在社会上开展无线电使用的宣传教育工作，推动民用无线电管理的法规普及，为民航的安全和发展保驾护航。
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【关键词】 短波通讯
一、引言
经过技术改造的短波通讯设备，多年来在没有通讯社会依托的北非撒哈拉沙漠石油管道工程施工通讯中被采用。本设备采用了目前应用较多的自适应选频技术、误码差错控制等现代控制技术。实践证明，采用现代短波通讯技术能够提供高质量、高可通率通讯线路，可以说短波通讯比卫星通讯更为可靠。
二、短波通讯的概念与应用
短波通讯是指利用频率为3MHZ―30MHZ（波长为10-100米）的电磁波进行的无线电通讯。短波通讯能实现几千公里甚至上万公里距离的信息传送。因此从20世纪初一直到60年代中期，短波通讯一直是远距离通讯特别是洲际通讯的主要手段。短波通讯可以传送电报、电话、传真、低速数据和语言广播等多种信息。在卫星通讯出现之前，短波在国际通讯、防汛救灾、海难求援以及军事通讯等方面发挥了独特的重要作用。短波通讯也称为高频（HF）无线电通讯，它被广泛应用于政府，军事、外交、气象、石油勘探商业等部门用以传送语言、文字、图象、数据等信息。
三、现有短波通讯的缺点
短波通讯的质量随时都受电离层特性的影响，电离层时高时低经常变动。是一种不稳定的时变媒体。而且具有多种复杂的时变因素，如昼夜、季节的变化，太阳黑子活动等。都会对电离层造成影响。从而导致信号传输质量的不稳定，产生干扰以及数据传输误码等。此外，短波通讯受带宽限制，信道非常拥挤，信道之间的相互干扰十分严重，而且现有短波通讯无法抵御窃听和各种有意干扰。
四、现代短波通讯中的新技术
近年来，为了克服现有短波通讯存在的缺点，现代短波通讯系统采用了许多新的技术，以求在发射功率不大的情况下，使系统性能达到高质量水平。
4.1 时实选频技术
时实选频系统目前有两类：一是自适应频率管理系统，它在短时间内对全频段快速扫描和探测，不断预报各频率可用情况。二是融探测与通讯为一体的频率自适应系统，安采用收发双方可靠呼应技术，线路质量分析（LQA）技术和自动线路建立（ALE）技术，使短波通讯频率随信道条件变化而自适应地变化，确保信道始终在质量最佳信道上进行。自适应选频能充分利用频率资源降低传输损耗，减少多径影响，避开强噪声与电台干扰。提高通讯链路的可靠性。因此，现代短波模拟通讯已普遍采用了自适应时实选频技术。
4.2 自适应技术
自适应技术是指实时或频繁地利用各种探测技术，根据探测结果自动调整设备参数，达到最佳通讯效果。短波自适应通讯的核心是自动选择最佳的工作频率，自动选用无线电信道和自适应数据传输。应用自适应选频、收发、调制解调、编码、均衡以及天线等多种自适应技术。在严重干扰条件下，短波通讯自动改变工作频率、数传速率、调制方式、编码和纠错、编码方式，最大限度地降低误码率。自适应技术克服了多种时变带来的复杂影响，提高了现代短波通讯中数据传输的质量。
4.3 跳频技术
跳频（FH）是指载频按照数字码系统规定的时频图形，使频率相应跳变的一种扩频技术，可以对抗多径干扰，邻近频道干扰，人为瞄准式干扰，可以提高短波通讯的保密性和可靠性，传统的短波慢跳频跳速为10H/S―100H/S。自适应技术与跳频技术结合，实现自适应跳频，能在质量良好的信道上进行跳频，跳频信道驻留时间可随意变动。
现代短波跳频有两种自适应方式：一是频率自适应跳频，它基于对信道参数的探测，并适应信道质量的变化，自动在最佳频率集上进行。二是干扰自适应跳频，它基于对信道中干扰信号参数的估计，采用干扰自适应抑制和自动躲避干扰的跳频。
4.4 差错控制技术
现代短波通讯常用两种差错控制技术。一是自动请求重发（ARQ）技术，即收端进行检错并通知发端重发错误信息。因而也称反馈纠错，它对随机差错和突发差错都有良好效果。二是正向纠错（FEC）技术。它利用纠错码在收端进行自动纠错，这需要大量的冗余码，一般占码元总数的25%～50%。
