私有化RTK基站~某货场地基增强基站技术方案

发布时间: 2025-04-17 10:45:19

一、北斗卫星导航系统在铁路行业的应用概况

铁路是国家关键性的重大交通基础设施，也是国家经济发展的大动脉，在国民经济体系中占有重要的战略地位。我国铁路线路分布辽阔，大多横跨东西、纵贯南北，铁路在建设和运营过程中面临着多种复杂地质、气候、自然环境考验。截至2023年底，全国铁路营业里程达15.9万千米，高速铁路营业里程达4.5万千米，为经济社会发展注入澎湃动力，我国已成为世界上高速铁路发展速度最快、运营里程最长、铁路速度最高、运营场景最丰富的国家。

随着中国科技水平的进步，北斗、5G等技术不断赋能交通运输领域基础设施建设。国务院、交通运输部相继发布《国家综合立体交通网规划纲要》《交通运输领域新型基础设施建设行动方案（2021—2025年）》《数字交通“十四五”发展规划》等一系列政策文件，指导“十四五”时期交通基础设施高质量发展，支撑科技强国、交通强国建设。交通强国，铁路先行。2021年12月，国家铁路局印发《“十四五”铁路科技创新规划》，提出“大力推进北斗卫星导航、5G、人工智能、大数据、物联网、云计算、区块链等前沿技术与铁路技术装备、工程建造、运输服务等领域的深度融合，加强智能铁路关键核心技术研发应用，推进大数据协同共享，促进铁路领域数字经济发展，提升铁路智能化水平”。

北斗卫星导航系统是中国自主建设运行的全球卫星导航系统，可为全球用户提供全天候、全天时、高精度的定位、导航和授时服务，在智能铁路建设中可发挥重要的时空信息支撑保障作用。铁路工程勘察设计、施工建造、运营维护等阶段对定位、导航、授时和通信功能有着较为广泛的需求，涉及列车通信与信号控制、客货运输管理、安全预警防护、基础设施建设及维护、授时管理、应急救援等多项业务场景。北斗卫星导航系统作为重要的时空信息基础设施和国家战略保障，可在高精度位置服务、时间同步、应急通信等方面提供基础支撑。结合当前铁路行业实际需求，将铁路行业北斗应用方向按照功能大致进行如下归类（图1）。

图1 铁路行业北斗应用

特别是在客货运输管理中利用卫星定位技术追踪列车位置及运行轨迹，实现货物与机车匹配和调度管理等，主要包括客货运输定位跟踪、机车调车作业、列车完整性检测等。

二、基于北斗卫星导航系统的高精度定位技术

RTK（Real - time kinematic）实时动态载波相位差分技术，是实时处理两个测量站载波相位观测量的差分方法，将基准站采集的载波相位发给用户接收机，进行求差解算坐标。是一种广泛使用的地面全球定位系统差分技术。这项技术可以通过取消卫星导航定位过程中的常规误差来提高准确度，从而使地理信息的精确度得到提高。

RTK基站是一种通过差分定位技术来实现卫星导航定位信号精确定位的设备。其原理是利用两个接收器，一台称为基站，一台称为移动站（或者称为载流板、机载台），通过距离差分技术来提高定位的精确度（如下图2）。该技术的主要基本原理包括：基站记录多个卫星的时空信号信息，以此建立卫星与基站之间的距离观测量；移动站同时也记录这些卫星的信号信息，再将这些信息与基站记录的同一时刻发射的信号信息作对比，计算得到两个站之间的距离误差，最终根据不同的算法来消除误差，得到高精度的位置信息。

图2 RTK原理示意图

RTK技术需要基站和移动站之间建立外部通信链路，通常使用无线电或移动通信网络来实现。在开展RTK测量之前，首先需要采用严格的标定方法来确定基站和移动站之间的位置关系，并确保两个站点可以同时接受到被观测卫星的信号。在野外工作中，RTK基站安放在基准点上，移动站载着经验丰富的技术人员作实地勘测，采取等高线法、三角高程法等方法作测量。在整个过程中，技术人员要确保移动站与基站始终保持通信。

三、本次地基增强基站的建站方案

本次建站拟采用一主一备的方式，在XXX铁路局XX货场建设2套地基增强基站（简称“Cors基站”），并设置差分数据服务器，以实现对车辆、人员、物资等各类终端播发差分数据，提高各类终端的定位精度。

