张 健，詹 勇，卢 俊

（长江三峡勘测研究院有限公司（武汉），湖北 武汉430074）

1 引言

目前GPS已广泛作用，利用GPS可极大提高外业测量工作效率。采用GPS RTK、GPS网、CORS站（连续运行卫星定位服务系统）等方法，可迅速获取待测定点平面位置与高程。GPS设备从无到有，从单频到双频，从单星系统到双星系统再到GNSS系统。GPS作业方式从完全静态，GPS RTK（单基准站），GPS网（手机卡），发展到CORS站。效率也越来越高。

笔者所在的某勘测单位，随着单位GPS设备的增多，GPS的型号也不断增多。从最早的Trimble 4800只能做静态测量，再到Trimble 5700可以做RTK，经历过5800、R7、R8、R8Ⅱ。仪器设备的功能是越来越强大，操作也越来越人性化。

2 故障分类

随着GPS型号的增多，相关的配套设备也大量增加，例如各种接收天线盘，各种型号主机，多种专业线缆，电源传输线，数据传输线，还有一体化线缆。多种电台，及电台天线等等。在外业工作中，出现故障的也多种多样，五花八门。归纳总结主要分为两大类。一类为人为故障，包括主机设备混搭、主要配件混淆；二类为非人为故障，包括电台设置混乱、供电电源故障、环境等。

2.1 主机设备混搭

2.1.1 向下兼容

Trimble GPS各种型号的主机是可以混搭使用，但要遵循规则，就是“向下兼容”。即R8Ⅱ型——R8——R7——5800——5700。做RTK测量时，基准站只能用最低型号的主机。

以R8II型流动站主机两台，R7型流动站主机一台，5700型流动站主机一台为例，四台设备中，若想“一拖三”即一台基准带三台流动站的作业模式，作基准站主机的就只能用5700型。

5700型主机所配的电台只能是Trimmark3。而非R8与R7所用的PDL电台。基准站主机型号与基准站电台型号确定后，主机的相关配件与线缆就好确定了。

2.1.2 流动站型主机可互换

流动站型主机可以做基准站主机，但基准站型主机却不能做流动型主机。原因是基准站型主机内未配有Trimble Internal（内置电台），不能接收电台发射的无线电信号。无论是流动站型主机还是基准站型主机在做基准站时，是不必须要接收无线电信号的。

单位上有两套RTK 1＋2 5700型GPS。即1台基准站主机，2台流站主机。当2台基准站主机发生故障返厂维修期间，利用4台流动站主机也实现RTK测量。只要把任意一台流动型主机按基准站设置，其他3台流动型主机仍然按流动型设置即可实行“一拖三”。

2.2 主要配件混淆

2.2.1 天线盘混淆

5700型主机所配的接收天线盘为Zephyr圆盘天线，R7型主机所配的接收天线盘为专用的Zephyr Mode 2圆盘天线。与Zephyr圆盘天线相比较起来，Zephyr Mode 2圆盘天线要较之高大些。

若不注意这些环节，5700配上Zephyr Mode2高圆盘天线或是R7配上Zephyr小圆盘天线，都会使基准站接收机或流动站接收机收星信号不稳，造成通讯错误，致使手薄控制器死机、重启等故障。

2.2.2 电台混淆

5700型主机所配的电台只能是Trimmark3。Trimmark3的供电电源与传输发射信号为两个独立接口，故而电台有专用的供电电缆和与接收主机互通数据的数据线缆，还有发射电台信号的传输线缆。并且发射电台信号接口为螺旋接口。R7型主机也可使用Trimmark3电台。

5800，R8及R8Ⅱ型主机所配的电台是PDL型，PDL电台只有两个接口，一个是为电台供电和接收主机差分信号的一体化接口，另一个为发射电台信号接口。PDL电台有一体线（带供电与传输数据），发射电台信号的传输线缆，发射电台信号接口为非螺旋式接口，是卡簧式接口。

2.2.3 无线电线缆混淆

上面已经提到，电台有Trimmark3与PDL两种。与相配的无线电线缆就有两种，主要差别就在接口上，一种为螺旋式接口，另一种为卡簧式接口。卡簧式接口是为PDL使用，而螺旋式接口则是给Trimmark3使用。

电台使用及无线电线缆若出现上述错误时，会造成外业工作停工。更换设备及线缆等，会间接影响外业工作的进度。

建议：出外业工作前，在后方基地领取设备后，带电调试设备。以检查是否有无遗漏的设备配件及线缆等。进而保证外业工作的顺利进行。通过仔细检查与调试，是可以免以上所述人为故障的。