论文摘要：数字测图是在测量工作中利用电子计算机技术将野外数据采集系统与内业机助制图系统相结合，其目标是实现信息采集处理的数字化、自动化、信息化。数字测图可以缩短作业时间，减轻劳动强度，提高成果精度。数字测图系统主要由数据输入、数据处理和数据输出3部分组成，数字测图作业模式中测记式数字测图应用最为广泛。大比例尺数字测图正以其测图精度高，成图速度快等优势逐步的取代传统的，以平板仪为主的模拟测图。与传统的模拟测图相比，数字测图的质量控制关键点更多、内容与方法更为复杂。GPS 新技术的出现，可以高精度并快速地测定各级控制点的坐标，在地形测量中已得到广泛地应用。本文介绍了GPS(RTK) 配合全站仪的作业流程， 简要阐明了其在地形测量中的应用。在利用实测数据成图的过程中， 解决一些常见的问题， 并给出解决的办法及依据， 同时给出一些有益的结论， 以适应实际使用的需要。
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 绪 论
1.1 前言
目前在我国，获取数字地图的主要方法有三种：原图数字化，航测数字成图，地面数字测图[1]。但不管那种方法，其主要作业过程均为三个步骤：数据采集，数据处理及地形图的数据输出（打印图纸、提供软盘等）。这里我们主要讲述一下地面数字化。
在没有合乎要求的大比例尺地图的地区或该地区测绘经费比充足，可直接采用地面数字测图的方法，该方法也称为内外业一体化数字测图，是我国目前个测绘单位用得最多的数字测图方法。采用该方法所得到的数字地图的特点是精度高，只要采取一定的措施，重要地物相对于邻近的控制点的精度控制在5cm内是可以做到的。但它所耗费的人力、物力与财力也是比较大的。
随着测绘科学技术的发展，传统的测图方法正逐步被不断涌现的新仪器、新设备、新技术、新方法所取代。GPS - RTK(以下简称RTK) 与全站仪联合进行数字化测绘地形图就是一种行之有效的新方法。
RTK与全站仪联合测绘地形图，可以优劣互补。如果仅用全站仪进行数字化测图，就必须建立图根控制网，这样须投入大量的时间、人力、财力;如仅用RTK测图，可以省去建立图根控制这个中间环节，节省大量的时间、人力和财力，同时还可以全天侯地观测。由于卫星的截止高度角必须大于13°- 15°，它在遇到高大建筑物或在树下时，就很难接收到卫星和无线电信号，也就无法进行测量。如果用RTK与全站仪联合测图，上述弊端就可以克服。即在进行地形测量时，空旷地区的地形、地物用RTK测之;村庄、城市内的建筑物、构筑物用RTK实时给出图根点的三维坐标，然后用全站仪测之。这样可以大大加快测量速度，提高工作效率。
随着GPS 定位精度的提高、硬件性能的改善， GPS 得到越来越广泛的应用。同时，全站仪也因其数据采集自动化程度高、大大释放劳动力等优势，成为勘测、设计、施工和管理不可或缺的测量工具。但随着工程质量要求的不断提高，测量用户已不再局限于只使用GPS 或全站仪中的一种，在实际测量工作中，同样一个工程中GPS 的测量成果常为全站仪所用，全站仪测量值又常作为检校GPS 作业的依据。用GPS 完成控制比用常规仪器要快得多。它不要站间通视，也无需庞大的作业队伍，精度高、作业快、费用省、应用灵活。一些先进的接收机和天线技术把外业观测时间压缩到最短的同时，仍能获得最优的数据，在灵敏度、可靠性、抗干扰能力方面都有优异的表现。静态、快速静态通过载波相位差分可以达到很高的精度(10-6D～10-8D) 。R T K 技术能实时提供观测点的三维坐标，并达到厘米级的精度。它的普及极大地拓展了GPS 的使用空间，使GPS 从只能做控制测量的局面中摆脱出来，而开始广泛运用于工程测量。现在商用R T K 接收机可实现20 Hz 高速独立采样与输出，整周未知数初始化时间仅需8 S ， 并提供独立检核，内置锂电池可支持1 个工作日连续作业。全站仪是一种兼有电子测距、电子测角、计算和数据自动记录及传输功能的自动化、数字化的三维坐标测量与定位系统。面对多层次的需求，各种精度等级、各种功能类型的仪器也纷纷面世。尤其是以无棱镜测量、自动目标识别、自动跟踪等代表新技术潮流的功能将使工作得以更高效、精确地完成。如今，已被广泛应用于控制测量、地形测量、地籍与房产测量、施工放样、工业测量及近海定位等方面。随着电子全站仪、GPS(RTK)及电子计算机的普及，及它们在测量仪器中的比例逐渐增大，它们在数字地形图、地籍图的应用也在日趋广泛。地形图的成图方法正在逐步的由传统的白纸法成图像数字测图方向发展。