根据建站地理环境进行观察，考虑供电情况、网络接入情况、周边建筑遮挡情况、周边其它通讯基站、高压输电线路的电磁影响等情况后，选取供电和网络接入较为便利、无遮挡、电磁干扰相对影响较小的两处地点，布设2处Cors基站。

基站有2种形态：一种是接收机+GNSS天线的方式，一种是一体机的方式。如果供电、接入网络方便的情况下，优先选择接收机+GNSS天线的方式，该方式有施工难度较小、供电稳定、上传差分数据连续稳定等优点。如果需要覆盖的位置不具备装入建筑物的条件，可考虑一体机的方式。

3.1 M6接收机产品

M6接收机是一款高性价比、小型化、分体式、多功能的高精度定位接收机。内置1408通道的全系统全频点定位模组，Linux 操作系统，接口类型丰富，通信方式多样，支持大容量数据存储，可应用于智能驾驶、高精度定位、精准农业以及智能机器人等领域。下图3为接收机实物图。

图3 M6接收机实物图

产品特点：

Ø Qualcomm Cortex-A7 + Linux智能系统平台

Ø 具备 1408个超级通道

Ø 支持 BDS、GPS、GLONASS、Galileo、 QZSS和 SBAS

Ø 增强的多模多频 RTK 技术

Ø 支持前端解算

Ø 支持云服务功能

Ø 内置 32G存储，可用 24GB，可远程下载，支持多通道循环存储

Ø 支持二次开发

Ø 工业级设计，镁铝合金外壳，坚固可靠

GNSS天线配置IP68防护级别的全频外置测量型有源天线，可确保定位精度完全满足铁路机车高精度定位要求。

3.2 U6一体式接收主机

U6普适型监测基站一体机，内置自主高精度低功耗定位模组，主机采用一体化设计，易于安装、维护，超低功耗设计，减少对系统配置电池容量和太阳能电池板功率的要求，降低站点建设与运营成本。

图4 U6普适型监测基站一体机

产品特点：

Ø 主机集成高精度低功耗定位模组，支持BDS B1I/B2I/B3I/B1C/B2a， GPS L1/L2/L5 ，GLONASS L1/L2，Galileo E1/E5a/E5b， QZSS L1/L2/L5，多星解算；

Ø 基于Linux平台的4G全网通方案，全面支持移动/联通/电信 2/3/4G网络，兼容更好、信号更强，连接更稳定；

Ø 主机内置高精度三轴加速度计和气压计，结合全新设计的融合算法引擎，有效剔除误报，支撑中长期预警；

Ø 主机可定期上报设备位置、网络状态、信号强度、收星状态等主机状态，支持云平台对远程设备的重启、设置、升级等操作；

Ø 主机支持RS232\RS485、4G、蓝牙、WIFI和Lora电台数据传输，数据链齐全，满足各类传输需求。

U6一体式主机内置GNSS天线，安装时需要根据现场情况配置供电和接地防雷保护系统。根据需要可以配置太阳能+UPS供电方案和市电+UPS供电方案两种配电方式。

图5 U6野外一体基站实物图

四、产品报价和清单

设备类型	设备名称	单价	数量	备注
分体式基站	M6接收机	4900	1
	GNSS天线	200	1	两种天线2选1. 扼流圈天线需提前准备天线基座。
	扼流圈GNSS天线	2500	1	两种天线2选1. 扼流圈天线需提前准备天线基座。
	15M馈线及避雷器	300	1	超出长度单另报价
	接收机控制软件	赠送	1
一体式野外基站	U6接收机	3500	1
	U6接收机安装配件	3500	1	安装柱体、电池、太阳能、电池、避雷针、地笼等500元运费。
	接收机控制软件	赠送	1
差分数据服务器	差分转发服务器要求 CPU：2核内存：4GB 带宽：2-3M 硬盘：40GB以上系统：windows server 2012R2 开放端口：443、8883、8884 服务器端口使用： 443：通过HTTPS登录监测管理平台 8883：差分数据上传端口 8884：差分数据播发端口	硬件客户提供，软件免费安装（2个基站以内）	1	采用云服务器或实体服务器，实体服务器提供实体IP 1个。