2.3 非人为故障

笔者以自己的工作经验为例，说明如何避免此类RTK故障发生和如何处理这类故障。

3 故障实例

3.1 工作实例一

在云南金沙江支流河谷，GPS设备为Trimble R8Ⅱ1＋1两台套。给PDL电台供电的电源是已经用过4个月的12V45Ah的汽车电瓶。

（1）故障现象。前一天，GPS RTK使用正常。第二天，PDL电台开不了机，即PDL面板上LED灯不亮。

（2）故障分析。由于前一天RTK可以有正常使用，并且工作时间超过了8h。

首先检查PDL一体线上的供电保险片，经检查保险完好，试电，PDL电台还是开不了机。更换备用的15A新保险后，PDL电台依旧开不了机。

接着用万用表检查电瓶，发现电瓶电压为12.7V，说明电瓶是满电状态。则故障只可能出在PDL电台上。

（3）故障排除。将以上故障情况返馈给Trimble维修站，维修站也无有效解决办法，只能将电台发回维修站修理。在询问过维修站技术人员后，将PDL电台与一体化线，在当地老乡的汽车电瓶上试电，电瓶为12V 60Ah，万用表量测电压为12.8V。给过多次汽车打火，给电台试电，最终电台开机。

（4）故障总结。由于头一天工作时间超过8h，可以是电瓶过度放电，致使电台自动启动低电压保护（休眠状态）。在无其他维修方法下，只能以常电压，高电流来刺激电台，以此来激活电台。但这种方法对PDL电台的保护电路损伤太大，造成电子元件提前老化，最终造成PDL电台无线电信号的有效覆盖半径减小。

此种处理只为应急，不提倡使用。建议工作时间不要过长，避免让电瓶长时间，超负载工作。极力避免电瓶过渡放电，造成PDL电台自动进入休眠状态。

3.2 工作实例二

在重庆长江三峡库区，GPS设备为Trimble 5700 1＋1两台套。给Trimmark3电台供电的电源是12V 45Ah的汽车新电瓶。

（1）故障现象。流动站接收机在基准站电台旁边，收不到电台信号，Trimmark3电台面板显示“TRANS”，表示电台在有发射无线电信号。

（2）故障分析。由于在来此工地前，已经在后方调试过此套RTK了，可以实测固定RTK点。只说明设备可能“水土不服”。

（3）故障排除。现在电台在发射无线电信号，只有流动站接收机收不到信号，并且在基准站旁边也收不到信号。再次通过TSC1手薄，检查流动站Trimble INTERNAL（内置电台）的无线电频率与基准站电台的无线电频率，以及无线电模式。经过检查基准站与流动站无线电模式均为“Trimmark3／SITENET450”，无线电频率同为“413.05MHz”。可问题仍然存在，观察基站周边环境时，发现距基站约300m处有一移动手机信号发射塔。调整电台与流动站无线电频率为“418.05MHz后，流动站接收机无线电指示灯亮了，通过TSC1手薄连接到流动站接收机后，提示获得固定解。问题解决。

（4）故障总结。估计是各地的手机发射信号频率不一样，才造成了5700型在三峡库区的“水土不服”。以后每到新测区，都要注意当地的无线电信号频率。

3.3 工作实例三

冬季在河北与内蒙古两地交界地，某风电场勘测区。GPS设备为Trimble R8Ⅱ1＋1两台套。给PDL电台供电的电源是已经用过半年的12V60Ah的汽车电瓶。

（1）故障现象。基准站启动正常，流动站也可启动，但不到半个小时，流动站收不到无线电信号。

（2）故障分析。既然能测半个小时的固定解，说明一切设备都正常工作。问题只能出现在电瓶与电台上。由于当地冬季天气严寒，笔者是第一次到测区。估计是天气太冷了，电瓶内的电解液结冰。

（3）故障排除。当地冬季室外气温可达－30℃左右，在这样室外环境下，电解液肯定要上冻。要给电瓶保温，先选个合适的包装纸箱，周围都铺上棉衣，再将电瓶放在其中。这样包装后，电瓶的工作时间是长了些，可以还是不足。就买多个暖手宝，放在电瓶与棉衣之间。与地面之间再加一层泡沫。电台启动后，接线柱用塑料张包好，外面再用毛毯包起来。如此一来，电台在这样恶劣的天气条件下也可工作近5h。

（4）故障总结。每到新工地之前，要了解当地天气、气候情况。注意及时调整设备的保护装置。以保证外业工作的顺利开展。

4 结语

结合以上工作案例，可以看出，虽然GPS RTK故障多样，但大多集中在无线电部分收发上。无线电收发不畅，造成工作难以进行，并影响工作进度。

建议：在后方基地，提前领取设备，并在室外进行加电调试；对调试中出现的问题，冷静分析，仔细求证，认真排查，直到问题解决；调试中存在安全隐患的配件，应尽可能更换，不把隐患带到工作现场；提前对未曾去的工作地区加以了解，以便于现场工作的开展。

［1］徐绍铨.GPS测量原理及应用［M］.武汉：武汉测绘科技大学出版社，1998.

［2］刘基余，李征航，王跃虎，等.全球定位系统原理与应用［M］.北京：测绘出版社，1999.

［3］张希黔，黄声享，姚 刚.GPS在建筑施工中的应用［M］.北京：中国建筑工业出版社，2003.

［4］李征航，黄劲松.GPS测量与数据处理［M］.武汉：武汉大学出版社，2005.