特别是我国的东部沿海发达地区，数字测图几乎占据了大部分的地形图测绘市场。在地形测量中， 传统的方法是经纬仪配合小平板仪的方法， 在小平板仪上进行展点， 再通过手摇数字化仪得到数字化图， 由于受到人为操作误差的影响， 误差可达到0.12 mm 以上， 对大比例尺的地形图的精度影响比较大。随着GPS（RTK）系统的不断改进， 已经达到了比较满意的精度要求， 可以满足常规测量的要求， 尤其对于开阔的地段(主要是田野、公路、河流、沟、渠、塘等) 直接采用全球卫星定位系统中的实时动态定位(RTK) 测量模式进行全数字野外数据采集。对于树木较多或房屋密集的村庄等， 采用RTK 测定图根点， 通过全站仪的采集碎部点。
基于此， 我们在实践中尝试利用RTK 配合全站仪进行野外数据采集， 然后在CASS5.1 环境下进行数字化成图， 结果显示该方案是可行的。但是受到仪器数量的限制，有些学生对全站仪和GPS(RTK) 在数字成图中使用的机会较少，甚至对此只是一般性的了解。所以通过本课题的完成，能够使这些学生掌握好全站仪与GPS(RTK)集和数字成图，为今后承担测图工程奠定坚实基础。
1.2 本章小结
综上所述，采用GPS(RTK)与全站仪联合进行数字化测图，它不仅可以减少作业人员和作业工序，而且可以提高采集数据的速度和质量，从而有效地提高了工作效率。因此，它是一种行之有效的测图方法。
第2章 仪器及软件
2.1 GPS(RTK)简介、系统组成及其基本原理[2]
2.1.1 GPS(RTK) 简介
RTK(Real Time Kinematic) 实时动态测量系统，它是集计算机技术、数字通讯技术、无线电技术和GPS 测量定位技术为一体的组合系统;它是GPS 测量技术发展中的一个新突破。RTK 定位精度高，可以全天侯作业， 每个点的误差均为不累积的随机偶然误差。
实时动态测量的基本思路是: 在基准站安设一台GPS 接收机，对所有可见GPS 卫星进行连续的观测，并将观测数据通过无线电传输设备实时地发送给用户观测站(流动站); 在流动站上， GPS 接收机在接收卫星信号的同时，通过无线电接收设备，接收基准站传输的观测数据，然后根据相对定位的原理实时地计算并显示出流动站的三维坐标及精度。
2.1.2 GPS(RTK) 系统的组成
GPS(RTK) 系统由基准站、若干个流动站及无线电通讯系统三部分组成。基准站包括GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯发射系统、供GPS 接收机和无线电台使用的电源(汽车用12 伏蓄电瓶) 及基准站控制器等部分。流动站由以下几个部分组成: GPS 接收机、GPS 天线、无线电通讯接听系统、供GPS 接收机和无线电使用的电源及流动站控制器等部分。用框图表示参见图2.1：
图2.1 RTK-GPS 系统结构图
2.1.3 GPS(RTK) 的基本原理
GPS 系统包括三大部分:地面监控部分、空间卫星部分、用户接收部分，各部分均有各自独立的功能和作用，同时又相互配合形成一个有机整体系统。对于静态GPS 测量系统， GPS 系统需要二台或二台以上接收机进行同步观测，记录的数据用软件进行事后处理可得到两测站间的精密WGS -84 坐标系统的基线向量，经过平差、坐标转换等工作，才能求得未知的三维坐标。现场无法求得结果，不具备实时性。RTK 实时相对定位原理如图2.2 所示：
图2.2 RTK 实时相对定位原理
关键词：GPS-RTK技术；工程测量；放样；应用
中图分类号：K826.16 文献标识码：A 文章编号：
GPS-RTK技术(本文简称RTK技术)是大地测量、空间技术、卫星技术、无线电通讯与计算机技术的综合集成，在许多领域发挥着重大作用。RTK系统主要由一个基准站、若干个流动站、通讯系统3大部分组成。基准站包括GPS接收机(接收机通常具有数据传输参数、测量参数、坐标系统等的设置功能)、GPS天线、无线电通讯发射设备、电源、基准站控制器等设备。流动站的基本配置是GPS天线、GPS接收机、无线电通讯接收设备、电源、流动站控制器。
下面以笔者曾做过的一个实际工程为例阐述一下GPS-RTK在工程测量放样中的应用。
一、工程概况
该工程GPS-RTK工程测量放样采用的RTK接收机是美国的Trimble5700，Trimble5700GPS测量系统具有轻便、触摸式显示屏、全中文Windows操作系统和菜单功能。
Trimble5700GPS测量系统硬件主要包括Trimble5700接收机、ZephyrGeodetic天线、Trimmark3基准站电台及天线、TSC-1手簿控制器、GPS主机和电台数据通讯电缆、鞭状天线、电源、连接电缆、对中杆及其他一些选购附属配件。
Trimble5700GPS测量系统配有功能强大的随机配套软件系列，包括TrimbleGeomaticsOffice(TGO)后处理软件系统、数据同步连接编辑软件、TrimbleSurveyController软件等。这些软件包含了GPS测量及数据处理所涉及的应用模块、接13等软件。所有软件均可在Windows95／98／2000／NT等操作平台上运行，视窗式界面，直观、友好。
二、GPS-RTK技术在工程测量中的应用
1.获取放样数据设置观测基站
首先，应该获得所有待放样点的三维坐标。因为，现在建筑设计已经全部采用CAD绘图，故所有待放样点的平面直角坐标均可以在CAD设计图上准确获取，所有待放样点的高程在建筑设计图上均有明确的标注，因此获得所有待放样点的三维坐标是一件轻而易举的事情。
其次，是获得几个控制点的三维坐标，控制点的三维坐标可以从城市规划管理部门获得。
在获得了三维坐标的几个控制点中优选一个控制点作为GPS-RTK基准站。其余控制点作为RTK校验点。
GPS-RTK基准站应设置在已知控制点上，要求控制点应设置在地势较高、视野开阔的位置，并要求控制点的周围不得有高度角超过10°的障碍物，在控制点附近100m范围内不能有强电磁干扰(无线电台、高压线、微波站、自动气象站等)，且不能有导致多路径效应的GPS信号反射体(比如大面积水域、高大建筑物等)。
2.配置仪器
将Trimble5700GPS接收机主菜单“配置”中的“测量形式”选择“RTK”模式，在该模式下并可对基准站和流动站及其无线电进行相关参数设置。
(1)基准站的设置基准站选项设置过程如下：①设置广播格式。在CMR、CMR+、RTCM中选择CMR+，这是Trimble独有的数据格式，数据传输更远。②加载索引号。测站索引号设为33。主要是为在同一个测区内有多个基准站时以免互相干扰，如果要使用Trimble同频多基站技术则必须在每个基准站加载索引号。③设置高度截止角。用于屏蔽低仰角卫星信号，对于基准站一般设置为5°00′700″。④选择天线类型。Trimble5700GPS的天线类型为ZephyrGeodetic。⑤选定天线高测量方式，以便正确改正到相位中心。Trimble5700GPS天线相位中心为天线凹槽底部(Bottomofnotch)。⑥输入基准站天线高。⑦接收机接受后退出。
基准站无线电设置主要是对基准站电台的参数、数据传输率、接收机端口等进行设置。设置过程如下：①设置电台类型为Trimmark3／SiteNet450。②设置控制器端口为COMl。③设置接收机端口为端口3。④设置波特率为38400。⑤设置奇偶校验为无。⑥在控制器与主机连接时直接查看电台内部设置，然后进行“连接”，对电台内部参数进行设置，设置包括电台发射频率、基准站无线电模式等。⑦接受后退出。
(2)流动站的设置
流动站选项设置过程如下：①设置广播格式。在CMR、cMR+、RTCM中选择CMR+，这是Trimble独有的数据格式，数据传输更远。②加载索引号。测站索引号设为331。如果使用了Trimble同频多基站技术则必须在每个基准站加载索引号，而且流动站对基准站要进行测站索引，这主要是为在同一个测区内有多个基准站时以免互相干扰。③卫星差分模式设置为关。设置高度截止角，对于流动站设置为13°00′00″。④将PDOP限制设置为6．0。⑤选择天线类型为ZephyrGeodetic。⑥将“测量到”选择为Bottomofantennamount(天线座底部)。⑦输入流动站天线高度。⑧接收机接受后退出。流动站无线电设置过程如下。①Trimble5700GPS流动站都是内置电台，所以无线电电台类型设置为TrimbleInternal。②当控制器与主机连接后，通过“连接”功能查看电台内部参数，并根据需要进行选择，设置包括电台频率、基准站无线电模式等。
3.放样
(1)启动基准站
将基准站架设在上空开阔、没有强电磁干扰、多路径误差影响小的控制点上，正确连接好各仪器电缆，打开各仪器，对基准站进行前叙内容的配置，完毕后，在“测量”主菜单中选择“启动基准站接收机”，输入基准站的坐标信息，输入完毕后，就可以启动基准站“开始”进行测量了。当基准站启动完成后，控制手簿显示屏上会提示“切断接收机和控制器的连接”。
(2)建立新任务、定义坐标系统
定义要使用的作业名称，所有的键入信息和观测数据都保存在该项作业中。可以以多种方式定义坐标系统，建筑施工放样时应选择无投影／无基准，坐标显示方式选择“Grid”(网格)，水准面模型选择“否”。因为我们在首次进入一个区域进行测量放样之前，通常需要通过点校正方式来求得坐标转换参数。
(3)点校正
①转换参数已知情况下的点校正。如果已知放样坐标所属的坐标系统与WGS一84坐标系统的转换七参数，则可以在测量控制器中直接输入，建立坐标转换关系。如果工作是在国家大地坐标系统下进行，而且知道椭球参数和投影方式以及基准点坐标，则可以直接定义坐标系统。为了确保放样精度、避免投影变形过大、提高放样的可靠性，在RTK测量中最好通过1～2个已知控制点进行点校正。
②转换参数未知情况下的点校正。如果在局域坐标系统或任何坐标系统中进行测量和放样，可直接采用点校正方式建立坐标转换方式，平面测量和放样至少进行3个已知点的点校正，如果进行高程测量(高程拟合)则至少要有4个已知水准点参与点校正。
(4)流动站测量放样
用手簿控制器引导接收机开始测量后，首先，仪器进行初始化(也就是进行整周模糊度的固定)，初始化过程大约需lmin左右。初始化完成后，控制器会提示“初始化完成”，此时就可以进行RTK测量放样了，在控制器状态框中会显示测量的水平精度和垂直精度。
在进行放样之前，根据需要“键入”放样的点、直线、曲线、DTM、道路等各项放样数据。在初始化工作完成后，在主菜单上选择“测量”图标打开，测量方式选择“RTK”，再选择“放样”选项，即可进行放样测量作业。
放样作业时，手簿控制器上会显示箭头及目前位置到放样点的方位和水平距离观测值，只需根据箭头的指示放样。当流动站到放样点距离小于设定值时，手簿上显示同心圆和十字丝分别表示放样点位置和天线中心位置(见下图)。当流动站天线整平、十字丝与同心圆圆心重合时，可以按“测量”键对该放样点进行实测，并保存观测值。
参考文献：
关键词：RTK；公路测量；应用
中图分类号：TU7文献标识码：A 文章编号：
1 GPS RTK系统的工作原理
RTK技术(real time kinematic)即载波相位差分技术,是建立在实时处理两个测站的载波相位基础上的。RTK系统主要由一个参考站(即基准站、若干个流动站、数据通讯系统3大部分组成。基准站包括:GPS接收机、GPS天线、无线电通讯发射设备、电源、基准站控制器等设备。流动站的基本配置是:GPS天线、GPS接收机、无线电通讯接收设备、电源、流动站控制器。用户站上的GPS接收机,在同步接收GPS卫星信号的同时,通过无线电设备,接收基准站传输的观测数据及坐标信息,然后根据相定位原理,实时提供用户站的三维坐标,其精度能达到厘米级。
1.1 GPS接收机
RTK测量系统中至少包含两台GPS接收机, 其中一台安置在基准站上,另一台或若干台分别安置在不同的流动站上。基准站应尽可能设在测区内地势较高,且观测条件良好的已知点上。在作业中,基准站的接收机应连续跟踪全部可见GPS卫星,并将观测数据通过数据传输系统实时发送给流动站。
1.2 数据传输系统
基准站与流动站之间的联系是靠数据传输系统(数据链)来实现的。数据传输设备是完成实时动态测量的关键设备之一,由调制解调器和无线电台组成。在基准站上,利用调制解调器将有关数据进行编码和调制,然后由无线电发射台发射出去。在流动站上利用无线电接收台将其接收,并由解调器将数据解调还原,送入流动站上的GPS接收机中进行数据处理。
1.3 软件系统
实时动态测量软件系统应具备快速解算或动态快速解算整周模糊度、实时解算流动站的三维坐标、求解坐标系之间的转换参数、进行坐标系统的转换、解算结果的质量分析与评价、作业模式(静态、准动态、动态等)的选择与转换以及测量结果的显示与绘图等基本功能。
1.4 GPS RTK的数据处理
RTK的数据处理是在实时状态下在控制器内进行的,它根据最小二乘原理序贯递推算法处理每一个历元的观测值,其关键之处在于实时地搜索并惟一地判定相位观测值的初始整周未知数。常用搜索方法有消去法、模糊度函数法、整周未知数快速逼近(FARA)法。由于FARA方法采用到当前时刻为止的所有历元观测值,同时会自动追加观测值,验证解集的可靠性,因而不出现解发散问题,是目前较为成熟的方法。
2 GPS RTK测量在公路测量中的应用
2.1绘制大比例尺地形图
高等级公路选线多是在大比例尺(通常是1:2 000或1:1 000)带状地形图上进行。用传统方法绘制成大比例尺地形图,先要建立控制网,然后进行碎部测量,其工作量大、速度慢、花费时间长。用GPS RTK动态测量,在沿线每个碎部点上仅需停留几分钟,即可获得每点坐标,结合输入的点特征编码及属性信息,构成碎部点的数据,在室内即可由绘图软件成图。采集速度快,大大降低了测图的难度,省时又省力。
2.2工程控制测量
用GPS建立控制网,最精密的方法应属静态测量。对大型建筑物,如特大桥、隧道、互通式立交等进行控制,宜用静态测量。而一般公路工程的控制测量,则可采用GPS RTK动态测量。这种方法在测量过程中能实时获得定位的坐标。当达到要求的点位精度,即可停止观测,大大提高了作业效率。由于点与点之间不要求必须通视,使得测量更简便易行。在公路设计路线上作控制测量时,选择合适的数据链方案,RTK技术就可在长边动态测量中大显身手。当边长超过20 km时,流动台观测15~30 min后,就会发现解开始趋向稳定,如果连续10 min内3维坐标分量的最大变动不超过±5×10-6D,且最后5 min内的互差小于2×10-6D,用户可根据精度决定是否继续观测,从技术上杜绝成果返工的可能性。
2.3公路中线测设
设计人员在大比例尺带状地形图上定线后,需将公路中线在地面标定出来。采用GPS RTK测量,只需将中线桩点的坐标输入GPS手簿中,系统就会定出放样的点位。由于每个点测量都是独立完成的,不会产生累积误差,各点放样精度趋于一致。
2.4公路纵、横断面测量
公路中线确定后,利用中线桩点坐标,通过绘图软件,即可绘出路线纵断面和各桩点的横断面。由于所用数据都是测绘地形图时采集来的,因此不需要再到现场进行纵、横断面测量,从而大大减少了外业工作。如果需要进行现场断面测量时,也可采用实时GPS测量。与传统方法相比,在精度、经济、实用各方面都有明显优势。
2.5 施工测量
GPS RTK系统既有良好的硬件,也有极为丰富的软件可供选择。利用道路测设专用程序,使设计—测设—施工一体化。首先由任何道路设计软件计算出道路工程项目中关键的几何点坐标,并定义它们的平面和高程基准值。这些信息(包括设计模型)均可存于专用记忆卡上。在野外,根据设计基准给出的测站与偏差值完成有关桩位的测设与标定。在整个作业过程中,软件进行点位坐标的计算,并引导放样作业的全过程。
2.6机械化施工作业指挥系统
目前,随着微电子技术的进步,GPS RTK接收机的性能正在不断发展,集成化GPS RTK接收机已经问世,它能实时地提供每秒10次厘米级GPS定位成果输出,而点位成果的时间延迟不超过0.03 s。当它充当参考站时,能够为不同用户提供多路多项信息输出服务。因而不同的设备流动站用户可各取所需。当它用来充当流动站时,利用内装式软件控制系统,无需人工干预自动进行整周未知数的动态初始化解算,搜索时间小于1 min。可以设想,在大型筑路施工机械上安装这种定位系统后,仅需输入道路的设计资料,GPS RTK会引导机械去相应的部位进行施工,这中间的一切辅助测量工作全部可省略。作业精度完全由GPS RTK控制,记录并呈现在施工监理面前。
2.7 变形监测
变形监测网应具有毫米级精度,比一般工程控制网精度高一个数量级。同济大学在上海浦东和浦西区布设了一个GPS试验网。实践表明,如果用较长的观测时间,分几个时段进行观测,并采取强制对中、观测时天线指北等措施,长度不超过4 km的基线向量可达到±(2~3) mm的精度。随着研究深入,GPS广泛用于变形监测是完全有可能的。
3 结束语
3.1 RTK技术的成功应用,使线路测量工作变得简单、轻松,拓展了GPS的应用领域。
3.2 GPS RTK在公路勘测设计与施工放样中有着广泛的应用前景,是值得重视与开发的技术。
3.3 集成化的GPS RTK在道路机械化施工过程中,可有效地提高施工速度与质量,使全自动化施工成为可能。
3.4 数据通讯是GPS RTK作业中的薄弱环节,如何选择调制解调器的配置方案是使用者首先应考虑的问题。
4 结束语
传统的公路勘测工作辛苦,而且繁琐,存在着勘测周期长、工作效率低等诸多问题。最大限度地减轻公路勘测工作量、提高公路勘测效率和勘测精度,一直是公路勘测工作者孜孜以求的目标。目前,GPS技术的发展和普及为公路勘测技术的腾飞奠定了坚实的基础。RTK技术是大地测量、空间技术、卫星技术、无线电通讯与计算机技术的综合集成,在许多领域发挥着重大作用。在现代公路勘测中,定测阶段和施工阶段主要是利用GPS实时动态载波相位差分定位技术来完成传统测量方法中的图根加密控制、像控点测定、带状图测绘以及施工放样测量等工作,并在统一坐标系下提供点位的三维数据信息。
参考文献:
【关键词】无线通；卸船机；节约设备投入成本
0 前言
随着经济发展，科技进步，无线通讯在各行各业得到广泛利用，在工业控制中，通过无线技术可以对现场设备、仪器设施进行控制管理，大大提高生产效率，降低成本投入，码头卸船机使用卷缆控制，经过长期运行，电缆老化，更换费用大，施工工期长，可以使用无线通讯设备替代。
1 设备现状
吕四港发电公司输煤码头共有3台卸船机进行卸煤工作，卸船机使用富士PLC控制系统，输煤程控使用施耐德昆腾系统PLC控制系统，两者之间的联络信号是通过卸船机本体电缆卷盘内控制电缆进行传递，用以实现输煤皮带与卸船机的连锁停运功能。卸船机在皮带上方行走时，进行电缆卷盘进行收揽和放缆工作，经过长时间运行，卸船机电缆卷盘内控制电缆存在虚接和断接的情况。
卸船机与输煤程控的联络信号主要包括：C1A皮带运行信号，C1B皮带运行信号，卸船机允许启动联络信号，卸船机运行信号和卸船机故障信号。
2 存在问题
由于卸船机运行时电缆卷筒长期收放电缆的工作方式导致卸船机控制电缆折损严重（包括控制电缆备用芯），卸船机与输煤程控PLC通讯已中断，卸船机目前无法监视C1A和C1B两条皮带运行状态。一旦C1A、C1B皮带发生故障急停，无法实现连锁停运卸船机的功能，卸船机振动给料机出口可能堵煤或造成皮带有大量煤堆积溢出，影响设备安全运行。
卸船机信号电缆与动力电缆使用的是一体式电缆卷盘，无法单独更换电缆卷盘内的控制电缆。整套卸船机电缆卷盘更换工作需要耗费较大的人力、物力。为保证设备安全稳定运行，考虑采用无线通讯的方式建立起3台卸船机与输煤程控PLC远程站的信号通信连接。
3 无线设备介绍
本改造使用罗斯蒙特702无线离散变送器将卸船机运行等信号转换为无线信号，使用罗斯蒙特无线网关gateway 1402与所有702变送器建立连接，采集控制信号。
罗斯蒙特702无线离散变送器有两个数字量通道，每个通道可以单独配置为离散输出或输入，即DI或DO。702变送器的输出的通道最大开关容量为直流26V个100mA。
罗斯蒙特gateway1402智能网关是一种自组织网络，基于RS-485或以太网的Modbus可提供通用整合和系统互操作性。
4 改造方案
1）分别在三台卸船机下部电器房户外栏杆上安装三台EMERSON 702系统无线离散变送器，共安装9台。
2）在卸船机PLC柜内拆除原联络信号的电缆，包括C1A皮带运行信号，C1B皮带运行信号，卸船机允许启动联络信号，卸船机运行信号和卸船机故障信号。并重新配线将EMERSON 702离散变送器与卸船机PLC系统连接。
3）在码头控制室外墙安装无线网关，组建无线交互的网络，建立起输煤程控站与卸船机离线变送器的网络连接。
4）使用计算机对1402无线网关及702无线变送器进行配置，配置输入输出通道功能，配置扫描时间1秒。
表1
5）在电子间施耐德昆腾PLC柜内，安装一台西门子PLC，通过modbus将西门子PLC与1402无线网关进行通讯，按照无线设备的地址组态，将通讯信号转换为开关量信号送至输煤施耐德程控PLC。
关键词：直升机；卫星通讯；中旋翼；信号遮挡；紧急通讯
直升机卫星通讯对军事国防方面的促进作用较为明显，能够有效的提高信号的传输效率，满足战场条件下紧急中继通讯的要求。然而由于直升机自身的条件限制，中旋翼在旋转过程中对卫星通讯信号造成了较为严重的限制，影响了实际通讯效果，对紧急通讯造成了较为严重的影响。因此，如何提高直升机卫星通讯的效率，就成为了军队建设工作研究的重点内容，其相应问题的解决对我国军事领域发展具有重要的促进作用。
1 直升机卫星通讯的便利性分析
由于军事领域通讯传输主要有短波和超短波两种方法，短波传输通过地面的发射装置发射信号，经过中继引导到达接收地经过转化来实现通讯。由于此种方法需要将信号进行中继引导，受到大气电离层的影响较大，通讯概率以及效果较低，无法满足战场情况下的通讯要求。超短波通讯，主要是在视距范围内进行通讯，在实际战场环境中，此种通讯方法存在着较为严重的纰漏从而导致通讯信息被拦截破译，影响整场战争走向[1]。
采用直升机卫星通讯的方法能够有效的降低信号被拦截的概率，而且通讯范围较大，比较符合战场环境下的实战要求，受到了目前军事领域的追捧，应用较为广泛。由于是通过卫星进行信号传输与接收，在很大程度上提高了信号传输的效率，通讯质量得到了明显的提升，因此相较于其他两种通讯方法具有较为明显的优势，因此目前已经普遍替代了前两种传输方式，成为目前我军使用的主要通讯方式。
2 直升机中旋翼遮挡问题
由于直升机受到自身因素的限制，导致卫星通讯装置安装位置固定，且无法进行进一步的优化，从而导致中旋翼对卫星通讯信号产生了较为明显的影响作用。
目前直升机的卫星通讯过程中，卫星波束在通过中旋翼时，信号受到了较为严重的干扰，通讯能力降低较为明显，而直升机不可能长时间保持迎合卫星通讯角度的姿态来进行飞行，因此中旋翼影响通讯信号质量问题较为突出。
直升机中旋翼具体遮挡情况受到卫星的仰角、直升机航向以及飞行姿态等因素共同作用，由于中旋翼不断进行有规律的旋转，其影响也呈现周期性变化，通过对目前我国已有的研究资料进行分析，可以知道当直升机航向、卫星方位相一致时卫星通讯信号受到的影响最大，而处在低仰角位置时，卫星方位与直升机航向夹角呈现180°时，受到的遮挡时间最短，这些宝贵的研究资料为下文提出具体的解决办法提供了重要的参考价值[2]。
目前直升机卫星通讯的信号受到中旋翼遮挡影响较大，在实际战场条件下，双方对中控权以及战场通讯指挥权均极为看重，通过对美国已有的几次战争情况来分析，可以看出美军在实际的战斗进行时，首要的工作就是摧毁敌方通讯中心，以瘫痪干扰敌方进行通讯的能力，从而将自身的现代化通讯手段完美运用，来达到摧毁敌方有生力量来获取最终胜利的目的。
我国在相关领域差距较大，目前我国军队采用的直升机卫星中继通讯受到了中旋翼的影响，对我国军队建设以及国防安全具有重要的阻碍作用，问题亟待解决。
3 解决直升机中旋翼遮挡信号问题的方法分析
3.1 组帧多组重发策略
由于直升机实时运动，因此地面通过卫星向直升机进行信号的传输过程中，充分考虑了中旋翼对信号的遮挡作用，采取组帧多组信号重发的策略来保证信号能够有效的传达到直升机卫星通讯接收装置，达到战场通讯的目的。由于组帧多组重发策略发送到信号较为密集，而且重复较多，即使是被地方获取也无法在段时间内破译来获取有效的信息，因此战场通讯安全程度较高，同时为了安全起见还可以采取加密传输的方式，运用多种保密方法来加强信号的传输，收获了比较好的战场通讯效果[3]。
3.2 中旋翼同步突发
中旋翼在旋转过程中，在较短的时间内产生了缝隙从而使得信号能够发射出去并且通过卫星传输进行接收工作，而这也是目前解决直升机中旋翼信号遮挡问题的一种思路和方法，通过在直升机中旋翼的缝隙将信号进行同步突发，可以有效的进行战场通讯指挥工作，为实际的中继通讯指挥创造良好的交流条件。
4 总结
综上所述，直升机中旋翼遮挡卫星通讯信号问题已经严重干扰了我国战场指挥能力以及国土保卫工作，通过采取具有实践性的解决策略来达到战场通讯已经能够保障通讯需要，相信随着科学技术的不断发展，战场通讯指挥将会迈上一个新的发展阶段。
[参考文献]
[1]董孝东.直升机卫星通讯中旋翼遮挡问题及应对方法[J].现代电子技术，2014，12（07）：50-52+58.
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